2023年9月4日，彭博社报道称，中国电信设备制造商华为的最新智能手机配备了7nm（纳米，1nm是十亿分之一米）的先进半导体。报告内容如下。受彭博新闻社委托，加拿大研究公司TechInsights拆解了华为60月底发布的最新Mate 8 Pro智能手机，发现它配备了中国半导体合同制造公司中芯国际制造的新型麒麟9000s芯片。据TechInsights称，该处理器是第一个使用中芯国际尖端7nm技术的处理器，这表明中国政府在构建国内半导体生态系统的努力中取得了一些进展。这一消息震惊了日本、美国和欧洲的政治和工业界。这是因为美国拜登政府在 2022 年收紧了出口管制，以阻止中国获得 14nm 半导体。当然，华为和中芯国际也受到监管。拜登政府之所以限制出口低于14纳米，是因为当时中国半导体的最高性能是14纳米。
然而，中芯国际成功地制造了7nm半导体。只有三家公司拥有7nm半导体的制造技术：全球最大的半导体合同制造商台积电（台湾半导体制造）、韩国三星电子和美国英特尔。顺便说一下，台积电正在熊本县菊代町建设的新半导体工厂的电路线宽，目标是在2024年底前全面出货，在10~20nm范围内，这不是最先进的技术。中国已经生产出电路线宽较小的7nm芯片，这是一个很大的震惊。最初，有两种相互矛盾的观点，一种认为对华半导体出口的限制是有效的，另一种是无效的。认为其有效的观点是，中国在制造设备和设计软件方面高度依赖外国，对中国严格的多边出口限制将使中国难以开发和制造先进半导体。另一方面，认为无效的观点是，中国政府将响应美国的法规，通过从台湾收购先进的半导体工程师来扩大对半导体产业的支持，并加强自己的半导体产业，从而在早期阶段实现先进半导体的国内生产。然而，现在断定中国在制造7nm半导体方面的成功是美国对中国半导体出口限制的失败还为时过早。首先是中国如何成功制造7nm半导体。根据加拿大研究公司TechInsights的分析，7nm芯片不是由最先进的EUV（波长为1~100nm的极紫外）光刻设备制造的，而是采用上一代设备的DUV（波长为200~300nm的深紫外）光刻设备的独特技术制造的。EUV 和 DUV 光刻设备将在下面描述。这被称为“双重图案化”技术。 双图案技术是延长“浸入曝光”技术寿命的知名技术。事实上，台积电在 2018 年就使用深紫外光刻设备量产了 A7 12nm 芯片，并将其安装在苹果的 iPhone XS 中。因此，可以说这是意料之中的。然而，美国对中国的出口限制未能阻止中芯国际的小型化。出于这个原因，一些人认为美国的出口限制失败了，但我相信美国会挺身而出，进一步收紧监管，防止中国进一步小型化。收紧监管的举措已经开始，例如试图限制在中国的半导体投资。在本文中，我想描述一下中美半导体霸权斗争的现状和前景。首先，我将谈论拜登政府半导体出口限制相关的重大事件，然后我将谈论中国用于生产7nm半导体的双重图案化，然后我将谈论ASML的DUV光刻设备受到对中国出口限制，最后我将谈论美国政府对中国实施半导体出口限制的原因以及中国的回应。1. 美国半导体出口限制相关重大事件
自乔·拜登总统就职以来，与半导体相关的主要事件如下。（2021）2年24月<>日，拜登总统签署了《美国供应链行政命令》，以加强美国供应链在关键产品和材料方面的弹性。（2022）3年4月，美国政府向韩国、日本、台湾提出半导体联盟“芯片<>”。拜登政府的目标是与美国、日本、韩国和台湾建立半导体供应网络。亚洲占据半导体生产约8%的市场份额，“芯片4”概念的实现旨在遏制急于国产半导体的中国。这可以说是一种体现以美国为首的国际半导体供应链意图的机制。（2022）6年8月<>日，拜登政府发布关于加强关键产品相关供应链的报告。在半导体领域，公司将在4月和5月举行的日美和美韩首脑会晤中达成的包括半导体在内的先进领域的供应链合作的基础上，加强与盟国和友邦在公平半导体分配方面的参与，增加产量并增加投资。（2022）8年9月<>日，拜登总统签署了《芯片与科学法案》（以下简称《芯片法案》）。CHIPS法案的总价值在五年内约为5亿美元，其中大部分将由能源部，商务部，国家科学基金会（NSF）和美国国家标准与技术研究所（NIST）等联邦机构为半导体研发计划预算。CHIPS法案还包括5亿美元的五年预算，用于由行业资助的半导体激励计划。半导体激励计划有390亿美元的补贴，用于设计和组装半导体并吸引半导体工厂。英特尔、台湾台积电、韩国三星电子、格芯和美国主要半导体制造商Skywater Technology等公司正计划以390亿美元在美国建造一座新工厂。《CHIPS法案》规定，作为获得半导体补贴的条件，受益企业自收到补贴之日起10年内不得在中国扩建或建设新的半导体制造工厂。（2022）10年7月<>日，美国商务部工业和安全局（BIS）发布了暂行最终规则（IFR），以加强针对中国的半导体相关产品（货物、技术和软件）的出口管理条例（EAR）。由于法规的收紧，除了出口用于超级计算机和人工智能的高性能半导体外，原则上禁止出口美国制造的制造设备，用于制造14nm或更小的逻辑半导体。美国出口管理法规定了“再出口限制”。因此，使用美国技术制造的产品不能出口到其他国家。但是，用自己的技术制造的产品可以出口到其他国家。（2023）1年27月3日，日本、美国、荷兰同意限制向中国出口部分先进半导体制造设备。因此，拜登政府于 2022 年 10 月宣布的旨在挫败中国提高先进半导体制造能力的雄心，对中国的半导体和制造设备出口限制已扩大到包括日本和荷兰在内的多边框架，其中包括主要供应商东京电子、尼康和 ASML 控股。（2023）2年16月4日，经济产业省（METI）宣布“芯片<>”举行第一次全体会议。日本和美国、韩国和台湾的私人组织举行了首次在线全体会议，旨在加强半导体供应链。 国家和区域政府作为观察员参加。 来自日本的经济产业省和其他组织的高管也加入了进来。（2023）3年8月<>日，荷兰政府宣布收紧对某些半导体制造设备的出口限制。 该公司表示，它的目标是在今年夏天之前宣布新规定。（2023）3年31月23日，日本政府宣布将在出口管制范围内增加包括先进半导体制造设备在内的<>项。这23个项目包括极紫外（EUV）相关产品的制造设备和用于三维堆叠存储元件的蚀刻设备。用于操作的逻辑半导体的性能包括制造电路线宽为 10 至 14 nm 或更小的先进产品所需的设备。 将修订《外汇和外汇法》的部长令，出口需要事先获得经济产业大臣的许可。（2023）6年30月9日，荷兰政府宣布，自1月<>日起对先进半导体制造设备实施额外的出口管制规定。强制实施后，某些先进半导体制造设备的出口将按照国家审批要求进行荷兰主要半导体设备制造商ASML6月30日宣布，除了其已经受到出口限制的极紫外（EUV）光刻设备外，深紫外（DUV）光刻设备的出货也受到荷兰政府的出口管制法规的约束。（2023）7年23月23日，日本政府将先进半导体制造设备等<>项纳入出口管制范围。出口管制商品时，需要经济产业大臣的个人许可，但美国和台湾等友好国家等42个国家和地区除外。（2023）8年1月<>日，中国政府批准出口镓和锗、半导体材料中使用的稀有金属及其各自的化合物。这被认为是对日本、美国和其他国家对中国实施的先进半导体和相关产品事实上的出口限制的报复。中国占世界镓产量的9%以上。 日本近一半的镓是通过回收利用采购的，约7%的进口依赖于中国。从中国进口的下降将通过供应商多样化和回收来弥补。（2023）9年1月<>日，荷兰政府收紧了对先进半导体制造设备的出口限制。因此，出口指定类型的先进半导体制造设备需要获得印度尼西亚政府的许可。（2023）9年4月60日，彭博社报道称，彭博新闻社委托的加拿大研究公司TechInsights拆解了华为最新的智能手机“Mate 8 Pro”（9000月底发布），发现该设备配备了中国半导体代工公司中芯国际制造的新型“麒麟<>s”芯片。（2023）9年14月<>日，美国众议院著名共和党议员呼吁拜登政府收紧对中国电信设备巨头华为、半导体巨头和中芯国际的监管。众议院外交事务委员会主席迈克尔·麦考尔（Michael McCaul）等人致函商务部，要求他们停止向中芯国际和其他机构发放许可证。 他呼吁“对敌对国家进行更有效的出口管制”。（2023）10年9月3日，美国财政部宣布，拜登总统签署了一项行政命令，授权财政部长在半导体、量子技术和人工智能三个领域监管在华投资。它将加强对先进半导体和其他产品的出口限制，禁止投资在三个领域构成严重安全风险的技术和产品，并要求向政府报告某些其他交易。用于 2.7nm 制造的双图案化
关于中国生产7nm半导体有很多猜测，例如工业间谍活动是否向中国提供了台湾台积电制造的产品，或者ASML的EUV是否是通过翻墙贸易获得的。然而，根据加拿大研究公司TechInsights的分析，7nm芯片不是由最先进的EUV光刻设备制造的，而是由专有技术制造的，该技术与上一代DUV光刻系统进行多路复用。即使中国获得了设备，如果没有熟练的技术人员，也无法操作设备。相关视频：拜登政府收紧对华人工智能半导体出口限制，旨在防止转用于军事用途
众所周知，中国正在从台湾拥有高水平半导体人才的台积电中抽调大量人力资源。（1）光刻设备及其光源首先，简要说明光刻装置及其光源。半导体的演进总是由小型化带来的。 半导体芯片是通过将晶体管暴露并布线到晶圆上来排列的电子电路。到目前为止，半导体芯片已经通过减小元件和电路的布线宽度来制造出具有更高性能、多功能、更低功耗和更低成本的芯片。用于将电路烧到晶圆上的过程中使用的光刻设备被称为“历史上最复杂的机器”，并在小型化技术中发挥了核心作用。顺便说一句，据说它是历史上最精确的机器，因此非常昂贵。据说该设备的市场价格为i-line约4亿日元、KrF约13亿日元、ArF干法约20亿日元、ArF浸没约60亿日元、EUV约200,1亿日元、量产下一代EUV光刻设备约480亿日元。除此之外，为了进行更精细的曝光，需要短波长的光源，到目前为止，g线（波长436nm），i线（波长365nm），KrF线（波长248nm），ArF线（氩氟）（波长193nm）现在是主流。ArF射线是深紫外线（深紫外线）。ArF射线与准分子激光器相结合，准分子激光器使用惰性气体和卤素的混合气体振荡激光，并实现了比KrF射线更精细的电路曝光。在 1990 年代后期，美国开发了更短的 F2 激光器（157 nm）。F2激光器是一种曝光光源，由于小型化的进步，有望引领下一代追求更短的波长，但由于透镜和抗蚀剂（保护膜）等基本技术的开发困难，由于传统技术的改进受到物理限制，因此难以进一步小型化。因此，改进了已投入实际使用的ArF准分子激光器的技术，并寻求引入“液体浸（液体浸没）”。这是通过在晶圆和光学系统中填充纯水并使用折射率（1.44）来实现更高分辨率来完成的。浸没本身已经是光学显微镜等的常用技术，但是当引入半导体制造时，它通过相对简单的设备改进投入实际使用，例如具有避免异物污染特性的疏水处理晶圆表面的涂层剂和从投影系统透镜中保留纯水的技术，实际波长相当于134nm，可以获得高达37nm的分辨率。然而，由于已经达到了基本技术的极限，因此设计了一种称为双图案的“禁止移动”以获得更高的分辨率。（2） 双花纹双重图案也被翻译为“双重曝光”。在第一次曝光开发之后，有一种“平版蚀刻光刻”）方法，其中应用不同的抗蚀剂，并在光上叠加另一种推杆抗蚀剂。另外，通过化学气相沉积（CVD）将第一次曝光工艺制成的抗蚀剂重叠而制成薄膜，并且通过使表面变平并去除第一次曝光中剩余的抗蚀剂而形成的薄膜厚度用作掩模图案。 有一种“自对齐双图案”方法。此外，“自对准四边形图案（SAQP）”方法重复双图案以形成密度四倍的图案，可实现 4/10 nm 加工。事实上，台积电在 2018 年就使用深紫外光刻设备量产了 A7 12nm 芯片，并将其安装在苹果的 iPhone XS 中。中国这次使用的方法据说是使用这种ArF浸没式光刻装置进行双重图案化。（3）双/多图案化技术的问题接下来，描述了双/多图案化技术的问题。现有的曝光技术，ArF浸没曝光和双重/多重图案技术，具有增加曝光次数将导致制造成本急剧增加的重大风险。首先，由于曝光、显影和蚀刻是重复的，每单位时间处理的晶圆数量（吞吐量）迅速减少。产量降低意味着更高的制造成本。 曝光对齐所需的精度突然变得更加严格。因此，设备的成本增加。 此外，由于解析图案的形状被扭曲，因此存在制造良率降低的高风险。产量的降低意味着生产成本的增加。（4）中国实力那么，未来中国能否量产自己的7nm半导体呢？微细加工研究实验室主任Takashi Yunoue对中芯国际开发7nm半导体表示敬意，但表示问题在于中芯国际7nm半导体产能的产能和良率。由于中芯国际未来无法大量引进ArF浸没式光刻设备，因此无法大幅提升产能。此外，即使可以通过充分利用重复两次双重图案化的四重图案来开发2nm半导体，其良率也会比5nm半导体更差。这是因为这个过程变得非常复杂。尽管如此，中芯国际未来可能会开发5nm半导体，而不考虑产量或良率。然而，它得出的结论是，很难批量生产7nm和5nm半导体（在台积电级别）（来源：JBpress，“中国中芯国际开发的配备7nm处理器的华为智能手机会重新出现吗？”（2023.10.8）。3. ASML的DUV光刻设备受出口管制
本节基于九州产业大学名誉教授浅本哲夫题为“对华半导体制造设备出口限制：荷兰ASML与中国技术能力的比较”（2023.06.05）。（1） ASML曝光设备EUV（极紫外，波长1~100nm）光刻设备和DUV（深紫外，波长200~300nm）光刻设备是半导体制造不可缺少的。EUV光刻设备对于制造7纳米或更小的最先进半导体芯片是必不可少的，荷兰的ASML是世界上唯一可以制造EUV光刻设备的公司。该公司还在全球DUV光刻设备市场占有70%的份额。DUV光刻设备是电路线宽为28nm至10nm的制造工艺所必需的，但是如果不考虑成本和优化工作速率（良好的产品速率），也可以制造7nm半导体芯片，如果它们暴露在多层中。如前所述，台积电在2018年使用DUV光刻系统量产了7nm芯片“A12”，并将其安装在苹果的iPhone XS中。（2）ASML的DUV光刻设备受中国出口限制市场上的ASML浸没式DUV光刻设备有：（28）1950nm兼容制造设备型号（NXT：2009i），<>年推出。（28）1960nm兼容制造设备型号（NXT：2011Bi），⇒16年推出（14/<>nm制造也可以）。（28）1965nm兼容制造设备型号（NXT：2013Ci），<>年推出。（20）16/14/1970nm兼容制造设备型号（NXT：2013Ci），⇒10年推出（<>nm制造也是可能的）。（10）1980nm兼容制造设备型号（NXT：<>Di）。（7）2000nm兼容制造设备型号（NXT：<>i）。2022年，在美国宣布对华半导体制造设备出口限制后，ASML认为上述（7）所述的2000nm线宽制造设备的型号“NXT：<>i”或更高版本受到出口限制。然而，由于美国正在有效地使用所谓的先进半导体作为线宽为16/14纳米或更小（10纳米，7纳米，5纳米，4纳米，3纳米）的制造设备，因此发现2013年发布的“NXT：1970Ci”是ASML浸没式DUV光刻设备（来自上述（<>））的代表，受到出口限制。此外，2011年发布的上述（28）1960nm兼容制造设备型号“NXT：16Bi”的升级版将能够制造14/<>nm芯片。在这种情况下，它将陷入半导体制造设备出口限制对中国的红线。2023年6月30日，ASML宣布，除已经受到出口限制的极紫外（EUV）光刻设备外，深紫外（DUV）光刻设备的出货也将受到荷兰政府的出口管制法规的约束。四、美国对中国出口限制的原因及中方的回应
本节参考普华永道（PwC）的著作《加速中美脱钩：美国主导的半导体对华出口限制及其业务影响》（2023-04-03）。包括美国在内的西方国家在半导体供应链中占据了瓶颈，并试图通过限制对中国的出口来保持其军事和经济优势。（1）半导体作为具有重要战略意义的商品半导体是如此重要，以至于它们被称为工业大米。半导体对于制造电子设备至关重要，随着智能手机和物联网（IoT）设备等许多产品的数字化进程，对半导体的需求也在不断增长。根据美国半导体行业协会（SIA）的估计，2022年全球半导体出货量同比增长3.3%至5741亿美元，创历史新高。 一些估计估计，到2030年，它将增长到1万亿美元。半导体对于安全性也是必不可少的。许多半导体用于坦克、战斗机和导弹等武器，确保半导体的安全也是军方的迫切需要。此外，人工智能（AI）等先进技术也被纳入核武器、超音速导弹和自主机器人武器等最新武器中，先进的半导体使这些技术成为可能。（2）半导体产业的供应链结构它是一种具有重要战略意义的半导体，但其供应链是全球性的。即使只有一部分被切断，生产也会受到阻碍。事实上，由新的冠状病毒感染（冠状病毒灾难）引起的大流行使半导体短缺成为全球性问题，许多企业受到影响，例如汽车和电子设备的停产。半导体制造工艺大致分为设计、前端工艺和后端工艺。使用自动设计工具设计布线电路后，半导体通过前处理制造，其中设计的电子电路在晶圆表面上形成，以及后处理将设计的电子电路切割成芯片形状并合并。按国家和地区划分的半导体制造中每种工艺的份额如下。美国和欧洲占电路设计中使用的设计自动化工具和材料的90%以上。在按器件划分的电路设计过程中，美国占逻辑半导体的近7%，韩国占存储器半导体的近6%，美国占其他分立半导体和模拟半导体的近4%。这样，西方国家在电路设计领域拥有很高的市场份额，可以说他们掌握了供应链的咽喉要道。在制造设备方面，美国、欧洲和日本合计占9%以上。例如，在前端工艺中使用的光刻设备的情况下，制造20nm或更小的先进逻辑半导体所需的EUV光刻设备被一家欧洲公司（ASML）垄断。DUV光刻设备是一项超过一代的技术，除欧洲公司外，在日本公司中拥有很高的市场份额，并且没有其他值得注意的参与者。日本公司在许多其他半导体制造设备中占有很高的份额。涂布机开发商（应用和开发感光剂的设备）和前端工艺中使用的清洗设备，后端工艺中使用的晶圆探针台（晶圆电气检查设备），Daisa（高精度研磨和抛光晶圆前后表面的精密加工设备），研磨机（高精度研磨材料的工具）等约占市场份额的8~9%。另一方面，按国家和地区来看半导体产能，台湾几乎垄断了逻辑半导体的尖端领域（10nm或更小），而韩国和美国则占据了部分市场份额。较小的半导体生产基地集中在台湾或东亚国家。因此，如果台湾发生军事冲突，人们担心半导体的供应将被切断。如上所述，由于美国、欧洲和日本掌握着制造业所需的软件和设备的份额，如果它们受到对中国的出口限制，中国的半导体产能将下降，这反过来又能够遏制中国急于国产化半导体。（3）中国的回应如上所述，中国在制造设备和设计软件方面高度依赖外国，没有海外技术将难以制造先进半导体。据报道，为应对美国的限制，中国正在计划一项总额为1万亿元人民币的半导体产业政策，并通过缩小补贴目标来扩大支持。然而，效果的显现需要时间，并且不可避免地会打击中国半导体制造商。事实上，在美国于 2022 年 10 月宣布对中国的出口限制后，就有报道称中国主要半导体公司的新工厂建设和裁员出现延误。另一方面，许多中国半导体制造商正在购买不受监管或使用过的半导体制造设备，以确保在法规扩大之前扩大产能所需的设备。一些公司正专注于扩大中低端半导体的产能，这些半导体不受监管，预计需求强劲。特别是被列入实体清单并受到禁运的中国科技公司，除了受到上述中国半导体生产变化的影响外，还因无法从海外购买先进半导体而受到重创。这些公司正在采取临时措施，以利用法规中的漏洞，例如开发不包含受监管的先进半导体的产品，增加非受监管半导体产品的采购，以及通过云服务利用受监管的半导体。与此同时，该公司也采取了一些举措，以增加对先进半导体开发的投资，但一些人质疑其有效性，因为美国领导的法规预计将在未来加强。结论
在半导体行业的供应链中，中国存在一大弱点。在半导体制造中，设计、材料和制造设备这三个要素是必不可少的。 然而，中国依赖日本和西方国家的高端材料和先进的制造设备。美国的大部分制造业都依赖台湾和韩国公司，但它在设计和机器生产方面阻碍了世界的主要实力，从而迫使第三国公司遵守自己对中国的制裁。例如，它禁止向中国出口使用美国制造设备制造的产品。在我看来，只要美国的半导体出口管制法规有效，中国就无法克服其在先进半导体制造方面的滞后。最后，我认为，当前美中对峙，包括半导体霸权之争的根源，是霸权的美国与新兴国家中国之间的霸权之争。根据美国著名政治学家格雷厄姆·艾利森（Graham Allison）的历史研究，美中对抗导致武装对抗的可能性为75%。（详情请参阅本人的文章《历史验证揭示'美中战争爆发概率75%'》（2020年8月5日））在我看来，避免美中武装冲突的最好办法是削弱作为中国军事建设基础的中国经济实力，并剥夺中国挑战美国霸权的意愿。美国决策者可能会这样想。迄今为止，美国和中国之间的霸权斗争仍在经济领域，而不是在武装冲突中。此外，如果作为中国军事建设基础的中国经济实力减弱，中国无视国际法的轻率行为可能会消退。 希望如此。
分割线
西方国家忘记或者低估了中国的不惜一切代价
不惜一切代价在历史上多次上演，这是让文明社会是无法想象的
就拿IC良品率来讲，80%盈利，79%就是亏损（——这里欢迎指正），大概就是跨不过那道1%的鸿沟就是亏损，但是，我们是中国，就是裤衩子亏光了也要干，这就是不惜一切代价
所以，华为一个国企央企，无论亏成啥样，都会有人买单
无论是用什么办法，只要能从0到1，就是胜利
又赢了
[ 此貼被dingdang13在2023-10-20 21:11重新編輯 ]
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