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【芯调查】中芯国际怎样走过“实体清单”的独木桥

来源:爱集微

#芯调查#

2020-12-21

(集微网报道)以保护美国国家安全的名义挥舞的大棒终于落下,美国商务部将中芯国际加入到实体清单当中。尽管是意料之中的不利结果之一,可是制裁的最终到来依旧使人感到错愕。

与华为海思当初面临的局面一样,中芯国际的国际供应链体系受到重创,突破先进制程、扩充产能的计划将不可避免的被打乱,日常的运营维护也将受到影响。中芯国际的前行之路将会无比崎岖。

实体清单的到来

美国对中芯国际的制裁也是逐层加码的。9月4日,路透社援引美国防部一位发言人表示,其正在与其他机构合作,决定是否将中芯国际列入实体企业名单。尽管中芯翌日发表声明,表示严格遵守相关国家和地区的法律法规,与中国军方毫无关系。9月26日,对中芯的实际出口限制依然到来,美国商务部向部分供应商发出的信函,对于向中芯出口的部分美国设备、配件及原物料做出进一步限制。中芯在10月4日发布的公告也对此事做出了证实。

这一举措当时并未被解读为“封杀”和“制裁”,但是美方丝毫没有停手的意向。12月4日,中芯国际和中海油等4家公司正式被列入美国国防部黑名单,美国投资者将被禁止持有或者交易中芯国际股票。

12月18日,美国商务部正式发出通告,将中芯国际列入到实体清单中,依据是中国的军民融合(MCF)原则,以及中芯国际与中国军事工业园区中相关实体之间活动的证据。

除去供应商出口产品或技术时,需要向美国商务部申请该公司的专有许可证以外,美国商务部还特别指出,在先进技术节点(10nm或以下)生产半导体所需的必须物品将被直接拒绝出口,以防止这种关键的技术支持中国的军民融合工作。

实体清单这个名词在华为遭受制裁之后广为人知,它是美国商务部工业与安全局根据美国《出口管制条例》(Export Administration Regulations,EAR)所列出的一系列实体,是出口管制的具体针对目标。

上了实体名单的中芯国际不但很难从美国和第三国进口美国产品、技术,也很难获得第三国企业所提供的相关产品、技术(采用了美国技术或原料,或在美国生产)。对于晶圆制造这个需要庞大供应链支撑的行业,中芯国际似乎被“钉在了原地”。

为什么是10nm

为何将实体清单中的工艺节点设定在10nm,其中颇有玄机。10nm工艺介于中芯国际已经量产的14nm工艺和业界主流的先进工艺7nm之间,最直接的作用就是封堵了中芯国际追赶台积电、三星工艺的前进通道。

同时,中芯国际在今年10月份完成了N+1工艺的流片,根据其财报电话会议的披露,N+1工艺在功率和稳定性方面与7nm工艺非常相似,且不需要EUV光刻机。TrendForce集邦咨询判断,对比现有对外量产的10nm制程工艺与7nm制程,N+1制程工艺基本对应到台积电的10nm制程工艺,与三星10nm制程工艺相近,基本跨入了先进工艺的大门。如今,一纸禁令也使得刚取得突破的N+1工艺陷入困境。

10nm工艺是一个标志性的节点,Intel在明年就会全力转向该工艺。此外,按照Intel的说法,其10nm工艺是与台积电的7nm工艺相当的(晶体管密度介于台积电 7nm 和 7nm EUV 之间)。因而选择10nm做工艺截止点,既阻止了中芯国际进行技术突破,也隐含了对Intel等美国企业保护的意味。

不过,事情还没有这么简单。前中芯国际高管付辉(化名)表示,在14nm到7nm工艺区间,很多关键设备是通用的。即便各大晶圆代工厂在7nm节点上技术选择并不相同,比如对最尖端的EUV(极紫外光刻机)使用与否,但将节点设定在10nm,就可以覆盖整个区间,让中芯国际无法获得EUV之外的其他核心设备和材料。

“有些设备标明7nm工厂专用,如气体过滤器,中芯国际就是绝对无法获得了。还有一些设备,如中芯国际已经引入的DUV光刻机(仅次于EUV),既可以用在7nm工艺上,也可以用在14nm工艺上,界定起来就很模糊。”付辉认为真正的困境在于这里,离开了设备,晶圆厂是难为无米之炊的。

国家政策和资金以及兴旺的国内市场使得中芯国际成为晶圆代工行业第二梯队唯一追赶者,即使面对台积电的压力,依然能够先进工艺上的道路上穷追不舍。但这条路以后还能走通吗?

“从表面看,美国商务部没有把门全部关死,但是也只留了一个很小的门缝。”付辉感慨道。

在钢丝上跳舞

发展受阻,那么生存呢?

虽然今年疫情肆虐,中芯国际依然交出了一份漂亮的成绩单。其2020Q3销售额为10.83亿美元,环比增加15.3%,同比增32.6%。三季度归属于公司的应占利润为2.56亿美元,税息折旧及摊销前利润为6.53亿美元,同创历史新高。

创造佳绩的是中芯国际成熟工艺平台,尤其是40/45nm (17.2%), 55/65nm (25.8%), 150/180nm (31.2%)几个工艺平台。电源管理、射频信号处理、指纹识别,以及图形图像处理,相关的晶圆收入环比增长8%,同比增长22%;微处理器和专用存储相关的晶圆收入环比增长6%,同比增长26%。

这些工艺平台的供应没有被实体清单所封锁,但是依然有很多隐患。

半导体行业专家莫大康最担心的就是中芯国际日常运营所需的耗材。维持一个晶圆厂正常生产的材料种类繁杂,从硅晶圆、化学原料、气体到研磨液,以及各种工具,很多都要从国际厂商处进行采购。

日韩和欧洲厂商掌握在大部分耗材,但是考虑到与美国厂商复杂的技术联系,以及政治因素的影响,很难保证今后还能顺畅供应。“这些公司也是以合规为第一考虑要务,不会去触犯美国政府的一些红线。”国内手机大厂前美国采购业务负责人康成(化名)告诉记者:“

好在中芯国际已经提前做好了准备。”据外媒报道,中芯国际向美、欧、日本上游供应商采购的規模,已超越 2020 年全年需求。其采购项目包含蚀刻、光刻与晶圆清洗机等制程设备、测试机台,而用于维持运作的相关耗材采购量,也都超过一年所需。而随着国内供应链的崛起,成熟工艺所需的耗材也基本可以解决。

不过硬性材料可以储备,软性的服务则无法预先积攒。按照业内人士的解读,实体名单也会对企业在获得服务方面产生限制。中芯国际将无法对其美国产设备进行软件更新,供应商的工程师对设备进行维修保养也可能受到限制。

据悉,国外厂商一般会为设备提供两年免费服务,设备的部分零部件也有国产化可以做替换。相比之下,软件的问题则难以解决。一位曾在晶圆厂工作的人士表示:“设备厂商的软件核心都是保密的,如果出现问题,需要原厂工程师进行调试,这方面的技术我们还未掌握。”

设备得不到及时的技术支持,将严重影响产能和良率的提升,尤其是新产线。

莫大康就将美国对中芯国际的此次制裁解读为两个直接目的,一是阻止先进工艺开发,一个是阻止产能扩张。

中芯国际在2020Q3业绩会说明会上也表示,公司原计划在今年Q4和明年Q1供货的设备机台有所延长或不确定性,某些设备出货已延迟两个月,如高能离子注入机等;其次是对于客户端,在Q4和明年Q1部分客户需求的满足受到一定影响。

不过,列入实体清单不意味着将不能与美国客户进行交易。按照专业人士的解读,原则上讲,向美国出口自身的产品,或者向第三国企业或中国境内企业销售自身的产品一般都不会受限。

付辉就表示,高通公司在中芯国际投产的电源管理IC,目前不受禁令的影响。不过,以后是否会转单就不得而知了。

实际上,中芯国际的美国客户这几年确实在减少。据康成了解的情况,中芯国际在美国的业务去年就下降很多,在美的团队人数也缩减不少。中芯国际的2020Q3财报也证实了这一点。

转向?

先进工艺受阻,中芯国际可以选择巩固成熟工艺,发展特色工艺,并可以转向先进封装。

进入2020年以后,疫情驱使远程办公方式流行,造成通信基础设施、电脑/平板、电视/大尺寸面板、云计算与IDC、物联网终端市场异常活跃,并且汽车行业也进入电子化时期,拉动相关芯片需求大幅增长。叠加芯片制造产能紧缺,使得近期各类芯片价格水涨船高。8英寸代工产能作为成熟制程的核心部分,业界预计产能紧缺要到2021年下半年有望缓解。

在成熟制程产能持续紧缺的背景下,中芯国际转向加大对90/65/55nm等成熟工艺的投入是非常合理的选择。

另一个空间广阔的领域则是先进封装。其实,无论是台积电,还是三星甚至Intel,都把先进封装当做公司的一大重心,这主要是在日益增长的性能需求与摩尔定律的逐渐失效的矛盾影响下所演化出的折中结果。

在很多应用中,摩尔定律不再具有成本效益,尤其是对于集成异构功能而言,多芯片模块(Multi-chip modules MCM)和系统级封装(System in Package SiP)等“More than Moore”技术已成为将大量逻辑和存储器、模拟、MEMS等集成到(子系统)解决方案中的替代方案。

台积电在这方面最为激进,自己开发的SoIC封装技术已经让其具备了直接为客户生产3D IC的能力。台积电宣布今年资本支出将达160 ~170亿美元,其中有10%将用在先进封装,未来将在南科、竹南新建先进封装厂,以因应需求。

中芯国际其实也有效仿的计划。据日经报道,中芯国际也在考虑建设类似的先进芯片封装能力,并已向台积电的一些供应商订购设备,以运营一条小规模的先进封装生产线。

中芯国际近日任命的副董事长蒋尚义,就对Chiplet(小芯片,先进封装技术之一)技术情有独钟,此番上任,也似乎预示着中芯国际可能会大力发展先进封装。

具有挑战性的是,Chiplet仍处于发展初期,目前应用在一些高端的芯片上,对芯片设计也提出了很高要求,而国内还少有设计公司具有驾驭该技术的实力。所以,这仍是一个充满X因素的领域。

晶圆制造厂是整个半导体行业的基石,支撑着设备、材料、设计软件、IC设计公司和终端用户,它们共同构成了整个半导体产业链。中芯国际如果不能在技术上形成突破,整个国内产业链都会发展受阻。在这个意义上,即使面对重重阻碍,中芯国际依然要劈开华山一条路。

截止到本文完结之时,中芯国际对被列入“实体清单”正式做出了回应。

中芯国际表示,经公司初步评估,该事项对公司短期内运营及财务状况无重大不利影响,对10nm及以下先进工艺的研发及产能建设有重大不利影响,公司将持续与美国政府相关部门进行沟通,并视情况采取一切可行措施,积极寻求解决方案,力争将不利影响降到最低。

(校对/Kelven)

责编: 慕容素娟

李延

作者

微信:Glxy523

邮箱:lixy@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体投资、晶圆制造、IC设计、AI等领域

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