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散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州,
盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。
01
前沿導讀
《日經亞洲》媒體此前發布討論稱:
盡管美國多次拉攏日本企業,要求其對中國芯片產業實施制裁限制,但是日本企業卻不愿意放棄與中國市場的合作。
日本的尼康、佳能曾經是光刻機領域的霸主,但是美國投入大量資金將ASML扶持了出來,壓制了日本光刻機的市場空間。而現在中國市場對于光刻機技術的需求強盛,日本企業能否通過與中國企業合作,在光刻機領域壓制美國扶持的ASML?
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02
技術競爭
在20世紀80年代到90年代左右,日本的光刻機技術領先全球,尼康憑借出色的光學技術和精密制造能力,占據全球光刻機市場超過5成的市場份額。
1984年,日本光刻機的市場規模超過了美國。
在全年出售的1100多臺光刻機中,絕大部分都是日本尼康或者美國GCA制造的產品,其中有600多臺都是日本晶圓廠購買的產品。在這個時期,日本芯片制造商購買的光刻機數量,比全球范圍內其他國家加起來的數量還多,90%都是從尼康購買的產品。
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日本企業依靠本土光刻機的優勢,開始大批量制造DRAM存儲芯片。
這些芯片的性能優異、穩定性強,而且價格實惠、產能富足,在短短幾年內就侵占了美國的消費市場。依靠存儲器技術發家的英特爾,也在這個時期宣布退出存儲器業務,放棄與日本企業競爭,轉型微處理器。
日本企業的擴張,引起了美國政府的高度重視。美國宣布對日本企業實施反壟斷調查,并且對其出口到美國的芯片施加額外關稅,迫使日本政府與美國簽訂了《美日半導體協定》,成功壓制了日本芯片的擴張。
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此刻的美國本土光刻機產業已經處于倒閉的邊緣,美國便開始以資本注入的方式扶持荷蘭的AMSL與其競爭。在ASML推出了PAS 5500光刻機并大獲成功之后,日本企業在光刻機領域的領先地位開始被侵蝕。
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2001年ASML吞并了美國硅谷集團,將美國光刻機技術收入囊中。在ASML推出了浸潤式光刻機以及EUV光刻機之后,日本的光刻機產業成為了真正意義上的落后者。
截至2024年,ASML在全球光刻機市場份額達到62%,佳能和尼康分別占31%和7%。在最先進的EUV領域,ASML的市場占比依然毫無懸念的是100%。
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目前尼康最先進的光刻機是浸潤式技術的NSR-S636E,支持7nm-5nm先進芯片的制造,每小時可制造280片以上的晶圓,相當于是ASML NXT:1980i光刻機的硬件水平。
盡管尼康聲稱該技術產品不使用美國的技術,也不受美國最小技術比例原則的出口限制,但是對比ASML的浸潤式設備,尼康的產品在技術成熟度、市場規模、服務體系等多個方面均沒有優勢。
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而佳能選擇了與傳統光刻不同的納米壓印技術,首批制造的納米壓印光刻機“FPA-1200NZ2C”已經交付給了日本東芝公司,東芝公司將其應用于制造存儲芯片。
根據佳能官方的資料顯示,由于該產品屬于全新的技術形式,所以這款設備的技術效益在短時間內不太可能帶來巨大的改善。需要在后續的使用中逐步優化,以達到一個良好的水平。
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03
產業合作
2019年,美國開始在半導體產業鏈對中國實施出口管制,中國本土企業不能購買含有美國技術的制造設備,這給了日本以及歐洲部分企業一個很好的機會。
根據日本財務省與海關部門所發布的統計數據顯示,2021年日本對華出口半導體設備達到了一個高峰期,其出口金額將近120億美元,絕大部分都來自于東京電子。
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在2024年出口的半導體設備中,有一半的產品均銷往了中國大陸地區。其季度半導體產業出口額達到了33.2億美元,增長比例達到了82%,創下2007年以來的新紀錄。并且中國大陸市場已經連續多個季度成為了日本半導體設備的最大出口地。
從幾十年前美國與日本簽訂《美日半導體協定》之后,日本企業就選擇將投資目標放在中國市場,華虹NEC就是在這種條件下的一次初步嘗試。
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日本企業掌握著設備材料等供應鏈優勢,中國大陸地區擁有龐大的資源和地域優勢,并且對技術成熟的制造設備有極高的需求量,雙方的合作具備很強的互補性。
雖然日本企業掌握著多種制造設備,但部分后端設備的市場空間不大,大部分都提供給國內的企業使用,出口占比也不高。反觀歐美國家,牢牢把握著光刻機、刻蝕機等先進的前端制造設備,沒有這些前端設備作為支撐,后端的制造設備用處也不大了。
而中國企業現在走的路線則是全棧自研,從最前端的EDA工具,到光刻機、刻蝕機、后端的制造設備,全部進行自主知識產權的技術研發,盡最大努力擺脫對海外技術的依賴。
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尼康和佳能的光刻機設備雖然可以在一定程度上代替ASML,降低對美國技術的依賴風險,但是其本質上還是基于外國的技術基礎來制造國產芯片,這對于當下走自主可控路線的中國芯片來說是相悖的。
況且中國企業手中還持有著上百臺之前從ASML手中采購的光刻機,這些設備都是中國企業在幾年前合法采購而來,已經經過了市場驗證,在制造效率、穩定性、市場規模等多個方面具有優勢,可以保證中國成熟芯片的產能,讓中國芯片更快更穩定的融入全球生態鏈當中。
與此同時,中國企業也可以通過這些設備,不斷積累光刻機產業的技術經驗,并且將這些有用的經驗應用到開發自主設備的過程中。
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