4月16日消息,就在日前美國拜登政府宣布制裁7家大陸超算相關企業之后,市場傳出消息稱,為進一步限制大陸半導體產業的發展,拜登政府正考慮將用于成熟制程芯片的浸潤式ArF 深紫外(DUV)光刻機列入對大陸禁售的產品名單,此外,美國部分國會議員還在推動美國政府將芯片設計所必須的EDA軟體也列入對大陸的禁售清單,
美國將全面禁售DUV/EUV設備?
ASML是制造5nm及以下先進制程芯片所必需的先進的EUV(極紫外)光刻機的全球唯一供應商,不論是臺積電還是三星的先進制程工藝都嚴重依賴于ASML的光刻機,
近年來,隨著大陸對于本土半導體產業的重視和扶持,大陸對于半導體設備的需求也呈現出爆發式增長。
作為全球最大的半導體芯片制造所需的光刻機供應商,ASML也一直在努力開拓大陸市場,并希望將其售價高昂的EUV光刻機出售給大陸的半導體廠商,以進一步推動公司的業績成長。
然而,由于持續的貿易緊張局勢,該公司在讓荷蘭政府續簽向大陸出口EUV光刻機的許可證方面面臨困難,
早在2018年,中芯國際就曾向ASML訂購了一臺可以用于7nm以下制程芯片生產的EUV光刻機,但是由于美國方面的阻撓,荷蘭政府一直未向ASML發放出口許可,導致這臺EUV光刻機至今仍無法向中芯國際交付。
去年12月18日晚間,美國商務部又以保護美國國家安全和外交利益為由,宣布將中芯國際及其部分子公司及參股公司列入“實體清單”。這也使得ASML要想繼續將EUV光刻機交付給中芯國際,可能還需要要取得美國商務部的許可證。但是,美國商務部針對中芯國際的禁令有特別指出,對于10nm及以下先進工藝所需的物品都會直接拒絕。
今年一月,ASML公司CEO溫寧克(Peter Wennink)曾表示,ASML尚未將其最新的EUV機器運往大陸,因為仍在尋求荷蘭政府的出口許可證申請,并補充說荷蘭、歐洲和美國政府之間一直在進行談判。
值得注意的是,今年3月中旬,在美國政府將中芯國際列入實體清單之后,美國共和黨兩名重量級議員要求拜登政府升級對中芯國際制裁,以確保中芯國際無法獲取關鍵的半導體制造設備。
根據報導引述該信函中的內容指出,這兩位共和黨眾議員要求拜登政府勸說荷蘭政府阻止ASML出售深紫外線(DUV)光刻機賣給中芯國際,并且還須與盟國達成協議,統一出口限制和許可權,限制類似DUV和EUV光刻等技術設備的出售,
近日,美國國家人工智能安全委員會(National Security Commission on Artificial Intelligence)也提出一項政策,希望禁止向大陸出口包括浸沒式ArF光刻用的DUV光刻設備在內的半導體制造設備。在此前的一份報告中,美國國家人工智能安全委員會指出,“美國政府需要與日本和荷蘭合作,禁止此類設備的出口以遏制大陸。”
影響幾何?
如果為了打壓大陸的半導體制造,美國真的全面禁售DUV/EUV設備,不僅將損害包括美國廠商在內的全球半導體設備廠商的利益,也將引發三星電子、SK海力士等在大陸建有晶圓廠的海外半導體制造商的擔憂,同時還將加劇全球半導體供應短缺的局面,
根據國際半導體產業協會(SEMI)4月14日發布的數據顯示,2020年全球半導體設備銷售總額較去年同比增長19%,至約712億美元,創歷史新高。
其中,2020年大陸市場的半導體設備銷售額較上年增長39%,至187.2億美元,排名全球第一。大陸臺灣與韓國分別排名第二、三位,分別為171.5億美元與160.8億美元,
這也是大陸首次成為全球最大半導體設備市場,這也反映出近年來大陸在推動本土半導體制造方面所做出的巨大努力,

由于光刻機是半導體制造所需的眾多半導體設備當中最為關鍵的一類設備,因此,如果禁售DUV光刻機,無疑將遏制整個大陸半導體設備市場對于其他類型半導體設備的需求,
這將對于本就在市場當中占據優勢地位的美國半導體設備廠商帶嚴重的打擊,
根據美國半導體產業調查公司VLSI Research公布的2020年全球TOP15半導體設備廠商銷售額排行榜顯示,全球前五廠商當中有3家是美國廠商。美國的應用材料、泛林半導體、科磊占據了36.5%的全球半導體設備市場,而這三家廠商在大陸的半導體市場份額則更高。

據美國商務部估計,如果美國與大陸在半導體業務上的業務被完全切斷,美國將會損失125,000個工作崗位和800億至1,000億美元的銷售額,顯然,對于本就在半導體設備市場占據較大市場份額的美國半導體廠商來說,如果無法將設備出售給大陸廠商,或將面臨巨大損失。
同樣,半導體設備強國日本和荷蘭也將深受打擊,VLSI Research的數據顯示,在2020年全球TOP15半導體設備廠商當中,有7家是來自日本。
根據荷蘭ASML的財報顯示,2020年ASML出貨了258臺光刻系統,如果按送達目的地來劃分的話,大陸臺灣地區排名第一,占比36%;韓國排名第二,占比31%;大陸排名第三,占比18%,
今年以來,ASML在大陸市場也是大單不斷,今年1月21日,英諾賽科科技有限公司和ASML公司達成批量購買高產能i-line和KrF光刻機的協議,用于制造先進的硅基氮化鎵功率器件,
今年3月,中芯國際通過港交所發布公告,宣布公司已于2021年2月1日,就購買用于生產晶圓的ASML產品與ASML上海公司簽訂了經修訂和重述的采購協議,根據購買的ASML產品定價計算,該協議購買ASML產品的總代價約為12億美元。
顯然,如果丟失大陸市場,對于ASML來說也將會是巨大損失。
另外,如果美國政府全面禁止DUV/EUV光刻設備對大陸的出口,那么無疑也必將會對在大陸建有晶圓廠的海外半導體廠商造成巨大影響。
目前,三星正在大陸西安的兩家工廠生產第六代3D V-NAND產品,SK海力士在大陸無錫的兩家工廠生產10nm DRAM芯片,此外,去年10月SK海力士還宣布收購了英特爾在大連的存儲工廠。
如果美國政府全面禁止DUV/EUV光刻設備對大陸的出口,三星、SK海力士對于他們在大陸的晶圓廠的進一步投資擴產將會嚴重受阻,而正由于對這方面的風險的擔憂,或將抑制三星、SK海力士等海外半導體廠商對于其在大陸的晶圓廠的進一步投資,
而相比之下,美國政府正在大力推動全球半導體廠商在美國本土投資建廠,并提供了豐厚的補貼政策,此前,臺積電和三星已先后宣布將在美國建設先進制程的晶圓廠。而就在不久前,英特爾還宣布投資200億在美國建設兩座新的晶圓廠。
顯然,美國可能確實會通過各種手段來抑制全球半導體廠商在大陸投資建廠,并通過提供各種具有吸引力的政策來引導全球半導體廠商在美國本土建廠,在此消彼長之下,美國的半導體制造能力無疑將得到迅速提升,同時大陸的半導體制造將會被極致打壓。

ASML CEO:這并不能阻止大陸技術進步!
在美國當地時間4月12日下午白宮召開的半導體產業鏈CEO視訊峰會上,ASML CEO溫寧克表示,對華出口管制不僅不能阻止其技術進步,而且還會損害美國經濟,
“我相信,如果您確定存在經濟風險,那么出口管制將不是管理經濟風險的正確方法,如果您使大陸無法獲得技術,這也將使非大陸經濟體失去大量工作和大量收入。”溫寧克說,雖然由于缺乏外國技術,大陸可能需要很長時間才能建造自己的半導體設備和技術,但最終,非大陸公司將被排除在最大的芯片市場之外。
為進一步限制大陸半導體發展,美國或將EDA列入禁售清單
除了可能在半導體制造設備上進一步限制大陸之外,美國或許將進一步限制芯片自動化設計軟體(EDA)對大陸的出口。
據4月16日《路透社》 的報導指出,美國眾議員Michael McCaul 和參議員Tom Cotton 在致美國商務部部長Gina Raimondo 的信件中,要求EDA軟體在銷售給所有大陸企業或單位之前,應該必須獲得美國政府的特別許可。信中強調,這樣的行動將確保美國企業及伙伴國、盟國的企業將相關產品或技術在銷售給大陸企業或單位之后,不會被反過來扼殺,
在芯智訊之前的一些文章當中,我們曾有介紹,目前芯片設計所必須的EDA軟體市場主要被Synopsys、Cadence和Mentor Graphic所掌控,三家廠商合計擁有60%的市場份額,而在大陸市場,這三家廠商的市場份額更是高達95%以上,而且當前在大陸市場幾乎沒有完全可以取代的產品,
其中,Synopsys和Cadence都是美國廠商,二者全球市場份額超過50%。雖然,Mentor Graphic是德國的(2016年被德國西門子收購),但是Mentor的部門總部在美國。
因此,一旦美國下達禁售令,要求大陸廠商購買美系EDA軟體授權都需要得到美國商務部的許可,恐將對大陸的半導體產業造成非常大的傷害,
雖然近兩年大陸EDA軟體發展也很迅猛,也涌現出了一批大陸EDA軟體廠商,比如華大九天、蓋倫電子、芯華章等等。
但是,需要指出的是,EDA是芯片自動化設計工具的統稱,并不是單純的一款軟體,而是包含一系列的軟體IP,而芯片設計有著非常多的環節,不同環節可能需要用到不同的IP。
而對于一線的芯片設計廠商來說,由于制程工藝的持續推進,芯片的集成度越來越高,功能也越來越強大,因此在芯片的設計上也變得越來越復雜,需要用到非常多的先進IP來支持,而Synopsys、Cadence和Mentor Graphic這三家的產品各有特色,各自的IP側重點和優勢都有較大的差別,因此,不少一線的芯片設計廠商都有同時使用其中兩三家廠商的不同EDA IP來設計芯片,

根據IPnest最新公布的數據顯示,2020年的半導體IP市場,Arm公司排名第一,緊隨其后的就是Synopsys、Cadence這兩大EDA巨頭,顯然,Synopsys、Cadence擁有著非常多的半導體芯片設計所需的IP,也正是其EDA工具能夠獲得極高的市占率的關鍵。
而相比之下,大陸EDA廠商近些年才剛剛起步,很多都只是從某幾個點或者一個面進行切入,不論是從成立時間,還是員工數量、IP積累、營收等方面,都遠遠落后于Synopsys、Cadence、Mentor Graphic這三大EDA巨頭。

△三大EDA工具廠商2018年的相關數據(圖片來源:東興證券)

△數據來源:2020年第23屆大陸集成電路制造年會 (圖片來源:電子技術設計)
但是,正如前面所說的,即便美國及其盟國對大陸發展半導體產業所需的半導體設備、EDA工具及其他相關技術進行封堵,但是由于大陸龐大的半導體市場需求的持續存在(根據美國半導體行業協會2020年的數據顯示,大陸是全球最大的半導體芯片消費市場,占全球總市場的35%),必然會推動大陸半導體設備乃至EDA工具的自主,即便這個過程可能需要很長時間,
最終,那些跟隨美國及其盟國打壓大陸半導體產業發展的公司,將被排除在這個全球最大的半導體設備及半導體芯片市場之外。
