【文/科技力量专栏作家铁流】

日前，美国与日本和荷兰达成协议，同意限制向中国出口制造先进半导体所需的设备。消息传出后，全球半导体相关企业股价均出现不同程度的波动。台湾省《自由时报》认为，美、荷、日达成的协议相当于对大陆半导体产业的“核弹级制裁”。“我们完全赞同剥夺中国最先进芯片的策略，我们不能让中国获得最先进的技术，”欧盟内部市场执行董事布雷顿说。欧盟和美国在限制中国获取微芯片、量子计算、人工智能等技术方面有非常强的一致性。"

刘铁认为，如果美、日、荷达成协议，共同限制向中国大陆出口半导体设备，确实会对大陆晶圆厂的产能扩张产生较大的负面影响。但是这个协议如何落地还是未知数，有很多漏洞可以利用。总的来说，该协议对中国大陆半导体行业既是挑战也是机遇。

半导体设备市场基本被欧美日厂商垄断

半导体行业大致可以分为五个部分：设备、设计、原材料、制造和封装测试。全球半导体产业的分工呈“雁行”状态，美国及其欧洲盟友占据技术门槛和最赚钱的半导体设备和设计环节，日本和美国公司占据原材料环节，台湾省和韩国占据制造环节，台湾省和中国大陆占据封装测试环节。

就半导体设备而言，美国应用材料公司、林凡公司和科雷公司依次位列世界前五大半导体设备制造商。据统计，2021年全球半导体设备市场规模为1000亿美元，应用材料、林凡和科雷的营业收入分别为241亿美元、165亿美元和81亿美元。三家公司总收入为487亿美元，全球市场份额超过45%。刻蚀设备、离子注入设备、物理气相沉积设备、化学气相沉积设备都是美国设备公司的强势领域。应用材料占物理气相沉积设备全球市场份额的30%以上，占化学气相沉积设备全球市场份额的50%以上。

虽然日本半导体设备厂商在走下坡路，尼康、佳能的光刻机被ASML打败，但是瘦的骆驼比马大，依然有东京电子、尼康等半导体设备公司。2021年，全球前15大设备制造商中，日本企业占据7家，总营收370亿美元，仅次于美国设备制造商。

就荷兰而言，在光刻机上孤注一掷的ASML是出了名的，基本垄断了全球高端光刻机市场。目前，其EUV光刻机是独家业务，单个EUV光刻机的价格超过1亿美元。

目前中国半导体设备厂商只占国内市场的17.2%，近83%的市场被国外设备占据，这是近年来中美贸易摩擦给本土厂商一些优惠政策的结果。放眼全球，中国半导体设备制造商的市场份额仅为5.2%。就技术水平而言，中国的设备制造商与国外寡头存在明显差距。上海微电子量产的光刻机只能加工90nm芯片，与ASML的差距在10年以上。国内企业与应用材料、林凡、东京电子等国际厂商在蚀刻、薄膜、计量测试、离子注入、涂层开发等方面存在一定差距。

国产设备在局部有亮点无法实现全产业链

虽然近年来有媒体沸沸扬扬地报道了本土企业在半导体设备方面取得的突破，但总体形势还是比较严峻的。目前国内企业只能在部分领域有亮点，无法做到全流程本土化。比如有些微半导体从媒体宣传上成功研发了5nm刻蚀设备，好像国内企业就不会卡在刻蚀设备里了。实际上，这种5纳米刻蚀设备只是CCP介质刻蚀工艺中使用的多种设备之一。有近30种蚀刻设备用于ICP和CCP的前道和后道工序。目前中威和北方华创只能完成1/4左右，3/4被国外厂商垄断。即使是门槛相对较低的清洗设备，目前也只能做到50%的国产化率。其中脱胶设备和国产机器性能接近国外，但目前仍有30%的设备无法国产。

近年来，国内一些企业开始布局生产线，以减轻美国制裁对国产芯片的压力。他们的主要行动是用欧洲和日本的半导体设备取代美国的设备。国产替代也有一些动作，比如清洗设备，主要在光刻、薄膜沉积、刻蚀、计量测试、离子注入、镀膜、显影等方面使用国外设备。以2022年新安装的fab SMIC 28nm生产线为例，一期国产化率仅为25%，且主要集中在技术门槛相对较低的地区。

能不能做到是一回事，效果好不好又是另一回事。从SMIC的情况来看，由于采购国产设备，增加国产设备比例，不得不降低认证标准，进而导致—— SMIC 28nm含美线良率下降。良品率85%左右，国产化率25%的非美线有望达到75%。如果进一步提高国产化比例，良品率只会更低。相比之下，TSMC的28纳米成品率为96%。

按照行业惯例，晶圆厂的良率必须达到80%以上才能盈利，这就使得国内晶圆厂在维持国内生产线运转的同时无法盈利，必须依靠国家补贴。如果全国的晶圆厂同时陷入巨亏，就很难稳定人才队伍，不利于技术研发，也会给地方财政造成很大负担。诚然，短期内可以用财政补贴来维持晶圆厂的现金流，但国家补贴只是权宜之计，并非长久之计。

可以说，从无到有，从无到有，从无到有，需要在市场中反复打磨和实践，需要一代又一代的经验积累和优化改变。这是一个螺旋式升级的过程。国外厂商的设备质量好，TSMC的生产线良品率高，都是通过不断的技术升级获得的。这需要我们投入人力、资金和十几年的时间坚持不懈地追赶，不是一朝一夕就能实现的，更不是一朝一夕。

协议未必会被严格落实且存在漏洞

目前美、日、荷三方仅达成初步协议，此协议如何落地仍是未知数。

就荷兰而言，制裁中国没有任何好处，反而会使ASML失去中国市场。这也是荷兰在该事项上反复无常的原因——1月15日，荷兰还表示，荷兰有自己的判断，不会草率接受美国要求；在1月底却加入了美国主导制定的三方协议；1月30日，荷兰外长胡克斯特拉与中国外长秦刚进行了电话会谈，为向中国示好，荷兰还做出了一项重要承诺：荷兰将继续以负责任的方式，处理对中国的经贸相关事宜，而且还希望能够在多个领域加强中荷两国的合作。

由此可见，荷兰更多是受美国的政治压力，不得不屈从，并非铁了心和中国过不去。因此，荷兰必然会在政治风险和商业利益中间寻找一个折中点，荷兰会根据国际局势调整其政策尺度，争取几家都不至于太得罪，同时又把钱给挣了。

日本的情况也是类似，日本的野心很大，恰恰中国和日本半导体产业是能够形成互补的，虽然日本原材料厂商依然强势，但半导体设备厂商被应用材料、ASML、泛林等欧美厂商打得很惨，高端光刻机基本被ASML垄断，尼康只能捡一些残羹冷炙，佳能的光刻机几乎绝迹。

在美国半导体设备商遵循美国禁令撤离中国大陆市场之际（应用材料、泛林、科磊等美国设备商获利颇丰，其25—30%的营收源自大陆市场），对于这些年走下坡路的日本半导体设备商而言无异于久旱逢甘霖，如果没有美国的禁令，商业利益会促使日本企业通过各种手段向中国大陆出售半导体设备。未来，日本大概率会采取相对灵活的政策，既把钱挣了，又不过度得罪中美。

另外，先进工艺标准的确定是一个问题。过去，行业里用栅长来给工艺命名。但在进入Finfet时代后，栅长做到20nm就很难再往下做了，于是通过3D堆叠的方式提升晶体管密度。当晶体管布局从2D变成了3D，过去用栅长来命名的方式就不合时宜了。

三星、台积电的工艺命名都堪称是文字游戏，台积电、三星这些所谓的5nm、7nm、10nm芯片的栅长压根达不到5nm、7nm、10nm，工艺名称是晶圆厂自己取的。据传，当时台积电16nm工艺最初是命名是20nmFinfet，但由于三星自称是14nmFinfet，台积电只能跟着三星的节奏自称是16nmFinfet，因而闹出了三星14nm工艺不如台积电16nm工艺的笑话。也正是因此，英特尔提出应当用晶体管密度来衡量制造工艺，而不是沿用过去的XXnm工艺。

由于三星、台积电通过制造工艺命名大法赢得了甜头，使其根本不愿意抛弃这套玩法，反而劣币驱逐良币，逼迫英特尔只能跟着台积电、三星的节奏走，放弃了其10nm+++的命名方式，也玩起了Intel7、Intel4这样挂羊头卖狗肉的命名方式。由于各家工艺名称和实际性能不一致，这就使制定统一的限制标准变得比较麻烦。只能用比较宽泛的标准来衡量，这样一来，就有了操作的余地。

针对设备进行限制在操作上也非常麻烦，就光刻机而言，光源大致可以分为5代，分别是G线、I线、KrF、ArF、EUV。目前，国内现有的以ArF为光源的光刻机配合刻蚀、薄膜设备，其实可以加工5nm芯片，即便是使用KrF的光刻机也能加工到14nm。因此，先进半导体设备如何界定就是一个问题，如果只禁EUV光刻机，中国企业可以用ArF光刻机加工5nm芯片，如果把ArF光刻机列入限制范围，中国企业依然可以用KrF的光刻机加工14nm芯片，无非是效费比不高，并不是没东西用。

如果对ArF、KrF光刻机都进行限制，先不提KrF光刻机已经是老技术，谈不上先进。就这种限制范围来看，存在打击面太广的问题，这会使欧洲和日本设备商彻底失去了全球最大单一市场，蒙受巨额利益损失，只要没有极其严厉的政治风险，欧洲和日本厂商有很强的动机，通过一些方式绕过合规性审查向中国出口设备，正如最近几年欧美日韩半导体企业在中美贸易战中的做法。

结语

短期来看，即便是最为糟糕的结果，即美日荷彻底禁止先进半导体设备的出口，大陆晶圆厂无非是无法扩产，对已建成的晶圆厂影响不大。当下，西方并没有对半导体设备零部件设出口限制，我们可以设立贸易公司或专门找OEM渠道去采购相关零部件和耗材，由于很多零部件本身也不是设备商自己生产，而是从全球采购的，这就使管控难度大幅增加，很多零部件生产商无法预知自己的零件会被用到什么地方，我们完全可以用这种方式保障关键零件和耗材的供应，即便国内个别晶圆厂已经被美国列入制裁名单，也可以通过这种方式维持现有的生产线的正常运营。

长远来看，还是要不断提升产线国产化比例，以十年磨一剑的毅力构建红色产业链。这个过程会非常漫长，但非常锻炼国内企业的技术能力，而且这个过程是先慢后快，发展后劲十足，建成全国产的28nm产线可能还需要5至8年时间，但之后构建14nm、7nm全国产产线则会加速。正所谓慢工出细活，对于全国产生产线，不宜以“沸腾体”的心态去要求，而要抱着十年磨一剑的心态去期待。

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