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社区首页 >专栏 >中芯国际证实遭美国出口限制,将建中央仓储「囤货过冬」

中芯国际证实遭美国出口限制,将建中央仓储「囤货过冬」

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新智元
发布于 2020-10-10 07:02:29
发布于 2020-10-10 07:02:29
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新智元报道

编辑:白峰、QJP

【新智元导读】10月4日晚间,中芯国际发布公告称,经与供应商询问和讨论后,已确认受到美国商务部的制裁,出口中芯国际的部分美国设备、配件及原物料会受到美国出口管制规定的限制,有报道称,中芯国际正在加大囤货力度,并与友商共建中央仓储「抱团过冬」。

中芯国际确认受到美国商务部的出口限制。

根据中芯国际发布的公告,经过多日与供应商进行询问和讨论后,该公司知悉美国商务部工业与安全局 (Bureau of Industry and Security)已根据美国出口管制条例 EAR744.21(b)向部分供应商发出信函:

对于向中芯国际出口的部分美国设备、配件及原物料会受到美国出口管制规定的进一步限制,须事前申请出口许可证后,才能向中芯国际继续供货。

与友商「抱团取暖」共建中央仓储,中芯也要囤货过冬了

据悉,中芯国际已经开始大量囤积关键生产设备和重要零部件,虽然美国还没给出正式的禁令,但是从中芯跟供应商的沟通反馈来看,美商务部的出口限制已然开始了。

知情人士透露,中芯国际向美国、欧洲和日本供应商的采购量,已经明显超过了2020年的需求。采购清单包括用于关键生产过程的机械,如蚀刻、光刻、晶圆清洗和测试设备,以及超过一年的耗材,这些耗材必须定期更换,以保证机器的正常运转。

中芯是华为的供应商,也面临和华为相似的困境,美商务部将华为列入实体清单后,华为在许可过渡期也是大量囤积先进制程的芯片。

消息称,中芯国际正在与其它中国芯片制造商「抱团取暖」,建立了一个中央仓储来储存这些零部件,降低成本的同时提升共同抵御风险的能力。

今年,中芯国际计划的资本支出将从原先的31亿美元大幅增加到67亿美元,即便这样,也还是不能满足需求,中芯还在不断加码。

为何类似的出口限制一出,国内的芯片上下游企业都这么紧张?

国产芯片之殇:设备自给率低,人才「一挖就走」

国内芯片厂的设备自给率仍然不高。

中芯现在实现了14nm的量产,但14nm工艺涉及到1700多道工序,整个工艺流程的设备自给率仍然不高,主要还是依靠欧美厂商。

虽然有了一些国产芯片制造商,但是总体来看,我国芯片产业国产化程度并不高,半导体产业的高端人才也十分短缺。

除了部分移动通信终端和核心网络设备国产芯片占有率超过10%,其余产品多在5%以下,而芯片制造领域,设备国产化率更低。

中芯国际现在严重依赖外国半导体设备供应商,包括美国的 Applied Materials、 Lam Research、 KLA 和 Teradyne,以及荷兰的 ASML 和日本的 Tokyo Electron。

去年,美国的压力已经迫使欧洲最大的芯片制造设备制造商 ASML 推迟给中芯的极紫外光刻机(EUV)发货。

根据 Bernstein Research 的数据,美国供应商尤其占据主导地位,在几个专业设备领域控制了超过80% 的市场份额,如蚀刻机、化学气相沉积和晶圆检测工具---- 这些都是制造先进芯片的关键工序。

芯片蚀刻

Bernstein资深半导体分析师马克 · 李(Mark Li)表示,「美国多年来一直主导着一些不可或缺的制造设备领域。中国不可能只用国内技术建造一条生产线。」

人才短缺,流失严重。

中芯国际建厂之初,从台积电高薪挖来了数百位工程师,但芯片制造不光需要高端人才,一线的工程师也很重要,近年来中芯一线工程师的离职率一直居高不下。

中芯国际《2018 年企业社会责任报告》中提到,从年龄维度看,30 岁以下员工流失率最高,占比高达 79.3%。

而竞争对手台积电的主动离职率仅为 4.8%,中芯国际比它高出 5 倍。在 2015-2019 年,台积电的离职率在5%以下。

中芯国际的人才流动同样也存在于其他的国产半导体企业。人才的不稳定,一方面有福利待遇的问题,另一方面则是在美国的压力下,国内的半导体行业迎来发展的黄金时期,人才本就严重不足的情况下,芯片厂商「互相挖角」的现象短时间内也会一直存在。

除了人才,芯片产业最重要的影响因素就是技术了,那短期内中芯能在7nm制程上突破美国的出口限制吗?

短期技术突围可能性较低,中芯国际道阻且长

曾几何时,对于90nm的制程工艺,全球还有20多家公司可以掌握这项技术,而到了14nm制程,全球就只剩下5家公司。除了三巨头台积电,三星和英特尔之外,格罗方德和联电芯已经停止了10nm以下制程工艺的研发,目前只剩下中芯国际还在奋力的追赶先进的制程。

台积电遥遥领先,中芯国际奋力追赶

此前高盛公司给出对中芯国际的技术升级路线预测是:2022年可以升级到7nm的工艺,2024年下半年升级到5nm的工艺。而台积电方面已经确定,5nm很快会量产,3nm的芯片可以在2021年进入测试阶段,2022年就可以大规模量产。对比高盛的技术路线的预测,中芯国际依然落后台积电4年左右的时间。

各个工艺节点和工艺及光刻机光源类型关系图

在2019年底,中芯国际已经实现了14nm工艺的量产,并且为华为部分供货给了华为。截至今年5月底的时候,官方表示产能已经达到了6000晶圆/月。除了14nm制程之外,中芯国际还有基于14nm工艺的12nm工艺改良版,改良版工艺比14nm晶体管的尺寸微微缩小,功率降低20%,性能提升10%,错误率降低20%。

卡脖子的不止芯片,还有光刻机

对芯片生产来说,光刻机是其中最重要的设备。荷兰的ASML公司是全球最先进的光刻机设备生产商。

从ASML公布的数据来看,它已经在全球范围内出货了57台EUV光刻机,因为台积电,三星和英特尔都是公司的股东,具有高端光刻机的优先发货权,几乎所有的设备都被三星、台积电和英特尔买下来了,同时由于一些众所周知的原因,中芯国际在2019年向ASML 购买了一款极端紫外线 EUV 光刻扫描仪,但到目前为止尚未交付,中国的企业没能购得其中任何一台设备。

短期来说,这对中芯国际是一个巨大的打击,因为想要生产7nm或者更先进工艺的芯片,就必须要从ASML购买EUV光刻机的设备。目前国产光刻机量产的是90nm制程,65nm的还未量产,28nm刚突破研发瓶颈,与ASML的高端光刻机的差距大约有20年。

为了解决卡脖子的问题,中芯国际还在研发自己的N+1、N+2代工艺。

N+1只是中芯国际的官方代号,中芯国际并没有说它是7nm制程。而且从公布的参数上看,所谓N+1制程,并不完全是网上传的第一代7nm 工艺。N+1工艺相比于14纳米的性能提升20%,功耗降低57%,逻辑面积缩小63%,soc面积缩小55%,从这些数据来看,这一技术是接近于台积电的7nm制程工艺的。

最重要的是,中芯国际的N+1工艺并不需要用到EUV光刻机,只需要使用目前已经拥有的ASML的193nm光源的浸润式光刻机就可以实现。

N+1工艺的大部分参数与通俗意义上的7nm相比,在实际功率和稳定性方面非常相似或接近,唯一的区别是性能:N + 1的性能提高了约20%,这距离台积电7nm的35%的提升有一些差距。不过,这已经是二者之间唯一的差距了。

如此说来,N+1制程如果量产,其实在性能上,还是低于台积电计划的30%和实际的35%,而业界现在以35%为市场基准。准确的讲,这样的性能提升是不能被称为7nm的,它更像三星的第二代10nm和第三代10nm(就是8nm)。

如果可以量产,那么接下来中芯国际将正面遇到7nm EUV光刻机工艺这个几乎不可逾越的障碍,中芯国际目前使用FinFET晶体管的工艺技术,并依赖于深紫外 DUV 光刻技术。

虽然N+1阶段可以暂时躲开ADML的EUV光刻机, 基于DUV的7nm技术,也可以将良率和可靠性做得很好,但最大的缺点就是贵。

英特尔在7nm上坚持了DUV,未采用EUV,导致良品率长期无法突破,反而被台积电超越,使得AMD+台积电的组合赢得了大量的市场份额。

中芯国际能在美国禁令正式出台之前,拿到对7nm工艺至关重要的EUV光刻机吗?

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原始发表:2020-10-05,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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