美荷日设备封锁管制升级，国产先进制程再遇助力！

集微网消息，今年以来，美国政府仍在加强对中国半导体企业的制裁力度。鉴于此前美对华在半导体产业的制裁手段主要分两种，一种是以国家安全为由，直接限制出售美国企业先进集成芯片，比如英伟达的A100、H100两款算力强大的GPU产品；另一种是通过打击长江存储等公司的成长路径，将其列入美国出口管制名单，为其发展的进程中设置合作障碍。而在此基础之上，美国在最新的打压手段升级为将一些关键的半导体设备列入到出口管制清单。

近日，这一禁令再一次升级，日本加入美荷对中国半导体的封锁阵营，新措施涉及的设备项目是当前的两倍，预计Tokyo Electron（TEL）、SCREEN控股、佳能等十几家日本企业将受到影响。

在半导体领域，日本在很多关键产业链上扮演着非常重要的角色，尤其是半导体原材料以及生产设备的零部件等方面。东京电子主要出售半导体制造前道工艺所用的设备、Screen控股主要生产清洁设备、佳能则主要配套光刻机的进行曝光设备的研发。目前中国大陆对日本的设备采购主要以TEL的涂胶显影和刻蚀设备为主，因此在新近两轮设备的限制出口的名单当中，除了大家口口相传耳熟能详的ASML光刻机之外，先进的薄膜沉积设备、涂胶显影设备和刻蚀设备成为了此次美日“狙击”的重点。

图：美日荷被限制出口的半导体设备公司

刻蚀设备CCP国产替代完成度较高，先进逻辑芯片适用设备仍有较大工艺差距。在当前主流工艺的刻蚀机需求当中，干法刻蚀占据90%以上的市场份额，而根据作用机理的不同，干法刻蚀设备分为电容性等离子体（CCP）刻蚀设备和电感性等离子体（ICP）刻蚀设备，当前中微公司主要以CCP刻蚀为主，北方华创则以用于ICP刻蚀为主。而中微公司的CCP刻蚀设备目前已经基本可以覆盖CCP刻蚀设备7成左右的工艺，根据最新消息，在台积电5nm生产线中，中微公司的刻蚀机已经通过验证并适用，3nm刻蚀机Alpha原型机的设计、测试及工艺开发和评估也已完成，进入到量产阶段；北方华创自主研发的14nm ICP设备成功导入主流项目产线，进入到上海积塔特色工艺生产线建设项目。在逻辑芯片（主要用ICP刻蚀设备）领域，中微公司在40/45nm逻辑芯片已经有量产经验，但是在28nm需要切换到金属掩膜的大马士革工艺，中微公司的设备尚在验证当中，没有达到完全量产的水平；北方华创同样可以做到40/45nm，28nm工艺也没有实现突破。此外，值得一提的是，在设备的非美零部件率上，行业资深人士表示，中微公司和北方华创当前能实现60%以上的自给率，有几个关键部件尚没有实现突破，其中包括射频发射器、ESC和真空压力表。

涂胶显影设备当前国产替代进度仍然较低。涂胶显影设备多是In line设备，因此在进行客户端工艺验证时需要与光刻机联机，而当前市场光刻机产能紧缺，晶圆厂抽调光刻机验证新涂胶显影设备的意愿较低，这一定程度上提高了涂胶显影市场的准入门槛。目前国产设备厂商芯源微产品包括光刻工序涂胶显影设备，可用于6英寸及以下单晶圆处理（如LED芯片制造环节）以及8/12英寸单晶圆处理（前道晶圆加工及后道先进封装环节），其通过定增募资加大对于KrF、ArFi工艺投入，通过公司产品的覆盖情况来看，当前国产化替代进度仍然较低，预期未来会进一步提升对东京电子的竞争力。

图：芯源微的主要产品覆盖情况

薄膜沉积设备PECVD有完成一定的国产替代度，但是ALD/SACVD等设备仍在验证期。全球薄膜沉积设备市场集中度较高，欧美日厂商仍旧垄断市场，目前全球薄膜沉积设备市场基本上由 AMAT、LAM、TEL 等垄断，其中在 PVD 设备领域，AMAT 为绝对龙头，份额85%左右；在CVD领域，AMAT、LAM、TEL CR3占比合计超 80%；在ALD设备领域，2020 年 TEL 和 ASM 两家合计占比约 60%。国内厂商拓荆科技配合SMIC在早期实现90-65nm制程的产业化应用，其中PECVD设备在国内实现唯一产业化应用，覆盖28nm及以上全介质薄膜，ALD和SACVD虽在加速验证，但是仍未步入放量阶段。这主要是因为我国内地集成电路制造产业起步较晚，晶圆制造产线制程与国际先进水平相比较为落后，先进制程产线处于发展建设阶段，具备先进制程晶圆制造能力较少，当前国内内地市场对ALD、SACVD的设备需求增长较小。

图：拓荆科技主要产品覆盖情况

在国内晶圆厂商的影响方面，专家评估新一轮管制对中芯国际、华虹半导体影响有限。当前华虹半导体和中芯国际的主力产能分布仍在28nm的制程上，因为设备管制的问题，14nm的产能基本上是属于停滞状态。早在四年前，中芯国际已经直面过一次美方的管制，通过四年的自救之后，中芯国际也在一定程度上能够完成14nm的生产，只是成本、良率和产能的数据仍然没有那么可观，而华虹半导体的产线定位始终在28nm。因此实际的发展层面来看，对于中芯国际和华虹来说，可能会在28nm的停留时间会较长。

国内主流晶圆厂长江存储（主要做Memory 3D Nand芯片）和合肥长鑫（主要做Memory Dram芯片）的订单量有着明显下行趋势。其中长江存储是直接进入到美方最严的实体清单，业内人士告知，长江存储一厂目前主要量产128层3D NAND，很小部分产能在做232层 3D NAND存储芯片，二厂整体由于设备不到位，只实现了5%-10%的产能释放，包括近期的裁员计划都侧面反映二厂整体基本处于一个停滞的状态，本来依靠232层技术可以迅速扩大市场规模，拉近与三星、美光等的差距，如今被限后，窗口期基本消失，因此它们设备国产替代的需求意愿更强烈。

整体来看，不管是去年10月的设备管制还是今年4月即将到来的新一期”加强版”设备出口管制都在倒逼国产半导体设备厂商提速。尽管美方的精准制裁违背了商业发展的逻辑，但是国内设备厂商也都趁此机会纷纷实现了0到1的突破，未来，在团结国内各方资源的基础之上，也势必会扶摇直上，在混沌中突破封锁，完成真正的半导体产业链的国产自主化。