用于生产45~28nm芯片的光刻机或遭断供，国产半导体亟需发愤图强
据海外多家主流媒体最新报道，在美国费尽心机、不遗余力地推动下，荷兰、日本（可能**）已经与美国达成共识，准备对我国**半导体产业升级**。但由于共识并未对外公开，所以外界多是在猜测。而具体涉及到公司层面则是，包括荷兰阿斯麦（ASML），以及日本尼康（Nikon）、东京电子（Tokyo Electron）等厂商将对我国****供应半导体设备，特别是光刻机。
可以非常明显地看到，美国为了达成自己的目的，宁可让包括美国、欧洲、日本、韩国等大量公司的利益受损，也在所不惜。或许对于全世界来说，高科技及相关产业太过依赖美国，可能才是最大的风险。事实上，在国内互联网上，网友们对此也是各抒己见，乐观的、悲观的看法都有。在此，不妨随机选取两位网友的看法。
一位网友认为，不必过分悲观，因为将要禁售的是用于生产28nm以下制程工艺的浸润式DUV光刻机，并不会对已购设备的售后服务和技术支持等产生影响。况且，用于先进制程工艺的半导体生产设备已是无法获取，而包括中芯国际、华虹半导体等我国**晶圆制造厂商又都是以成熟制程工艺为主。至于今后我国**公司开发设计的先进制程工艺芯片，还可以找台积电等晶圆厂代工。
另一位网友表示，荷兰和日本都重视我国市场，所以即使跟随美国的步调，但应该会是程度比较有限的出口管制，短期会对国内公司产生影响，但长期发展的趋势不变。目前美国应该是打出了全部底牌，所以最坏的情况差不多也就这样了——如果以逻辑芯片制程工艺为例，那么28nm制程工艺会是红线。
该截图出自2021年发布的研究报告
然而，根据网络上今天流传出来的、来自中泰电子的分析称，荷兰和日本在1月27日同意对我国******部分DUV深紫外光刻机，在最极端的情况下，我国**成熟制程工艺生产可能受牵连。
中泰电子进一步称，以荷兰阿斯麦为例，该公司的光刻机可以分为四个等级：第一等级——用于7nm以下工艺的EUV极紫外光刻机、第二等级——用于16~7nm工艺的DUV湿法光刻机、第三等级——用于45~28nm工艺的DUV湿法光刻机、第四等级——用于110~65nm工艺的DUV干法光刻机。其中，第一等级的光刻机将继续禁售，第二等级的光刻机大概率将会禁售。同时仍然不确定的是，第三等级的光刻机会不会也被纳入**出口的范围。假如第三等级的DUV光刻机也禁售，那么我国**厂商扩产45~28nm成熟制程工艺产能势必受阻。
如果只是禁售第一、二等级的光刻机，那将意味着我国**厂商扩产先进制程工艺产能受阻，成熟制程工艺的扩张基本上不会受影响；如果同时将第一、二、三等级的光刻机全部禁售，那么除了先进制程工艺外，落在45~28nm工艺区间的芯片，即包括数字芯片、显示驱动芯片、车规级微控制/图像传感器、小容量存储芯片等在短期将无法扩产，中长期不得不转用第四等级的光刻机——DUV干法光刻机，但这样做会带来芯片的制造成本上升，市场竞争力下降。如果是第一、二、三、四等级的光刻机全部禁售，则属于非常非常极端的情形，可能性其实相当小。
阿斯麦是全球唯一的EUV光刻机供应商，并且在DUV光刻机市场占据相当大的份额。日本尼康虽然在相当程度上丧失了与阿斯麦正面竞争的实力，但在DUV光刻机市场依然还占据一席之地。而网络上流传的消息是，尼康也被卷入其中，所以由此推断，一部分DUV光刻机将对我国**厂商断供，存在相当高的可能性；至于28nm以上成熟制程工艺扩产会不会受牵连，暂时不好断言。
从全球视角来看，成熟制程工艺仍是目前产能扩张的主力。TrendForce集邦咨询显示，2021年晶圆代工厂中，成熟制程工艺产能仍占据76%的市场份额。2022年全球晶圆代工厂年增产能约14%，其中12英寸新增产能当中大约有65%为成熟制程工艺产能（指的是28nm工艺以上产能）。
台积电作为全球第一大晶圆代工厂，占据全球绝大部分先进制程工艺芯片产能，是最具代表性的厂商。然而，成熟工艺仍然约占台积电总产能的64%，占总销售额的34%。从现有产能分布来看，预计目前台积电产能约为120 万片/月（12英寸约当），16nm、7nm、5nm制程工艺每月产能约为13.7万片、17.8万片、12.0万片——即先进制程工艺产能约为43.5万片/月，占比36%。从未来产能扩张来看，到2025年，台积电计划将成熟工艺和特色工艺节点的产能将扩大50%。
其他包括联电、格罗方德、中芯国际等晶圆代工厂，都是以成熟制程工艺产能为主，甚至今后只专注于成熟制程工艺。其中就比如，联电和格罗方德实则早已退出了先进制程工艺竞争，而是专注于成熟制程工艺的扩张。
从市场需求角度来看，成熟制程工艺是全球需求最大的芯片，更是包括电动汽车、智能家电等产品的芯片主力军。言下之意，除了智能手机、高性能运算等以外，用成熟制程工艺生产的半导体足以覆盖绝大多数应用场景。
可以换个角度来想，对大部分消费者来说，如今市面上售价两三千元的智能手机、平板电脑，以及售价六七千元的笔记本电脑，不仅外观设计足够漂亮、产品质量足够过硬，而且能够非常好地满足应用需求，并给以消费者相当不错的体验。像手机、平板等移动终端设备，是否还有必要搭载采用3nm、2nm甚至1.4nm工艺制造的芯片，值得商榷。
有人就以苹果公司的产品为例给出了较为合理的推测，即便苹果从2023年开始采用3nm工艺制造的芯片，恐怕也要使用4年；一直用到2026年前后，如果再采用2nm工艺打造的芯片，使用时间可能会更长。摩尔定律已接近物理极限，预计仍能够持续到2030年前后。但受智能手机、平板电脑等移动设备拉动的先进工艺芯片制造将大概止步于2nm节点。可以这么认为，今后包括2nm、1.4nm等更先进的芯片，主要该是用于数据中心、人工智能、量子计算机等高性能计算领域。
再说回先进制程工艺，显然还该是台积电。2022年，台积电进入3nm工艺量产。按照台积电先前公布的技术路线图，3nm工艺家族具体分为多个版本，包括了N3B、N3E、N**、N3X和N3S。N3B其实就是第一代N3，但只有苹果这一家客户采用。第一代N3的产能与出货很低。台积电3nm工艺真正放量将在2023年下半年，届时第一代N3算是完成阶段性任务，不会再扩充产能，将转由N3E担当量产主力。N3E作为3nm工艺家族的延伸，因为拥有更好的效能、功耗和良率，使得客户对N3E的接受度更高，N3E第一个客户仍是苹果公司。至于N**、N3X、N3S节点，则需等待台积电公布更为详细的信息。其中，有预计称，台积电会在 2024 年转向 N**。
台积电3nm工艺良率已达相当不错的水平下，基本上就只有苹果最有实力尝鲜。由此可见，如果连苹果都不愿意做第一个尝鲜的客户，那么台积电3nm工艺量产的时间很可能不得不继续延后。随着台积电不断挑战更加先进的工艺，像苹果这样财大气粗的客户，台积电也是越来越不能失去。毕竟，与三星电子、英特尔等垂直整合制造商相比，台积电是纯代**业模式。只有包括苹果在内的客户们肯向台积电新一代工艺下足够的订单，才是推动台积电积极开发先进制程工艺和规模量产的最大动力。
尤为值得注意的是，台积电3nm工艺代工报价创出历史新高，每片晶圆报价在两万美元以上。作为对比，7nm工艺报价1万美元，5nm工艺报价1.6万美元。制程工艺越先进复杂，代工报价越高，用得起的客户相对更少。这就很好地解释了为什么台积电3nm工艺目前为止只有苹果公司这一家客户。
就在上个月，网上传出消息称，台积电正考虑降低3nm制程工艺的**，以**更多芯片设计商下订单。根据华兴资本的数据，N3工艺能够使用多达25层极紫外辐射EUV光刻流程，根据配置不同，每台EUV光刻机的成本为1.5亿至2亿美元。为了降低成本，台积电不得不对N3工艺和后续工艺收取更高的生产费用。
即使苹果称得上富可敌国，也会对台积电高昂的代工报价说不。例如，芯片行业人士“手机晶片达人”在2022年12月发微博称，台积电在美国亚利桑那州建厂，彼时总裁魏哲家又一次向苹果提出2023年涨价的要求，仍然遭到苹果CEO库克的拒绝。苹果给出的理由是，在行业景气下滑，手机销量衰退，台积电为了维持自身获利，要苹果牺牲掉一部分利润，苹果无法接受。
台积电预计2nm工艺在2024年底试产，在2025年下半年或年底量产。除了3nm工艺和2nm工艺外，台积电其实也已着手开发1.4nm工艺。有估计称，台积电应该能够在2025年，也就是2nm工艺正式量产时，将1.4nm工艺导入试产；在2026年到2027年，台积电有望向客户推出1.4nm工艺代工服务。当然，台积电也可视英特尔在开发intel 18A工艺顺利与否，适时调整竞争策略，不排除台积电先推出2nm工艺的微缩版——1.8nm工艺。
显而易见的事实是，随着先进制程工艺不断演进，制造工艺的研发和生产成本逐代上涨，高涨的技术难度和成本高筑进入壁垒。根据Semi engingeering统计，28nm工艺节点芯片设计成本约5130万美元，16nm、7nm、5nm工艺节点芯片设计成本分别为1亿美元、2.97亿美元、5.42亿美元，后续的3nm、2nm甚至1.4nm等先进工艺的芯片设计成本只会高得更加离谱。而成熟制程工艺作为芯片需求的主力节点，并且在Chiplet异构集成的大潮下，部分先进工艺芯片可以用成熟工艺+先进封装来实现。
总而言之，国产半导体亟需发奋自强，最起码用于成熟制程工艺的设备和材料应该尽早脱离被美国随意卡脖子的命运。毕竟，在我国**地区以外的芯片制造厂商，同样十分看重成熟制程工艺。暂且不谈先进制程工艺，国内的芯片制造厂商依然面临着在成熟制程工艺赛道上的激烈竞争。正如阿斯麦CEO彼得·温尼克（Peter Wennink）所说的那样，美国在半导体领域对我国**的出口管制已经伤害了芯片产业，如果美国持续不让我国**买到所需的机台设备，我国**最终将会自行开发出所需要的设备，只是时间早晚的问题。虽然他说出这番话，似乎也是在表达自己内心深处的不满和无奈。
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