美國發(fā)起的對華聯(lián)合出口限制留下漏洞？

據(jù)報道，荷蘭和日本已與美國達成協(xié)議，共同限制向中國出口芯片制造工具，這將進一步削弱中國半導體行業(yè)的發(fā)展，因為除了限制中國制造商使用 EUV 光刻機外，進一步限制其使用浸沒式 DUV 光刻機。但在美國對中國發(fā)起的嚴格出口限制中，中國半導體企業(yè)是否可以利用任何關(guān)鍵漏洞來緩沖沖擊？這似乎是一個值得仔細研究的問題。

近年來，美國加大了對中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的打壓力度。不僅設(shè)計了各種策略和行動，還動員了盟友的參與。在 2022 年 10 月對向中國出口先進芯片制造工具和技術(shù)實施全面出口限制后，美國急于讓擁有 ASML 和 Tokyo Electron 等芯片制造大國的荷蘭和日本加入，以讓限制更有效。

美國最近與荷蘭和日本達成的協(xié)議無疑對中國強化其芯片產(chǎn)業(yè)能力的努力產(chǎn)生很大影響。隨著三方協(xié)議的簽署，對中國芯片行業(yè)的出口限制將更加嚴格，該協(xié)議將為美國未來進一步擴大對華制裁范圍鋪平道路。不過，美國研究機構(gòu) SemiAnalysis 基于技術(shù)視角的報告觀點認為美國政府目前的出口管制措施還存在相當大的差距。

美國在晶圓制造設(shè)備供應(yīng)方面處于領(lǐng)先地位，在沉積、蝕刻、過程控制、化學機械拋光 (CMP) 和離子注入設(shè)備方面占據(jù)了大部分市場份額。但包括 Applied Materials、Lam Research 和 KLA 在內(nèi)的許多美國設(shè)備制造商向媒體表示，政府在 2022 年 10 月實施的全面單邊出口管制可能會讓他們的海外競爭對手，如荷蘭的 ASM International (ASMI) 和日本的 Tokyo Electron 擴大市場份額。

他們還強調(diào)，如果不限制荷蘭制造商阿斯麥和日本尼康、佳能向中國出口深紫外光刻設(shè)備，美國施加的單邊出口限制將難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。ASML 在浸沒式 DUV 設(shè)備市場與尼康不相上下，佳能雖然不賣 DUV 機，但在干式光刻系統(tǒng)市場與 ASML 競爭激烈。

關(guān)鍵問題：中國未來可以購買哪些工藝裝備？

一般來說，ArF 浸沒式掃描儀可用于 7 納米至 38 納米節(jié)點的曝光應(yīng)用，改進后的型號是最先進的可支持 7 納米工藝曝光的 DUV 系統(tǒng)。此外，干式 ArF 系統(tǒng)可以滿足 65 納米和其他成熟工藝的曝光需求。

制約中國半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要途徑是通過設(shè)備出口管制。美日荷三邊協(xié)議已敲定限制中國企業(yè)獲得深紫外光刻機渠道，但拜登政府將在多大程度上通過該協(xié)議對中國實施技術(shù)瓶頸尚未正式公布。考慮到 DUV 是一項非常廣泛的技術(shù)，涵蓋了 KrF、干式 ArF、以及 ArFi 浸沒式光刻機，中國半導體企業(yè)未來能拿到什么光刻機還有待觀察。

早在 1988 年，尼康就發(fā)布了第一臺采用 KrF 曝光技術(shù)的 DUV 設(shè)備，命名為 NSR-1505EX。最新的三方出口限制協(xié)議不應(yīng)該包括這樣的技術(shù)。但既然基于 KrF 的 DUV 機臺在 14 納米芯片的量產(chǎn)中仍能起到輔助作用，那么這三個國家是否會禁止此類機臺對華出口呢？

另一方面，ASML 于 2022 年發(fā)布的最新一代沉浸式 DUV 系統(tǒng) NXT2100i 可能是拜登政府對華禁售的重點機型之一。然而，ASML 仍然聲稱，除了 EUV 機器外，它與中國客戶的業(yè)務(wù)正常。目前，ArFi DUV 機器占 ASML 總收入的 34%，僅次于 EUV 型號的 46%。因此，如果浸沒式 DUV 光刻機被禁止出口到中國，其業(yè)務(wù)收入將受到嚴重打擊。

美國出口限制規(guī)則可松可緊

如果美國政府的目的是阻止中國獲得 14/7/5 納米工藝技術(shù)，那么對中國出口的禁令必須涵蓋能夠處理這些工藝節(jié)點的不同級別的工具。目前，臺積電 16/12 納米工藝技術(shù)的最小金屬間距為 64 納米，而對應(yīng)的 7 納米工藝為 40 納米，5 納米節(jié)點為 28 納米。這意味著任何可以達到 64/40/28 納米最小金屬間距的光刻設(shè)備都必須包含在 5/7/14 納米工藝出口禁令中。

換句話說，必須禁止 ASML 和尼康向中國出口其可以加工最小金屬間距為 28 納米的 5 納米芯片的 ArFi DUV 機器，因為這樣的機器可以幫助中國半導體制造商完成他們最關(guān)心的技術(shù)突破。

2019 年，時任特朗普政府通過讓荷蘭政府拒絕續(xù)簽出口許可證，成功阻止 ASML 向中國出口 EUV 機器。但這不意味不可以通過 SAQP 和 ArFi 光刻機實現(xiàn)了 7 納米芯片的生產(chǎn)，就像臺積電在其第一代 7 納米工藝商業(yè)化時也沒有使用 EUV 設(shè)備，盡管其成品率商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模很低。

成熟工藝設(shè)備出口禁令

如果美國的目標是扼殺中國制造商的 14/7/5 納米芯片生產(chǎn)，那么可以生產(chǎn)金屬間距為 40 納米的 7 納米芯片的 ArFi 和干式 ArF DUV 機器，以及可以處理金屬間距為 64 納米的 14 納米芯片的干式 ArF 和 KrF 型號都可能被限制。

從技術(shù)角度來看，所有訪問任何類型的 DUV 系統(tǒng)的渠道，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述最小金屬間距特征尺寸，都應(yīng)該針對中國半導體制造商進行封鎖。

如果那樣的話，中國晶圓廠將失去三大 DUV 系統(tǒng)——KrF、干式 ArF 和 ArFi 的支持，可能不得不退回到 40/45 納米一代。他們甚至可能無法投資擴建 14-38 納米芯片的新生產(chǎn)線，而中國將不得不從國外購買芯片。

多邊出口管制仍然存在重大差距

SemiAnalysis 報告指出，拜登政府與日本、荷蘭聯(lián)手遏制中國先進制造工藝，至少還留下一個關(guān)鍵缺口——運往中國的光刻膠出貨量仍未受控。

目前，全球光刻膠的絕大部分供應(yīng)由少數(shù)日本廠商壟斷，美國杜邦公司遠遠落后，市場份額僅排名第四。在許多情況下，光刻膠的化學成分需要與最終客戶就光刻機類型、工藝代碼、特征類型和特征尺寸進行廣泛的微調(diào)。如果日本限制光刻膠運往中國，中國代工廠可能無法進行曝光工藝和進一步的芯片制造。從表面上看，現(xiàn)階段完全不限制對華光刻膠出口可能是一個漏洞，但這也可能是美國有意讓政策靈活運用。

SEMI 已呼吁日本、荷蘭和其他美國盟友對中國半導體公司采取與美國相同的全面貿(mào)易限制措施，并警告稱，否則針對中國的實際芯片扼殺戰(zhàn)的影響將大大降低。在沒有額外限制的情況下，中國仍可以利用現(xiàn)有設(shè)備、國產(chǎn)設(shè)備和其他部件進行先進的半導體生產(chǎn)，也可以受益于非美國專業(yè)人士提供的專有技術(shù)知識和服務(wù)。

顯然，SEMI 和 SemiAnalysis 一致認為，缺乏上游元器件供應(yīng)鏈限制是美日荷三方協(xié)議的一大漏洞。如果目標是阻止中國獲得 5/7/14 納米制程技術(shù)，除了三大類 DUV 系統(tǒng)之外，設(shè)備工程師的光刻膠和維護服務(wù)也應(yīng)該被納入其監(jiān)管控制范圍。否則，中國將能夠重新配置現(xiàn)有設(shè)備，以加速其國產(chǎn)光刻機的發(fā)展。