10月7日,美国商务部「工业与安全局」(BIS),发布针对中国半导体产业新一波的管制,将14/16奈米(含)以下制程设备,以及18奈米(含)及以下的DRAM生产,NAND快闪记忆体128层(含)以上的生产设备,列入管制清单,必须需取得核准方可出口到中国。

在此之前,仅中芯国际(SMIC)被列入「实体清单」,管制10奈米(含)以下制程设备,出货给中芯国际。没有全面管控高阶半导体制造设备,出货到中国。此次将先进半导体制造设备,列入管制清单,不仅「逻辑晶片」的先进制造设备,连「记忆体」的先进制造设备也列入管制。

以目前中国半导体制造业的现况来看,逻辑晶片方面,最先进的制造厂为「中芯国际」,14奈米制程已经于2019年量产。7奈米制程也「低调」量产,没有公开对外宣布,惟恐「树大招风」引起不必要的困扰。

继中芯国际之后,华虹集团旗下的「华力微」于2018年宣布成功量产28奈米低功耗制程,之后于2019年,宣布将于2020年年底量产14奈米制程,是继中芯国际之后,第二家量产14奈米制程的中国晶圆厂。由于美中关系紧张,华力微也「低调」行事,不再对外公开先进制程推进的情况。

记忆体方面,「长江存储」是中国最主要的NAND Flash 制造厂,产能约每月8万片晶圆左右。目前64层3D NAND是长江存储的主力产品,约占产能的60%左右,其余40%产能,用来生产更先进的128层 NAND。长江存储已开发成功196层NAND、232层NAND,并且计划在长江存储第二期新厂量产。

DRAM方面,「长鑫存储」是中国的龙头厂,目前月产能约10万片左右,主要制程为19奈米,并且开始导入17奈米制程量产。

美国此次管制「精准」打击到中国记忆体产业的「要害」,将中国的NAND「卡在」128层,DRAM制程「卡在」18奈米。三星电子、SK海力士、美光科技、铠侠等,国际DRAM、NAND大厂,「松了一口气」避开将来中国记忆体厂可能的竞争。

对半导体设备公司而言,目前14/16奈米以下制程设备,在中国的市场不大,因此列入管制清单影响不大。对记忆体制造设备影响可能较大,因长江存储、长鑫存储,积极开发先进制程,导入量产,半导体设备商在新的管制下,中国方面的未来订单可能受到影响。

从半导体设备的市场来看,2021年中国半导体制造设备的销售金额达296.2亿美元,较2020年的187.2亿美元,大幅成长58.2%,这两年中国皆为全球半导体设备市场销售金额最高的地区。主要的原因是中国企图加速建立本土化的半导体生产能力,降低对国外的依赖,避免受到美国的「箝制」。

美国「应用材料」是全球最大的半导体设备公司,2021年营业额约为230.6亿美元,居全球第一。主要的产品为CVD、PVD等薄膜沉积设备、离子注入、蚀刻、快速热处理、化学机械研磨(CMP)等设备。

2021年应用材料中国营业额达75.35亿美元,占该公司营业额的32.7%,中国市场对应用材料的重要不言而喻。

排在应用材料之后的为荷兰的艾斯摩尔(ASML),2021年营业额为217.8亿美元。ASML是微影设备的主要供应商。ASML在高阶微影设备的市占率高达约90%,供7奈米以下使用的EUV,ASML更是全球唯一的供应商。

以2021年微影设备最终出货地点计,台湾以44%居第一,其次为韩国35%,中国大陆为16%居第三。

日本的东京威力创(TEL),2021年营业额达172.8亿美元,居全球第三。TEL主要产品为涂布/显像设备、热处理成膜设备、CVD、刻蚀设备、清洗设备、测试设备等。TEL是全球涂布设备的的龙头,该公司在中国的营业额占比高达27.5%。

微驱科技总经理吴金荣。业者提供
微驱科技总经理吴金荣。业者提供

全球第四大半导体设备公司为科林(Lam Research),2021年营利约146亿美元。科林主要产品为刻蚀设备、薄膜沉机设备、去胶及清洗设备、渡铜设备等。2021年,科林中国营业额达51.38亿美元,占公司营业额的35.1%。

接在科林之后的为科磊(KLA),2021年营业额为69亿美元,排名全球第五。科磊主要产品为光学、电子检测设备、缺陷检测、CD量测、膜厚量测等设备。2021年,科磊中国营业额达18.31亿美元,占公司营业额的26.5%。

上述全球五大半导体设备供应商中,三家为美商(应用材料、科林、科磊),一家荷兰商,一家日商。

对比之下,我们看看中国2021年前五大半导体设备公司。 2021年「北方华创」营业额达人民币71.2亿元(约10.2亿美元),为中国营业额最高的半导体设备公司。北方华创主要产品为蚀刻、沉积、清洗等设备。

「中微半导体」2021年营业额为人民币31.1亿元(约4.44亿美元),排名第二。主要产品为蚀刻、沉积等设备。中微的电浆蚀刻机从65奈米、14奈米、7奈米到5奈米,已被一线半导体大厂采用,主要客户有台积电、SK 海力士、联电、中芯、长江存储等。

「盛美上海」,2021年营业额为人民币15.5亿元(约2.21亿美元),排名第三。主要产品为清洗设备。

「长川科技」,2021年营业额为人民币15.1亿元(约2.16亿美元),排名第四。主要产品为测试机、分选机等。

「新益昌」,2021年营业额为人民币9.1亿元(约1.3亿美元),排名第五。主要产品为固晶机等。

由此看来,中国半导体设备公司的营业额规模,尚无法与国际大厂比拟。即使产品已可进入最先进制程的中微半导体,2021年营业额仅达应用材料的2%左右,由此可见,中国半导体厂仍需大幅依靠国外厂商的设备,「自给自足」之路仍很遥远。

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