1.中芯1.2亿美元下单最先进EUV光刻机,后续还得解决这些问题…
集微网消息, 据知情人士透露, 中国最大的晶圆代工厂中芯国际已经订购了一台EUV设备, 在中美两国贸易紧张的情况下, 此举旨在缩小与市场领先者的技术差距, 确保关键设备的供应. EUV是当前半导体产业中最先进也最昂贵的芯片制造设备.
中芯国际的首台EUV设备购自荷兰半导体设备制造商ASML, 价值1.2亿美元. 尽管中芯目前在制造工艺上仍落后于台积电等市场领导者两到三代, 此举仍突显了该公司帮助提升中国本土半导体制造技术的雄心壮志, 也保证了在最先进的光刻设备方面的供应. 目前包括英特尔, 三星, 台积电等巨头都在购买该设备, 以确保在此后的先进工艺中能制造性能更强大, 设计更领先的芯片.
目前, 台积电, 英特尔, 三星等公司都订购了ASML的EUV设备. 据供应链消息人士透露, 台积电今年已预订了多达10台该设备, 三星预订了大约6台, 英特尔在今年则预计需要3台, 全球第二大代工厂格芯也预订了一台. ASML在4月中旬的财报中表示, 计划在今年内出货20台EUV设备, 但没有指明采购者详情.
知情人士透露, 中芯国际是在4月份美国宣布对中兴制裁的第二天下的订单. 他表示, 中芯国际购买该价格不菲的设备获得了来自政府背景基金的部分资助, 这台EUV设备成本与中芯去年的净利润1.264亿美元大致相当. 消息显示, 中芯预定的EUV预计在2019年初交付.
长期以来, 中国进口前沿芯片制造设备一直受到限制. 业内皆知的瓦森纳协定是一种建立在自愿基础上的集团性出口控制机制, 涵盖出口可能具有军事用途的技术, 这些限制是合理的, 但是公司可以免除这些限制. ASML的一位发言人对日经记者表示, 公司对待包括中国在内的全球客户都是一视同仁的, 根据瓦森纳协议向中国客户出售EUV设备没有限制. 但是他拒绝对中芯国际, 台积电, 三星等公司的订单作出评论. 中芯国际也未立即回应日经的置评请求.
一位接近中芯的业内人士对集微网表示, 1.2亿美元的价格和2019年的交付时间可能不太准确, 但是下了订单是确实的. 他表示, 如果真的是1.2亿美元的话, 台积电, 三星拿到设备的价格可能都不会比这个更低了. 也就是说, 这个价格已经算是很便宜了.
虽然目前中芯国际14nm取得飞速进展, 但是进一步迈进7nm还有较大距离. 上述业内人士表示, 中芯国际对未来先进工艺做储备是意料之中的, 也证明该公司对未来发展的路径非常清晰. 他指出, EUV这种新型的光刻设备还未经过大规模量产的检验, 而且成本极高, 因此ASML对设备更新换代的周期相对会较长. 此时中芯国际若能成功购买到EUV设备, 也能争取到更多的学习时间. 而且取得设备只是硬件前提, 后面还有一系列制造工艺流程, 良率等软性条件, 以及在设计上是否有芯片设计企业合作等方面都会面临更大挑战.
半导体行业专家莫大康对集微网表示, 中芯有钱提前布局7nm是件好事, 由于EUV光刻与之前的193nm不同, 从原理到配套是个产业链, 包括如EUV光刻胶, 掩膜, pellicle, 检测设备等. 目前该设备实用性方面还有一些问题, 例如光源连250瓦都还稳定不了, 所以需要做许多配套工作. 对于中芯来说, 要从人员培训开始, 正好是个学习机会, 等中芯能做7nm可能至少5年以上, 还赶得上. 他强调, 1.2亿美元, 加上配套是个大投资, 是为研发作好准备. 在没有拿到货之前, 尚不能说ok, 因为设备的出口许可证, 不是ASML说了算, 还要听美国的.
全球领先芯片制造商竞抢EUV
中国和美国目前正在就贸易问题谈判, 美国总统特朗普在上周日晚间的推文中似乎透露出关于此前对中兴禁售的决定发生了180度的转变. 目前刘鹤副总理一行于5月15日至19日赴美访问, 同美方经济团队继续就两国经贸问题进行磋商.
但即便特朗普扭转美国对中兴的禁令, 在双方举行新一轮贸易谈判前释出善意, 先前对中兴的严厉打击举措也已使中国明确地意识到, 中国需要尽快推动自主芯片技术的发展, 以减少对国外的过度依赖.
EUV对于未来芯片技术的发展至关重要, 并一直被视为摩尔定律的救星. 1965年提出的摩尔定律, 随着工艺演进, 晶体管尺寸缩微越来越困难, 在近年来越来越多人担心它将走到尽头. 该光刻设备采用波长为13.5nm的极紫外光源, 相比于现在主流光刻机用的193nm光源, 新的EUV光源能给硅片刻下更精细的沟道, 从而能在芯片上集成更多的晶体管, 继续延续摩尔定律.
领先的几家芯片制造商仍在努力安装和测试EUV设备, 由于还没有成功生产这一先进工艺芯片 (7nm以下) 的经验, 仍有很多挑战需要克服.
拓璞产业研究院的分析师Lin Jian-hung指出, 如果成功安装, EUV扫描机可以帮助缩短芯片生产周期, 并替代一些先进制程上非常复杂的工艺. 但同时该设备也要求许多新材料的支撑, 并且还需要通过许多测试.
目前, 苹果iPhone X和iPhone 8系列的核心处理器采用了台积电的10nm工艺, 今年新款iPhone的处理器预计将采用7nm工艺. 工艺尺寸越小, 开发越昂贵且难度越大, 当然芯片性能也越强大. 行业共识认为, 更尖端的芯片制造工艺将小于5nm, 并且必须使用EUV才能实现.
中芯国际在制造工艺方面大约比台积电, 三星和英特尔落后两到三代. 三星是全球最大的内存芯片制造商, 而英特尔在个人电脑和服务器微处理器领域占据主导地位. 目前中芯国际仍在努力改进自己的28nm工艺, 去年梁孟松加盟使其14nm工艺研发进程提速不少. 三星和台积电则正在7nm领域展开竞争.
一位业内人士表示, 中芯国际的努力表明, 尽管费用高昂而且可能需要多年时间才能赶上行业领先者, 它仍将在半导体技术方面继续投资, 购买这样昂贵的设备并不能保证中芯国际芯片制造技术顺利取得进展, 但至少表明了这一承诺.
在中芯国际刚发布的第一季度财报中, 公司实现营收8.31亿美元, 不含技术授权收入的销售额为7.23亿美元, 毛利率为26.5%, 去年同期为27.8%; 净利润2937.7万美元, 同比下降57.9%. 中芯联合首席执行官兼执行董事赵海军透露, 公司今年将全年资本支出从19亿美元上调至23亿美元, 用于先进制程的研发, 设备开支以及扩充产能.
他预测未来几年中国芯片设计厂商数量将继续以每年20%的速度增长, 中芯作为本土的晶圆代工厂处于有利地位, 能够抓住有潜力的市场, 并通过加速公司制造工艺的发展来扩大可预期的市场空间. (校对/范蓉)
2.半导体产业的故事: 台湾半导体行业是如何起飞的
1949年, 经过三年内战, 国民政府败守台湾, 政学两界掀起了大规模的反思, 为何在内战中失败? 在反思经济政策时, 舆论纷纷指责国民政府所谓 '发展国家资本 ', '节制私人资本' , 不过是为寻租创造借口. 经济管制的后果就是大小官员中饱私囊, 贪污腐败, 才弄得天怒人怨, 江山易主.
1954年3月, 胡适在《自由中国》公开反省作为知识分子的错误, '一切计划经济……是不是与自由冲突的? ' , 为在大陆支持计划经济做忏悔. 虽然蒋介石明面上没动静, 一副 '不争论' 的姿态, 但实际上下令幕僚重新解释孙中山三民主义中所谓 '节制私人资本' , '发展国家资本' 的意思, 为思想解放开口子. 三月, 在蒋的默许下, 当时台湾地区的实际主政者陈诚公开地讲:
'政府现在已深深感到, 要充分发展经济建设, 必须具备一个最基本的条件, 此即保障私人财产, 扩大企业自由, 替私人资本开辟一条平坦广阔的出路. 今后政府不但要修改妨碍企业自由的各种法令和办法, 同时还应有计划有步骤的, 将可以让民营的企业, 尽量开放民营, 这是一个政策问题, 也是一个观念问题' .
这是台湾经济开始发展和恢复的开始, 也是台湾产业政策的基本核心, 以民营经济为主导; 如果没有最开始经济自由化的准备, 国民政府想在台湾立足简直是痴人说梦, 台湾经济腾飞也根本无从谈起.
当时, 主政台湾经济事务是技术派官僚尹仲荣. 他负责当时台湾经济的民营化和自由化. 尹仲荣一生从未参加任何党派, 某种程度上是却有传统儒家经世致用的情怀. 当时推进民营化遇到的阻力极大, 他曾对同学说,
'国难未已, 我辈年已50, 只要能够奋斗努力, 再干十年, 虽死也不断名了' .
一语成谶, 1963年1月, 尹仲荣因为急性肝炎去世, 家无余财. 去世前几天, 尹仲荣还在跟张九如讨论财税问题, 感慨:
'我才走不到半步, 他人就怪我踹到他脚上去了' .
1955年, 尽管尹仲荣身兼经济部长, 工业委员会委员, 中央信托局局长, 深受蒋介石信任, 可还是由于既得利益集团的反扑, 身陷 '扬子木材' 案. 当时, 蒋介石亲自介入, 透风给最高检察署, 希望其不要牵连尹仲荣, 结果还是没拦住. 蒋介石震怒, 在日记中写下,
'与辞修谈尹, 胡案, 准其上诉方针, 对立法, 监察两院不肖党员, 枭张跋扈……加以痛斥与警告' .
虽然尹二审洗脱罪名, 但还是在家赋闲两年. 期间, 尹仲荣不问世事, 撰写郭嵩涛年谱, 常以《吕氏春秋》中 '泽可遗后世' 自激, 这也就所谓功不在我的精神.
之后复出, 尹仲荣出手不凡, 闯关改革外汇, 改 '复式汇率' 为 '单一汇' . 1960年, 尹仲荣一人独揽美援, 外贸, 金融大权, 号称 '经济沙皇' , 同年, 台湾终于从 '预算收支平衡' , '追求经济发展' , 到 '经济开始起飞' .
经过民营化的改革之后, 台湾地区开始形成了以中小民营企业为主导的经济格局. 在大陆将经济搞的一塌糊涂的国民党, 终于在台湾交出了一份不错的成绩单. 1950年代, 台湾工业生产, 出口值, GDP平均增长已经是11.9%, 22/1%, 8.1%; 1960年代, 增长到16.5%, 26%, 9.7%.
台湾的经济发展之后, 也延续了这种思路, 政府官员利用产业政策强势推动经济转型, 同时坚持民营化战略.
张维迎和林毅夫在关于产业政策的争论时, 提出反对产业政策的两个理由, 认知困境和激励困境. 所谓认知问题就是说, 官员如何提前做出市场判断, 制定出正确的产业政策; 而激励问题就是, 官员为什么要为发展经济而制定正确的政策, 而不是自我寻租, 用权力变现, 谋求私利.
耿曙和陈玮在讨论产业政策时提到了国家能力的概念, 主要指的就是官僚体系既能够独立自主的制定真正有利于经济发展的产业政策, 不被外部利益集团所绑架, 又能够上下内外协调各方利益, 推动产业政策得到贯彻.
这些理想化的条件形成往往是极为困难的, 但台湾在经济转型时期的主要技术官僚: 尹仲荣, 李国鼎, 孙运璇等确实都有理想化的气质.
他们在回答认知困境和激励困境时, 交了一份较好的历史答卷. 对于认知困境, 广泛参考市场意见, 不断试错, 孵化新兴产业, 推动民营化, 尊重企业家精神和市场规律.
对于激励问题, 特殊的历史时代, 传统士大夫情怀的经世致用成了他们自我激励的方法.
台湾的经济专家瞿宛文在《台湾战后经济发展的起源》中, 提出国家发展的最重要问题就是激励问题, 也就是官员为何而发展的问题. 他认为台湾的转型成功很大程度归功于当时的财经官员, 他并不是简单的技术官僚, 而是中国儒家传统下, 以 '经世济民' 的士大夫. 翟宛文愿意将他们称之为 '以实业救国的儒官' .
推动台湾半导体发展的李国鼎就是其中典型. 李国鼎家国情怀深厚, 常以 '孤臣孽子' 自居. 他祖父投靠湘军, 还曾获左宗堂赠言 '直谅喜成三径友, 纵横富有百城书' .
李国鼎1930从南京中央大学物理系毕业, 拿到庚子赔款, 入学剑桥学习核子物理, 1937年抗战爆发, 还未毕业, 毅然回国参战, 在防控学校的做一个小小的机械员. 1948年, 辗转入台工作, 因其积极主动, 勇于任事, 被尹仲荣邀入经安会工业委员会.
1964年, 李在广泛考察香港, 新加坡, 意大利之后, 创造性的提议在高雄建立加工出口区, 此项建议在1965年落实后, 极大地促进了台湾的出口导向性经济发展模式, 后来更是风靡全球.
由于台湾的廉价而训练有素的劳动力, 大批的欧美开始在高雄设厂. 1970年左右, 德州仪器就在台湾的高雄出口加工区设封测厂. 当时身为德州仪器副总裁的张忠谋和李国鼎和孙运璇第一次打交道. 李国鼎等财经官员在发展经济上踏实有为, 努力奋进的精神给张忠谋留下了极其深刻的印象. 这也是为什么在15年后, 当台湾方面力邀已经54岁的张忠谋回台帮助发展半导体产业, 张忠谋心动的重要原因.
虽然张忠谋是在1985年回台湾, 并在两年之后, 就创建台积电. 但是台湾的半导体产业的诞生却是要一波三折的多.
1974年2月7日, 在台北怀宁街小欣欣豆浆店, 经济部孙运璇, 行政院秘书长费骅, 工研院长王兆振等和美国RCA (美国无线电公司) 研究室主任潘文渊在一起开早餐会, 提出了发展半导体的计划. 此次会议随着台湾半导体的成功成为传奇.
之后, 台湾投入一千万美金作为发展IC的启动资金, 9月就在台湾工研院成立了电子工业研究发展中心. 这次决策不能视为技术官僚的独立决策, 实际上, 这是政府和广泛的海外华人专家互动的结果, 10月召集海外华人在美国成立电子技术顾问委员会, 参与评估技术转移的战略方向.
当时李国鼎成立科技顾问委员会, 广泛的参考学界和企业家意见, 招致非议, 利益输送的指控不绝于耳. 蒋经国询问李, 什么是半导体? 李回答, 不知道. 蒋经国让李国鼎弄清楚了再说. 李国鼎坚持, 就是因为不懂才要设立科技顾问委员, 最终得到了蒋经国的认可.
台湾确定了从海外引进技术 (主要是消费类半导体, 特别是电子表) 发展半导体的计划. 台湾出资350万美元, 40多位研究人员去美国RCA学习, 全套引进技术, 电路设计, 光罩制造, 晶圆制造, 包装与测试技术, 还包括进生产管理, 而且协议规定RCA必须回购产品. 当时, 工研院建立的试验工厂将技术用在生产电子表所需的IC上, 很快良品率超过RCA, 台湾一度成为电子表三大出口地区之一.
1980年, 台湾的工研院电子成立了联华电子. 由于台湾是中小企业为主导, 半导体风险过大, 民企不愿投资, 政府主动投资占股70%, 民企占30%.
80年代左右, 关于政府应该扮演何种角色, 台湾爆发了著名的 '蒋王之争' ——蒋硕杰和王作荣. 王作荣主张政府 '担任一个更积极的角色, 必须像日本一样由政府起领头带动作用' ; 蒋则认为政府应当提供适合资本积累和投资环境的一种经济制度, 反对当局选择主导产业的做法,
'政府人员的看法不一定正确, 不能强迫人家往一定的方向走. 私人企业家或有更准确的观察, 要给老百姓自由选择的自由. 觉得哪几种工业是策略型工业, 有希望的工业, 就给予奖励, 别的就不奖励, 这是不大对的' .
从当时台湾半导体产业来讲, 两方说的都有道理. 1983年, 台湾电子所模仿日本, 投资7000万美元, 强项启动VSLI超大型集成电路计划, 试图通过掌握DRAM和SRAM技术实现跨发展, 结果在技术研发出来之后, 才发现自己并没有制造能力.
长期以来, 外国厂商在台湾设厂大多都是集中封测, 台湾本土厂商并没有制造能力, 不像韩国企业长期以来形成的在半导体上制造能力, 技术研发成功后能够迅速的制造成芯片. 日本也是一样, 都是在制造流程上的最先发力, 最后才转化为技术优势.
台湾提前下注, 耗费重金研发出的技术成了空中楼阁, 只能卖给日本富士, 佳宝和韩国现代公司.
但这次的挫败使得台湾意识到了自身的缺陷. 电子所被迫修建一座可以生产6吋晶圆的工厂, 该工厂于1986年完工. 当时, 执掌工研院的张忠谋就是对这座工厂, 提出了台湾半导体产业, 应当走代工之路.
半导体集成电路产业大体可以分成三部分, 设计, 制造和封测. 在日本主导半导体市场的时候走的是IDM模式, 也就是将设计, 制造和封测一体化, 这种模式在半导体发展的早期是非常有竞争力的, 当时的日本企业坚持,
'设计部门和生产部门必须同属于一个企业. 这是因为设计部门和生产部门需要密切交流, 共享信息, 否做就无法做出优秀的产品' .
可是, 随着半导体市场规模的扩大, 大口径晶圆精细加工的实现, 对于生产制造成本飞速上升, 日式IDM企业纵向模式开始出现弊端. 由于要大规模的投资购买生产设备, 就要产生大量的固定折旧成本, 所以必须需要有大量的订单去平摊成本. 但是由于市场的波动, IDM模式的半导体企业往往会面临一个窘境:
'投资金额和销售金额成正比, 折旧费用和销售额成反比' .
简单来讲, 就是当市场景气向上, 企业的销售就会很好, 但是这时候, 就会需要投资购买大量昂贵的生产设备. 可是, 一旦市场萧条, 销售下降, 之前购买的大量的生产设备闲着, 但它就会产生大量的折旧费用, 这就会进一步的损害企业利润.
其实, 这个主意并不是凭空而出, 而是企业家长期市场观察的结果. 早在张忠谋在德州仪器工作时, 他就发现虽然德州仪器第一个发明了集成电路, 但是主要是靠生产IBM下的订单生存. 在张忠谋眼中那就是代工的雏形.
返回台湾后, 张忠谋注意到美国有50多家IC设计企业, 其实并没有自己的制造厂, 只能下单给日本IDM厂商, 可是日本厂商必然是优先自己, 而且所以不能及时拿货, 而且还涉及技术保密的问题, 而代工就不存在这个问题.
当时, 英伟达还是一个专注于芯片生产的初创公司, 根本无力负担自己盖厂生产的成本. 黄仁勋为此一筹莫展之际, 接到张忠谋电话时, 喜出望外, 让身边人,
'快安静! Morris (张忠谋) 给我打电话了' .
虽然商业模式可行, 但在初期, 台积电的创业资金就是一个大问题, 幸好当时的李国鼎等人大力支持, 行政院开发基金投资48.3%, 但是, 台湾当局坚持必须民营化, 外资飞利浦出了27.5%, 台湾民间持观望的态度, 仅占24.2%.
虽然台湾的产业政策一开始确实有过挫折, 7000万美元的研发基金是一个巨大损失, 可是没有工研院持续的推动和试错, 很难想象联华电子和台积电能够诞生.
虽然代工的厂子建起来了, 但是市场订单却没有多少, 当时主流的日本公司采取IDM模式, 订单自然是紧着自家的生产工厂; 台积电作为初创公司, 生产设备和制造能力落后, 根本接不到多少单, 要接也只能接一些非主流的IC设计厂商. 这也是一开始为什么日本公司瞧不起代工的原因.
这时候张忠谋在半导体市场中的地位又开始发挥作用, 1988, 张忠谋和他从通用半导体部门挖来的戴克, 通过私人关系联系到老朋友英特尔的总裁鲁道夫, 当时他已经了解到鲁道夫带领公司转型, allinCPU, 他猜测鲁道夫必然是要集中精力搞设计, 所以希望能够拿到英特尔的订单.
张忠谋的话鲁道夫还是愿意听的, 因为张忠谋是第一个在内存市场上打败英特尔人. 1972年, 47岁的张忠谋出任德州仪器副总裁, 负责半导体业务, 当时1k内存市场上, 英特尔是第一. 张忠谋通过押注4k内存的研发, 取得技术优势, 更在价格上出狠招, 定期降价, 即公司每推出新产品, 每季降价10%, 在内存市场重夺第一位, 从此之后英特尔再也没有在DRAM内存市场重回第一.
而当鲁道夫派人考察台积电的产品时, 发现质量并不好, 半导体的生产流程大概有200多道工序, 光英特尔发现的问题也有200多个, 几乎是每个流程都有问题. 生性腼腆的张忠谋的执行力很是强悍, 经过一年多的改进, 台积电终于拿到了英特尔的订单.
张忠谋讲, 'Intel设计一个CPU很厉害, 但是生产CPU不厉害, 我的成本是他的一半, 我的品质比他的好两倍, 我可以帮你去代工' . 有了英特尔的信誉背书, 代工模式渐渐地被主流厂商接受. 而且市场逐渐发现, 当时日本12周交货, 新加坡6周, 台积电只有4周, 效率奇高, 台积电名声鹊起.
虽然台湾政府大力的扶植和培育半导体产业, 但是却也没有限制内部的竞争. 当时, 由于台积电的带动效应, 台湾岛内一大批半导体厂商转型代工. 1980年, 同样是由工研院电子书创立的联华电子转型晶圆代工, 和台积电激烈竞争, 一时瑜亮.
联电由工研院创立, 曹兴诚被任命为总经理. 之后, 张忠谋回台任院长, 不仅是台积电的董事长, 也是联华电子的董事长. 不过, 1991年, 曹兴诚以利益冲突为由, 指责张忠谋偏向台积电, 罢免了张忠谋的董事长, 俩人正式决裂. 之后, 曹兴诚一直声称代工模式是他1984年想出来的, 还托人带给张忠谋计划书, 但张从来没有直接回复过.
1995年, 由于台积电产能不够, 要求客户预缴订金, 引发不满; 曹兴诚趁机转型主攻晶圆代工, 跟台积电抢单子. 转型分出去的就有联发科, 之后, 曹兴诚还以合资的方式, 上下垂直整合上游的设计公司和下游的封装厂商, 向厂商提供全产业链的代工服务.
1997年, 还有一位张忠谋在德州仪器的老下属——被称为该厂能手的张汝京创办的世大半导体, 成为台湾第三家晶圆代工厂, 参与到了这场竞争之中. 2000年, 世大也刚刚实现盈利, 张汝京正在准备大展拳脚.
这时候, 张忠谋双管齐下, 一方面釜底抽薪, 瞒着张汝京将世大买下, 和台联电再次拉开距离. 另一方面, 台积电在竞争中展现了惊人的技术实力, 在0.13微米制成工艺的研发中击败台联电, 之后一直保持领先地位.
之后, 出局的张汝京就到了大陆创办的中芯, 曹兴诚也还曾技术支援, 不过也因此惹上两岸的政治官司, 彻底出局.
台积电不只是在内部竞争, 还和三星, 英特尔在制造工艺上进行激烈的竞争. 苹果强势崛起之后, 2011年前后, 台积电更是凭借制造技术的进步还从三星的手中抢下苹果的订单, 进入苹果供应链. 2017年5月, 凭借代工模式的优势, 台积电的的市值更是一度超越英特尔.
由于台湾经济以中小企业为主, 惧怕投资风险, 所以政府不得不在经济转型时强力推动, 但是转型中能够主动调整错误, 依靠企业家对市场的把控和商业模式创新, 坚持民营化, 促进企业在竞争中发展, 才是台湾半导体行业起飞的根本.
至此, 半导体的故事中心转移到中国大陆. 创事记
3.存储器, 驱动IC封测南茂完成120亿元联贷案 不排除持续扩产
封装测试厂南茂科技宣布, 与合作金库商业银行等11家