28nm設備被禁亦真亦假

最近的這個周末，一則“臺積電南京擴產受阻、28nm半導體設備被卡脖子”的消息在網上盛傳。而AI財經社從幾位行業核心人士處獲悉，這條信息并未從可信渠道獲得證實，應該是一則假消息，但情況也比較復雜。

該信息有兩個關鍵點：一是美國選準28nm半導體技術，嚴禁美國公司直接向中國出口相關設備，同時也禁止從第三方轉移相關設備進入中國市場，為此，臺積電、聯華電子從中國臺灣轉移至大陸的設備就未獲得美國許可；消息中的28nm技術在半導體業界被稱為“黃金線”，是區分成熟制造技術和先進制造技術的節點。此前，美國只阻止14納米、7納米、5納米等先進半導體設備出口中國。二是稱28nm技術主要影響汽車芯片生產，這直接關系到國內的新能源車、自動駕駛技術發展。

“臺積電受阻”、“28nm”和“新能源車”，幾個熱詞最終將這則傳言引爆了。

中國電子專用設備工業協會秘書長金存忠告訴AI財經社，這則謠言在網上傳得很厲害，但消息的源頭還未找到。AI財經社登錄美國商務部網站后，也并沒有查詢到相關信息。半導體行業人士顧文軍則在朋友圈表示：“據我了解，這是個假消息。之所以出現上述謠言，可能是因為有一些外資和臺資企業做相關申請時，超出了原來簡短的審批周期，以為不被批準。”

不過，情況也比想象中要復雜。國內某芯片制造廠高層劉卓告訴AI財經社，因為疫情打亂了整個生產鏈，再加上設備交貨周期本來就長，全世界都在搶設備，導致設備的交付晚了幾個月。但從另外一個角度，有些打壓“只做不說，有些則只說不做，因此見仁見智”。

設備行業資深人士周翼在看到這則消息后分析，盡管未有明文禁令，但根據他的了解，幾個月以來，美國三大半導體設備供應商應用材料、LAM和KLA都沒有從美國本土向中芯國際發過貨，“媒體也已經報道過了。”今年3月，知情人士告訴AI財經社，美國應用材料公司雖然在申請出口許可證，“但其設備，甚至連一個零部件都不能從美國發貨給中芯國際。”

但周翼也提到一點，有些設備比如刻蝕機、CVD（化學氣相沉積）不會區分是28nm還是45nm設備。但有些設備，用于28nm及以下那些更先進的芯片，比如光刻機、原子刻蝕機、外延爐等，這些設備美國一直在管控。還有一些設備，比如腐蝕機、建設臺、退火爐，這些是“大路貨”，可以買到，更不要說，擴散爐、清洗機，國內已經做得很好。

對國內汽車產業影響有限

“現在28nm尤其吃香，產能也相對更緊張。”一位資深芯片人士稱，28nm芯片技術應用非常廣，從中低端手機應用處理器，到各類消費電子、電源管理芯片都在使用這種技術。

那么，如果28nm對汽車產業影響幾何？汽車芯片設計人士王瑋明確告訴AI財經社，目前汽車界芯片荒并不是由半導體設備“被卡”造成的，再加上新能源汽車本身產量小，因此對汽車產業影響有限。6月22日，工業和信息化部黨組成員、副部長王江平表示，加強經濟形勢跟蹤研判，重點對下半年芯片短缺等問題開展深入分析。

王瑋對AI財經社稱，對于汽車而言，目前用量最大的是不那么先進的芯片技術，包括125nm、90nm、55nm、40nm，“對28nm及以下的精細工藝，需求沒有那么迫切。”金存忠也告訴AI財經社，現在進口的汽車芯片大部分都在65nm左右，汽車芯片不太用28nm，因為太貴。

王瑋進一步解釋，汽車對28nm的依賴主要集中在智能系統上，比如自動駕駛、大屏幕娛樂等，這類系統非常依賴“算力”，又要盡量控制耗電量，28nm是性價比最優的選擇。

AI財經社了解到，目前具備制造車規級28nm芯片的主要是臺積電和中芯國際，上海華虹有車規級工藝，但制程還達不到28nm。

不過，對于整個國內產業來說，28納米半導體設備如果被卡脖子，國內芯片制造龍頭企業會進一步受阻。此前，華為芯片就是卡在了芯片制造上。

國產半導體設備能頂上來嗎？

半導體制造非常復雜，每一塊小小的芯片背后，都是一條生產線上幾百臺半導體設備合力的成果。針對28nm設備，如果遇到問題，國內企業能頂上來嗎？據AI財經社了解，國內企業近幾年在某些單點產品上有了突破，整體市占率為6%，但增長很快。

半導體設備可以劃分為六大主要類型，僅光刻機和刻蝕機兩類設備就能占到整體成本的50%。

獲悉，國內主要有北方華創、中微半導體、屹唐半導體、盛美半導體幾家頭部國產設備企業。其中，前兩家為上市公司，屹唐半導體則走在IPO的路上。中國電子專用設備工業協會秘書長金存忠告訴AI財經社，這些企業的營收額都能做到10億元以上，“在半導體設備領域，營收達不到10億，基本上是成不了氣候的。”10億俱樂部之下的第二梯隊還有沈陽芯源等幾家。

據了解，由海歸人士帶隊的上海中微公司，刻蝕機設備已經打入了臺積電的產線；北方華創是一家國企，能制造包括刻蝕機在內的10多種半導體設備，是目前品種最豐富的企業；屹唐半導體主要做去膠設備，目前在國內市占率能達到90%；盛美半導體則主要針對清洗設備，也由海歸人士創辦。

為什么這幾家企業能夠沖出重圍？設備行業資深人士周翼分析，這些公司創始人在行業里的領軍地位起到關鍵作用，比如中微半導體董事長尹志堯，曾是美國第一大半導體設備企業應用材料公司的牛人，在2004年60歲時帶著15人的團隊回國創業，非常有拼搏精神；北方華創董事長趙晉榮，為人務實，是純本土人才，過去幾十年是從基層工程師一路成長起來的。

此外，政府對突破非常難的半導體設備企業支持力度非常大，才能讓這些企業有底氣投入研發。比如北方華創2016年營業外收入的6.17億元中有6.12億元為政府補助。而這些企業上市后，通過股權激勵，也能招到更多優秀工程師。

像屹唐半導體這樣的企業，還另辟蹊徑，2016年5月，亦莊國投通過屹唐半導體以約3億美元的總價，成功收購了硅谷的半導體設備公司 Mattson Technology。Mattson成立于1988年，總部位于美國加州，是世界著名半導體制造設備供應商之一。這也是中國資本成功收購國際半導體設備公司的第一個案例。

因為華為事件，過去兩年，國產半導體設備企業既面對嚴峻挑戰，也迎來了難得的發展機遇。金存忠告訴AI財經社，2020年國產半導體設備銷售額突破百億元，而在2019年，這個數字僅為70多億元。

國內芯片制造廠高層劉卓對AI財經社說，此前他們基本不用國產半導體設備，但在華為事件之后，考慮到供應鏈安全，開始購買一些國產半導體設備。目前爐管設備可以實現完全國產替代，在一些節點上，也可以用北方華創和中微的刻蝕機，但很多種類還處在打磨的階段。

劉卓舉例說，目前這些設備精度問題不大，主要是重復性和可靠性問題。金存忠則舉例解釋稱，像光刻機，一個芯片要來回刻好幾十次，每一次的成品率必須高于99.99%，才能保證最后這個芯片的成品率達到90%出頭。一致性和穩定性很關鍵。

“在影響良品率的關鍵環節目前暫沒有用國產設備，主要是一致性問題。為了避免這種損失，國產設備現在先用在幾十納米的制程上。”劉卓說。

跟國產設備企業們一起摸著石頭過河的過程中，這位資深高管也感受到了一些不同。比如像北方華創、中微公司、沈陽芯源幾家純本土的廠商，因為核心技術都掌握在自己手里，發現問題后現場就能調節，但像一些依賴國外技術的企業，在一些新需求的響應上，速度就不如前面那幾家企業靈敏。

“這幾年這些企業的進步都很大，但是改進這些問題考驗的是綜合能力，需要時間來打磨，要想最終全部替代整個生產線，至少也還需要5年的時間。”劉卓介紹說。但資深行業人士周翼預計時間會更長。

“國產大關非過不可”

“無論如何，國產化這關非過不可，沒有可退之路。”周翼對AI財經社稱。

一位資深人士告訴AI財經社，過去10年，國家通過“02專項”扶持14納米國產半導體設備，投入將近一兩百億元，目前已經全部驗收。“效果最好的是刻蝕機，中微公司和北方華創的刻蝕機，都在中芯國際用上了。”但他坦承，光刻機攻關效果最差，沒有做成功。

驗收也并不等于設備通過了量產考驗，能在實際生產中用，“這是國產設備要解決的一個巨大問題。”驗收畢竟只證明設備是可行的，但成品率、無故障時間都有待實踐中打磨。

這條路極為艱難。在金存忠看來，“關鍵就是要有一條按照大生產線運轉的示范生產線，主要用國產設備，月產可以少一點，5000片也行，但能讓大家覺得國產設備可信了。”金存忠認為，這樣的一條生產線會成為一個重要的突破口，提升國產設備的信譽度。幾位人士稱，他們了解，中芯國際在北京正在建設一條非美產線。

設備資深人士周翼進一步補充稱，設備企業需要引導線，目的是試錯和改進。“美國應用材料就有引導線，應用材料也在這里完成與臺積電、英特爾等合作工藝的研發。中國半導體設備廠如北方華創，建設引導線也是當務之急。”但他也坦言，引導線的日常費用很高，應用材料的毛利率在45%，有能力支撐，中國企業至今沒有引導線。

這還是一個產業鏈的問題。國內半導體設備關鍵零部件沒人做或者不達標。有資深人士舉例說，MOCVD（金屬有機化學氣相沉積設備）需要用到溫度控制器。一次，一臺國產MOCVD裝了國產的控制器之后，溫度變成零了，導致機器里的藍寶石晶圓全部報廢，幸好上了保險，賠了客戶幾十萬元，類似的慘劇也在其他設備上演過。包括真空管、機械手，看似“簡單”，但國內都還不達標。

劉卓則表示，現在沒有其他的突破口，除非沒有退路，勇往直前。正如一些報道中稱，這兩年我們面臨的外部環境差，但它又是一個千載難逢的機會。“不過，美國設備企業扛不住”，他們還是在想方設法對中國出口設備。

目前，國家層面也在加大對半導體設備的支持。2020年7月，國務院發布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策的通知》（8號文），在財稅、進出口、投融資、科研、人才、知識產權、市場應用、國際合作等八方面就半導體產業發展予以扶持。

國家二期大基金也是推動國產設備發展的一支重要力量。在2019年的一場峰會上，大基金曾表示，將從三個方面重點支持，一是對在刻蝕機、薄膜設備、測試設備和清洗設備等領域已布局的企業保持高強度的持續支持；二是加快開展光刻機、化學機械研磨設備等核心設備以及關鍵零部件的投資布局，填補空白；三是督促制造企業提高國產裝備驗證及采購比例，為更多國產設備、材料提供工藝驗證條件。

“現在國產設備的市占率是6%，未來就看哪個地方能進一步突破。”金存忠表示。

（文中劉卓、周翼為化名）