華為酷炫新旗艦Mate 60 Pro智能手機發布後,個人和機構紛紛拆解新華為手機,並確認其CPU芯片麒麟9000S為先進的7納米(n+2)技術製造。由於此前包括美國在內各國和業界普遍相信,中國大陸最大的芯片製造商中芯國際(SMIC)製造商所能生產的主要是成熟的28納米芯片、及增加曝光後的14納米芯片。華為Mate 60 Pro中出現的7納米芯片,讓行業人士和美國大跌眼鏡。因為美國一直在限製大陸獲得包括7納米在內的半導體生產技術。對於誰向華為提供了7納米製程技術一事眾說紛紜,但多數人相信這些芯片是由中芯國際(SMIC)基於其7納米(n+2)技術製成的。商務部長雷蒙多(Gina Raimondo 下圖1)在一次國會聽證會上表示,中芯國際即使能夠生產出7納米麒麟9000S芯片,它也無法“大規模”生產。
然而,有越來越多的跡象表明,中芯國際的“突破”是有規模的,也就是說,7納米麒麟9000S芯片可以並實際上正在量產。這表明受到華盛頓技術限製的中芯國際,已設法獲得了先進芯片製造所需的美國設備。那麽,大陸公司是如何得到先進芯片製造所需的半導體製造設備的呢?
獲得先進芯片製造設備的途徑
事實上,許多芯片製造設備是通用的。據透露包括應用材料、科林研發、東京威力科創和科磊等半導體製造設備廠商,基本上向中國大陸市場銷售所有他們可提供的半導體製造設備(下圖 ModorIntelligence)。中芯國際向這些廠家洽談采購時表示,相關設備將用於“28納米”製程。但一個你知我知的行業內秘密是,同一設備也可用於製造更先進的14納米、7奈米、甚至5納米製程。而她(雷蒙多)的部門有管控出口和扶持本國廠商的雙重責任。向中芯國際頒發“用於28納米製程”的設備銷售許可證既“合規”,美國(和盟國日本)廠商向大陸出售用於“成熟” 製程的設備也能從中賺大錢。皆大歡喜的事,何樂而不為呢。雷蒙多這樣一位精明幹練的巾幗英雄,竟然也被那些生意人給蒙了。不得不說,真是無商不……。那啥,咱繼續侃。
獲得維護中芯國際設備正常運行所需的零件,也可通過曲線救廠的方式獲得。據報道,一些第三方供應商渠道已獲得美國許可,可購買半導體製造設備零部件用於維護目的。有知情人透露,獲得美國許可的一家“第三方供應商”就位於中芯國際北京製造廠附近。有人甚至懷疑它到底是貨真價實的第三方供應商,抑或是中芯國際的……。此外,大陸廠商還有其它獲得先進半導體製造設備的途徑 -- 正常向荷蘭ASML公司和日本供應商購買(下圖 TechInsights)。在荷蘭和日本的最新出口管製生效之前,中芯國際仍然可以在寬限期內合法購買一些先進設備。今年早些時候,在美國寬鬆的許可證正式生效、某些荷蘭和日本設備尚可自由購買的情況下,中國大陸買家抓住最後機會,進場狂買。大陸海關數據顯示,6月和7月,大陸芯片生產工具進口總額近50億美元,比去年同期的29億美元增長70%。而美國出口管製在操作實施時存在的漏洞 – 對特定類型設備控製過於模糊的技術標準,也使申請廠家仍然能獲得隻能用於先進製造的工具許可證。據稱,業內人士為商務部工業和安全局編寫的某些類型設備技術規範。但對工業和安全局那些官僚來說,某些控製措施可能過於燒腦,或者過於龍飛鳳舞 – 太過空泛,似是而非。有句話怎麽說來著,說了那麽多,全是廢話,等於什麽也沒說。說了也是白說。於是,就給了有心人渾水摸魚之機。
在擁有ASML的先進深紫外光刻機,以及美國(日本)供應商的其他關鍵先進設備之後,中芯國際就可以大規模生產7納米芯片了。它甚至可能像台積電(TSMC)那樣,使用DUV設備生產5納米芯片。由於製造設備的增加,中芯國際生產先進芯片的製造潛力也已從早期估計的每月1萬片激增至現在的每月3萬片。因為比其他大陸芯片製造商經營著更多的半導體製造廠,中芯國際也就在獲得許可方麵有了更好的運氣。中芯國際的大生意使美國供應商獲得了豐厚的利潤,因而也有更多的動力去遊說政府,以維持其對中芯國際的銷售額,尤其是這些供應商可以合理地證明其出口設備不用於先進芯片製造。
美國的牌,大陸的出路
盡管大陸在先進芯片製程上取得了突破,美國依然可以亡羊補牢。作為應對措施,美國商務部可以收緊許可,特別是對中芯國際和各種零部件供應商的許可,並修改技術規則,更有效地禁止銷售生產先進邏輯芯片所需的設備,這可能會阻止中國大陸先進邏輯能力的進一步增強(下圖 ASISINTERNATIONAL)。商務部長雷蒙多在9月19日的國會聽證會上表示,商務部一旦發現規則漏洞就會立即將其補上。隨著時間的推移,更嚴格的控製也可能降低中芯國際目前的產能,因為維護其設備處於良好運行狀態將變得更加困難。
美國暫時還可以樂觀,所以拜登總統是神采奕奕,老神在在。因為即使不收緊出口管製而繼續目前寬鬆的許可證,中芯國際至多可將其工藝技術提高到5納米。中國大陸在短期內尚無法超越5納米 -- 沒有極紫外光刻設備,中芯國際基本不可能製造出5納米以下的芯片。當然,如果大陸整出國產極紫外光刻機(EUV)及其他附屬設備,或另尋途徑繞過極紫外光刻技術製造出5納米、4納米、3納米甚至更小的芯片,那就是天意不可抗了 – 大陸的國運來了。總之還是那句話 -- Never say never.
參考資料
Fuller, D. (2023). U.S. regulators made Huawei's chip 'breakthrough' possible. NIKKEI Asia. 鏈接 https://asia.nikkei.com/Opinion/U.S.-regulators-made-Huawei-s-chip-breakthrough-possible
Lin, A. & Liu, Q. (2023). China imports record amount of chipmaking equipment. FINANCIAL TIMES. 鏈接 https://www.ft.com/content/6a1a88ff-a122-41a0-8e16-d062f603f81c