光刻机官宣半月后,全球产业格局将如何变化?

发表时间: 2024-09-25 21:59

今年9月9日,工信部公布了我国重大技术装备推广目录,氟化氩光刻机分辨率≤65nm,套刻≤8nm,大概可以量产 28nm 工艺的芯片, 国产光刻机官宣后的一段时间,国内外网友沸腾,美荷却保持沉默,官宣近半个月之后,荷兰终于打破了沉默,正式表态了。

据路透社报道,荷兰经济事务大臣贝尔亚尔茨当地时间23日访问美国华盛顿时,强调了中国作为荷兰贸易伙伴的重要性,并重申请求美国允许荷兰半导体设备制造商阿斯麦“尽可能自由地开展业务”。

他强调,阿斯麦是荷兰皇冠上的明珠,荷兰政府对此深感自豪。他们也有自己的经济利益需要维护,故而有必要确保阿斯麦能够在“现有的边界内自由运营”。

就在此前不久,ASML最先进的浸润式DUV光刻机(即TWINSCAN NXT:2000i及后续推出的浸润式DUV光刻机)已被限制。自9月7日起,ASML向中国出口TWINSCANNXT:1970i、1980i等DUV光刻机的禁令也生效了。

但这么快就开始低头想要谋求自由贸易,荷兰已经意识到,担心的事情,已经来了。依照不同光源,光刻机可分为UV(紫外)、DUV(深紫外)以及EUV(极紫外)三大类型。而通知文件中的氟化氪光刻机和氟化氩光刻机,两者均属于第四代DUV光刻机。光刻机性能如何,有两个关键所在:一是光刻机波长,二是物镜系统的数值孔径(NA)。根据这个公式,如果要制造更小线宽的芯片,即CD值越小,可使用波长更短的光源、更大数值孔径的物镜和降低k1值这些办法。

我国氟化氩光刻机使用了波长为193纳米的光源,荷兰ASML的EUV光刻机使用波长为13.5纳米的光源,比DUV的光源要短14倍以上,其提供者就是美国Cymer公司,这是EUV光刻机的关键科技。

这意味着国产DUV光刻机跟 ASML 的 EUV 光刻机比,精度和生产效率还有很大差距,但根据通知文件中的ArF光刻机(光源波长193nm,分辨率≤65nm,套刻≤8nm)性能来看,据中国经营报的分析显示:这与ASML于2015年二季度出货的ArF光刻机TWINSCAN XT:1460K(分辨率为≤65nm,套刻精度<5nm)较为接近。也就是说,在ArF光刻机层面,差距只剩9年。

荷兰也清楚,我国历来都奉行应用一批,研发一批,储备一批的战略思想。官宣的,不是最先进的,中国的一贯的追赶速度要超过发达国家来看,在ArF光刻机层面抹平差距的速度或要超过预期。

光刻机是一种精密的芯片制造设备,相当于芯片之母,我们可以通过光刻机,把相关电路和元件“印刷”到硅片上。而电脑、手机和各种智能设备的芯片制造,都离不开光刻机。而手机芯片能代表芯片工艺制程的最尖端的水平,恰恰能够反映光刻机走到哪一步了。

我国光刻机的进展可能需要从Mate70这款手机上的麒麟芯片工艺制程才能更好推测进度。

荷兰意识到,再不自由开展贸易,ASML将陷入危局。

事实上,光刻机在2023年~2014年已经表现出低迷的迹象了,但多亏了来自中国的订单,2023年,ASML的营收达到270亿欧元,净利润高达71亿欧元。在2024年第二季度,阿斯麦中国区收入约为23亿欧元,在总收入中占比49%。第二季度以销售额论,ArFi占比50%,超过EUV的31%。这些订单抵消了全球半导体产业低迷对阿斯麦的冲击。

荷兰为何需要自由贸易,因为荷兰国内市场太小,全球自由贸易是荷兰的根基。荷兰这个国家是一个高度高达的国家,它的国土面积仅有4.15万平方公里,还不到韩国面积的一半,人口不足2000万,但却拥有14家国际500强企业。其人均GDP高达5.3万美元,GDP总量有1万亿美元,是全球GDP前20强国家。

根据财富中文网的信息,荷兰最大的国际500强企业是荷兰皇家壳牌石油公司,以3965亿美元的营收位居国际500强第3位,超过中石油(3929亿美元)。

另外12家分别是EXOR集团、空中客车公司、皇家阿霍德德尔海兹集团、联合利华、路易达孚集团、荷兰国际集团、利安德巴塞尔集团、法国航空-荷兰皇家航空集团、任仕达公司、喜力控股公司、荷兰协作银行集团、Achmea公司、ASML公司。

对于荷兰来说,作为工业上的皇冠,最具科技价值、最难巅峰的是ASML,ASML之于荷兰,不亚于三星之于韩国。由于站在全球工艺顶端,三星、英特尔、台积电、海力士等巨头均从ASML公司采购高端光刻机,EUV光刻机100%需要从它这里买,它的利润之高,超出人们想象,对于荷兰来说,其他500强的价值都不如ASML。

但是我国在制裁之下,光刻机实现了从0到1的突破,而工信部表格里不止氟化氩光刻机,还有配套设备,是个小生态。看工艺节点,都侧重成熟区间,尤其28纳米。如果规模化推广,绝大部分民用、工业、国防场景足够了,未来很可能冲击ASML中低端DUV光刻机的市场份额。

为何我国在美国如此严厉的“打压”和封锁之下还能研发光刻机,一方面是因为我们有过硬的实力,有庞大的市场需求以及攻克的决心,加上中国半导体门类齐全,有上百个设备公司,几乎涵盖半导体十大类设备,另一方面也是我们市场非常大,半导体人才大规模涌入,尤其是近两年出现了芯片人才的回国潮,从2020年至2023年,归国华人科学家的数量已超过3800人。

像光刻机这样“高、精、尖”的机器设备,它的生产工艺一直被保密。现在形势逆转,我国光刻机的生产技术信息捂得严严实实,荷兰并不清楚进度究竟到了哪一步,这是它焦虑的地方。

“我们太自以为是了”,荷兰担心的要来了

按照进展,ASML现在要考虑可能不是制裁,而是手头的低端DUV光刻机如果中国可以自主了,不要了,以后就只能放在仓库里生锈了。

事实上,阿斯麦对中国能否造出光刻机是经历了多个时期的心态变化的。从最初,阿斯麦CEO放话:给出图纸中国也造不出来,后来意识到:“中国有14亿人,聪明人很多。能想到我们未想到的解决方案,出口管制只会迫使他们提升创新能力。”ASML公司CEO感叹:“中国人做事更努力、更专注、更快,我们太自以为是了。”

在今天,荷兰开始表态希望与中国自由贸易,可以看到其内心的忧虑越来越严重。

因为脱钩断链后,如果我国光刻机大规模进行量产,将有可能吞掉大量ASML在中低端光刻机的市场。中国在中低端DUV光刻机所占的市场,就占据了ASML一半的营收,而中高端光刻机的研发,还没到终点,中国生产的大量芯片属于成熟制程,不一定需要特别先进的光刻机,中国还有大量DUV光刻机可以使用,自主光刻机已经官宣,这说明早已经在投入生产了。

中国人全力搞研发,从中国航天、高铁、光伏、盾构机、导航等等,没有哪一项是被封锁后就一蹶不振的,基本上都是加速发展的。如今光刻机也已被证实,一旦中国追上来,欧洲企业就要跟市场说拜拜了!

现在ASML向美国寻求自由贸易,很难成功,这也是荷兰为何在此前谋求把ASML总部迁移到法国,这样就能绕开美国和荷兰的禁令!法国有自主性,对重点企业是有“特殊照顾”,连被美国肢解的阿朗斯通都已经被救活了,年营收足有169亿欧元(约185亿美元)。法国跟中国做生意,不会被美国轻易施压!

而ASML若把总部迁移到法国或其他有自主性的大国,或也是一条谋求与中国自由贸易的退路,只不过,ASML迁移总部的阻力与困难太大了。

自由贸易对于荷兰这种小国来说非常重要,因为荷兰本身就是高度依赖全球市场来维持国家的高福利与高度发达的经济与人均GDP,失去光刻机这样一个高科技支柱产业的半壁江山,对其国内的GDP与经济也会产生影响,ASML第二季度以销售额论,ArFi光刻机占比50%,这一部分未来若逐步实现国产替代对ASML的销售额利润影响很大。但荷兰渴求的自由贸易却迟不知何时才能到来,这才是荷兰痛苦的根源。

作者:王新喜 TMT资深评论人 本文未经许可谢绝转载