10月7日,美國商務部「工業與安全局」(BIS),發布針對中國半導體產業新一波的管制,將14/16奈米(含)以下製程設備,以及18奈米(含)及以下的DRAM生產,NAND快閃記憶體128層(含)以上的生產設備,列入管制清單,必須需取得核准方可出口到中國。

在此之前,僅中芯國際(SMIC)被列入「實體清單」,管制10奈米(含)以下製程設備,出貨給中芯國際。沒有全面管控高階半導體製造設備,出貨到中國。此次將先進半導體製造設備,列入管制清單,不僅「邏輯晶片」的先進製造設備,連「記憶體」的先進製造設備也列入管制。

以目前中國半導體製造業的現況來看,邏輯晶片方面,最先進的製造廠為「中芯國際」,14奈米製程已經於2019年量產。7奈米製程也「低調」量產,沒有公開對外宣布,惟恐「樹大招風」引起不必要的困擾。

繼中芯國際之後,華虹集團旗下的「華力微」於2018年宣布成功量產28奈米低功耗製程,之後於2019年,宣布將於2020年年底量產14奈米製程,是繼中芯國際之後,第二家量產14奈米製程的中國晶圓廠。由於美中關係緊張,華力微也「低調」行事,不再對外公開先進製程推進的情況。

記憶體方面,「長江存儲」是中國最主要的NAND Flash 製造廠,產能約每月8萬片晶圓左右。目前64層3D NAND是長江存儲的主力產品,約占產能的60%左右,其餘40%產能,用來生產更先進的128層 NAND。長江存儲已開發成功196層NAND、232層NAND,並且計畫在長江存儲第二期新廠量產。

DRAM方面,「長鑫存儲」是中國的龍頭廠,目前月產能約10萬片左右,主要製程為19奈米,並且開始導入17奈米製程量產。

美國此次管制「精準」打擊到中國記憶體產業的「要害」,將中國的NAND「卡在」128層,DRAM製程「卡在」18奈米。三星電子、SK海力士、美光科技、鎧俠等,國際DRAM、NAND大廠,「鬆了一口氣」避開將來中國記憶體廠可能的競爭。

對半導體設備公司而言,目前14/16奈米以下製程設備,在中國的市場不大,因此列入管制清單影響不大。對記憶體製造設備影響可能較大,因長江存儲、長鑫存儲,積極開發先進製程,導入量產,半導體設備商在新的管制下,中國方面的未來訂單可能受到影響。

從半導體設備的市場來看,2021年中國半導體製造設備的銷售金額達296.2億美元,較2020年的187.2億美元,大幅成長58.2%,這兩年中國皆為全球半導體設備市場銷售金額最高的地區。主要的原因是中國企圖加速建立本土化的半導體生產能力,降低對國外的依賴,避免受到美國的「箝制」。

美國「應用材料」是全球最大的半導體設備公司,2021年營業額約為230.6億美元,居全球第一。主要的產品為CVD、PVD等薄膜沉積設備、離子注入、蝕刻、快速熱處理、化學機械研磨(CMP)等設備。

2021年應用材料中國營業額達75.35億美元,占該公司營業額的32.7%,中國市場對應用材料的重要不言而喻。

排在應用材料之後的為荷蘭的艾斯摩爾(ASML),2021年營業額為217.8億美元。ASML是微影設備的主要供應商。ASML在高階微影設備的市占率高達約90%,供7奈米以下使用的EUV,ASML更是全球唯一的供應商。

以2021年微影設備最終出貨地點計,台灣以44%居第一,其次為韓國35%,中國大陸為16%居第三。

日本的東京威力創(TEL),2021年營業額達172.8億美元,居全球第三。TEL主要產品為塗布/顯像設備、熱處理成膜設備、CVD、刻蝕設備、清洗設備、測試設備等。TEL是全球塗布設備的的龍頭,該公司在中國的營業額占比高達27.5%。

微驅科技總經理吳金榮。業者提供
微驅科技總經理吳金榮。業者提供

全球第四大半導體設備公司為科林(Lam Research),2021年營利約146億美元。科林主要產品為刻蝕設備、薄膜沉機設備、去膠及清洗設備、渡銅設備等。2021年,科林中國營業額達51.38億美元,占公司營業額的35.1%。

接在科林之後的為科磊(KLA),2021年營業額為69億美元,排名全球第五。科磊主要產品為光學、電子檢測設備、缺陷檢測、CD量測、膜厚量測等設備。2021年,科磊中國營業額達18.31億美元,占公司營業額的26.5%。

上述全球五大半導體設備供應商中,三家為美商(應用材料、科林、科磊),一家荷蘭商,一家日商。

對比之下,我們看看中國2021年前五大半導體設備公司。 2021年「北方華創」營業額達人民幣71.2億元(約10.2億美元),為中國營業額最高的半導體設備公司。北方華創主要產品為蝕刻、沉積、清洗等設備。

「中微半導體」2021年營業額為人民幣31.1億元(約4.44億美元),排名第二。主要產品為蝕刻、沉積等設備。中微的電漿蝕刻機從65奈米、14奈米、7奈米到5奈米,已被一線半導體大廠採用,主要客戶有台積電、SK 海力士、聯電、中芯、長江存儲等。

「盛美上海」,2021年營業額為人民幣15.5億元(約2.21億美元),排名第三。主要產品為清洗設備。

「長川科技」,2021年營業額為人民幣15.1億元(約2.16億美元),排名第四。主要產品為測試機、分選機等。

「新益昌」,2021年營業額為人民幣9.1億元(約1.3億美元),排名第五。主要產品為固晶機等。

由此看來,中國半導體設備公司的營業額規模,尚無法與國際大廠比擬。即使產品已可進入最先進製程的中微半導體,2021年營業額僅達應用材料的2%左右,由此可見,中國半導體廠仍需大幅依靠國外廠商的設備,「自給自足」之路仍很遙遠。

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