貿易戰衝擊,中國半導體達成自給自足仍有許多困難要克服

作者 | 發布日期 2019 年 05 月 20 日 12:00 | 分類 國際貿易 , 晶圓 , 晶片 follow us in feedly


美中貿易戰升溫以來,中國政府就意識到,美國最終會以「禁售令」殺手鐧來對付中國企業。果不其然,美國商務部確認將中國華為及旗下 70 家子公司一同列入「實體管制名單」。像之前美國禁售中興通訊與福建晉華,美國企業未經許可下,不能與名單企業進行生意往來與服務。就中興通訊與福建晉華的結果來看,中興通訊同意了美方條件,並繳清罰金後才避免倒閉的命運,而福建晉華至今禁售令持續,公司處於停擺狀態,可見禁售令的殺傷力之大。

因美國禁售令的殺傷威力,使美中貿易爭端開始之際,中國就有人開始檢討,一旦美國禁售令實施,中方是否有自給自足的供應鏈可提供完整配套措施,以彌補美方禁售令的制裁。尤其,目前面臨美方禁售令的華為,是中國政府極力扶持,並且能在全球市場與其他國際性科技企業一搏的公司。針對這次美國對華為禁售令磨刀霍霍,中國也開始自給自足供應鏈計畫,尤其半導體產業更是關鍵。

根據外媒報導,在中國發展半導體產業自給自足供應鏈的方面,首先在 x86 架構,應用在 PC、伺服器等產品的處理器發展上,這部分至今為止依舊是英特爾(Intel)及 AMD 的天下,中國方面要想有取代的機會至今仍很困難。雖然,日前中國上海的兆芯積體電路發表了最新的 x86 架構處理器。

而這款處理器採用 16 奈米製程所打造,支援 SSE4.2 / AVX 擴展指令集,擁有最多 8 個 CPU核心,主頻最高3.0GHz,支持雙通道 DDR4 記憶體,最大容量可達 64GB。但處理器與英特爾及 AMD 主流以 10 奈米或 7 奈米製程打造,主頻能達 5.0GHz 以上仍相差甚遠。更何況 x86 的矽智財權授權也來自國外廠商。因此,要真正取代還有一段時間。

智慧手機關鍵的行動處理器,華為藉由台積電先進製程打造的麒麟(Kirin)處理器,目前已安裝於大多數華為智慧手機,效能也能與目前高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、聯發科(Mediatek)等全球性處理器大廠一搏,性能就不在此多加敘述。

但是,打造行動處理器關鍵的晶圓代工先進製程,則決定著是否能到造出先進行動處理器的關鍵。目前,中國最大最先進的晶圓代工廠中芯國際,根據其所最新公布的財報顯示,2019 年第 1 季,最先進的製程 28 奈米不過占其總營收到的 3%,其營收來源多半來自 40 奈米到 65 奈米之間的產品貢獻。雖說,目前中芯國際皓程 2019 年將量產 14 奈米,而且號稱 12 奈米製程也進入客戶導入階段。但是相較台積電與三星已經開始量產 7 奈米製程,而且 5 奈米都已經在準備當中的情況,這方面中國要邁入自主階段,短期間並不容易。

提到半導體製程,就不得不提到其中引領先進製程進步的關鍵:光刻設備。在全球光刻設備中,在進入 10 奈米製程之後,荷蘭商 ASML 絕對是其中的霸主。不過,因為瓦森納協議(THE WASSENAAR ARRANGEMENT-DUAL-USE LIST-CATEGORY 3-ELECTRONICS)的關係,以及台積電、三星、英特爾等廠商早就將 ASML 有限的產能一掃而空,中國廠商要拿到先進的光刻機設備,就成為難上加難的狀況。所以,中國扶植自身光刻機廠商的發展,也就成為重點。

目前,中國有兩家光刻機發展廠商被產業投注大量期望。一是中微半導體,另一為北方華創。中微半導體方面,從 28 奈米之際就已經與台積電合作,之後一直延續到 10 奈米及 7 奈米製程。中國媒體曾報導,中微半導體自主研製的 5 奈米等離子體刻蝕機經台積電驗證,有機會導入全球首條 5 奈米產線。北方華創方面,在大基金扶持下,已經 14 奈米節點光刻設備的生產能力。一旦美國對華為禁售令持續,中國藉由扶植這兩家國產半導體設備來打破封鎖將會加速。

至於,在記憶體的方面,中國建有三大濟濟體生產基地,分別是武漢的長江存儲、合肥長鑫、福建晉華,這三大基地總投資規模預計超過 5,000 億人民幣。其中,長江存儲主要生產 3D NAND Flash,合肥長鑫、福建晉華則以生產 DRAM 為主。不過,就在 2018 年 10 月 29 日,美國對福建晉華開出了禁售令,限制美國企業賣產品給福建晉華之後,目前福建晉華幾乎呈現停擺的狀態,甚至有媒體報導,福建晉華甚至希望向美光和解,但遭到福建晉華的否認。

三大記憶體基地去掉福建晉華之後,中國政府將發展記憶體的重任放在長江存儲和合肥長鑫身上。長江存儲方面,雖然已經成功量產 64 層 NAND Flash,與三星的技術差距顯著縮小至 2 年左右。不過,根據消息人士透露,目前量產的數量不多,未來可能對中國國內的中低階產品應用產生影響,對高階市場衝擊不大。至於,長江存儲計劃在閃存技術上採取了跳躍式發展,64 層堆疊是未來兩年生產的主力,再下一代則會直接進入 128 層堆疊的情況。對此,目前市場仍在觀察當中。

合肥長鑫方面,則是專注 DRAM 研發、生產與銷售。根據合肥長鑫董事長兼執行長朱一明在日前表示,合肥長鑫最初技術來源是奇夢達(Qimonda),之後通過與國際大廠合作,持續投入研發超過 25 億美元,並不斷完善自身研發技術,目前已累積有 1 萬 6 千個專利申請,已持續投入晶圓量超過 15,000 片,之前規劃是 2019 年底達成月產能 2 萬片,以加速實現中國記憶體國產化目標。

只是,對於合肥長鑫的樂觀看法,外界則是有不同的意見。主要原因還是在於專利上,因為合肥長鑫是不是真的來自奇夢達,或奇夢達過去的技術能運用在當前的 DRAM 生產上,目前都抱持著懷疑看法。另外良率部分,外傳目前合肥長鑫生產的 DRAM 良率非常低,改善良率就成為關鍵。所以,如何在美國的限制下進一步改善良率,外界也在觀察。

(首圖來源:shutterstock)