趨勢大師|美強力箝制中國半導體不易突破 惟這領域比台灣強
2018年6月15日,美國宣佈對340億美元中國進口商品,課徵25%關稅,於7月6日生效。7月10日,美國發布對2000億美元中國商品,課徵10%關稅(2019年5月10日,進口關稅調高至25%)。
原本美中「戰略合作夥伴關係」轉成對抗,美國對中國升高防範措施,加強管制美國高科技技術,防範流入中國軍方,提升中國軍事實力。
由於華為在5G通訊技術實力堅強,成為美國「鎖定」的「頭號目標」。
2019年5月16日,美國商務部將華為及其68家關係企業,列入「實體名單」,開始管制美國設備、技術輸出到華為及其關係企業。
2020年5月16日,美國商務部發布新禁令,除非獲得供貨許可,否則半導體廠商,禁止將含美國技術與軟體的產品,賣給華為及113家華為子公司。這是強大的禁令,全球所有的公司,只要有用到美國技術,都在管制範圍,華為對外採購受到很大的限制。
華為倚賴最深,肩負華為IC開發重任的「海思半導體」,是此「升級版」禁令的最大「受害者」。在此禁令下,全球沒有一家晶圓代工廠(除非獲得美國商務部許可)可以替海思代工,中國的晶圓代工廠中芯國際、華虹等也不例外,除非它們不懼美國的「報復」。
這個禁令有3個月的緩衝期,在緩衝期間,華為大舉進貨,儲備庫存,以爭取時間,「布局」因應策略。
2020年12月18日,美國商務部將中芯國際列入實體名單,管制美國設備、技術輸出到中芯。
2022年10月7日,美國商務部「工業與安全局」(BIS),發布針對「先進運算」及「半導體設備」對中國的出口管制,防止中國取得「先進運算晶片」用來發展及維護「超級電腦」,以及製造先進半導體。
美國政府對中國半導體的管制擴大到全面性,主要的目的是阻止中國發展先進半導體製造技術,以及人工智慧及超級電腦。
在半導體方面,除了原本對16/14奈米(含)以下邏輯晶片的設備的管制外,增加DRAM在18奈米(含)及以下,NAND快閃記憶體128層(含)以上,的製程設備,需取得核准方可出口到中國。
高效能運算晶片方面,輝達的A100、H100被列入禁止輸出到中國。這種除了對高階半導體製程設備的管制外,加入高效能運算晶片,「天羅地網」全面防止中國在高科技技術取得領先。
輝達為了能繼續在中國販賣被管制的晶片,推出限縮功能符合商務部管制標準的「中國特供版」A800、H800 GPU,可以合法對中國出貨。
今年10月17日,美國商務公布對中國半導體管制的新規定,在製程設備方面維持與去年相同的標準,加強管制高階AI晶片出口。原本可以對中國輸出的A800、H800被禁止對中國及列入管制的40餘國輸出(除非獲得許可)。
自從2020年5月,宣布對華為的強力管制後,華為即極力企圖發展自己的半導體製造體系。2023年8月底,美國半導體產業協會(SIA)傳出華為獲中國政府300億美元的補助,用來發展半導體生產工廠,華為從「福建晉華」及「青島芯恩」,收購2座現有的晶圓廠,並且興建3座以上新晶圓廠。
今年8月29日,華為在其網站悄悄地公布Mate 60 Pro 5G智慧型手機,令人震撼的是它的麒麟9000S處理器,這是以7奈米製程技術生產的晶片。顯示美國祭出強力管制措施,企圖將中國製程技術限制在14奈米以上的努力,出現「破口」。
中芯在2019年即開始量產14奈米製程,並且積極發展N+1、N+2製程。N+1大約相當於7-10奈米的性能,N+2相當於7奈米製程。2020年中芯開始試產N+1及N+2製程。
2021年中芯悄悄地為「加密貨幣」晶片,以7奈米製程生產。中芯的7奈米製程是用DUV微影機採「多重曝光」的方式生產。2018年台積電量產的7奈米製程也是使用DUV「多重曝光」生產,沒有使用EUV。
由於ASML在今年底以前,仍可以對中國出口DUV,因此中芯、華虹等晶圓廠,應該保有有足夠的DUV機台,可以用來生產高階製程晶片。
在美國的強力箝制之下,中國發展自己的半導體供應鏈是刻不容緩的策略。不過困難重重,不是那麼容易突破。
以微影機來說,目前中國自產最高階的微影機為「上海微電子裝備」所生產,僅能達90奈米。
上海微電子裝備多年前,即傳出將於2020年量產28奈米微影機,不過至今尚未能實現,由此可見開發半導體生產設備非常困難。
目前中國半導體製程設備的自給率大約在35%左右,離自給自足之路仍很遙遠,因此只有加緊努力希望能迎頭趕上。
不過對中國半導體的前景也不要小看,在化合物半導體,SiC、GaN中國發展很快,比台灣還強,主要是中國電動車市場龐大,對SiC有很大的需求。
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