极客网·极客观察5月12日《日本经济新闻》近日刊文称,中美科技战背景下,中国神秘的芯片制造商长江存储浮出水面。文章援引多位业界分析师及企业家的观点指出,中国芯片产业进步神速,长江存储就是明证。中美关系紧张让产业形成共识,实现生产本地化完全有必要。
以下是文章编译:
每个月,长江存储(Yangtze Memory Technologies Co.)的高管都会飞到北京,与国家机构会谈。长江存储的目标是制造世界上最先进的计算机内存芯片,它努力摆脱美国技术,会谈的重点正在于此。
长江存储的总部在武汉,它是国产半导体先锋企业,现在已经开始量产64层、128层NAND闪存芯片,手机、服务器、联网汽车都需要这样的芯片,美光、三星是长江存储的最大敌人。
要知道长江存储2016年才成立,这样的挑战实在艰难。高端计算机芯片制造设备被美国垄断,一些芯片制造和设计技术也被美国掌控,比如蚀刻、离子注入、电化学沉积、晶片光刻检验、设计软件。
2020年,中国进口约3500亿美元半导体,摆脱依赖成为当务之急。Gartner芯片分析师Roger Sheng说:“时间紧迫,中国深知美国可以给本土产业带来严重打击。所有重要经济体都在芯片领域展开竞争,不只是中国,它们现在已经认识到半导体的重要性。”
到目前为止,美国政府还没有打压长江存储,但长江存储不敢大意。它已经开始评估供应链,看看能否找到本土供应商,或者说至少要避开美国,摆脱对美国的依赖。两年来,已经有800多名全职员工加入此计划,当中一些来自中国供应商。
长江存储的目标很明确,以尽可能快的速度全面学习,从生产设备到化学,从芯片制造机械设备的微透镜、螺丝、螺母、轴承到生产线,全部都要学习。评估工作不仅包括长江存储自己的生产线,还包括供应商、供应商的供应商,等等。
一位知情者称:“审查很细致,似乎想知道螺丝和螺母是从哪里来的,它们有没有替代品。”
每家供应商都会拿到评分,它代表企业的风险。长江存储会派工程师前往本地供应商生产点,确认组件源地是否属实。
知情者称,美国组件的风险评分最高,然后是日本、欧洲及本地组件。供应商还要给出报告,解释如何实现集体多元化采购,如何寻找替代品。
一位芯片产业的高管接受《日本经济新闻》采访时表示:“之前中国倡导自给自足,目标是培育一些自己的芯片开发商,与外国芯片制造商竞争。但是当时中国并不认为全部都要自己做,不认为要从基础做起。”
“打个比方,你想喝牛奶,你不只要自己建一座农场,还要学着如何建造牛棚、篱笆,自己种干草,全部自己做。”
即使去年武汉封城时,长江存储也没有停下前进的步伐。长江存储投资240亿美元在武汉建设NAND闪存厂,封城期间,高铁仍为长江存储的员工提供服务,卡车将原材料运到工厂。
武汉解封之后,长江存储动员几百名工程师加速开发,当中有许多来自并不知名的国内半导体设备供应商。知情者称,这些员工驻扎在园区,三班倒,彻底检查所有生产流程,尽可能替代外国工具。
一名知情者称:“为了尽可能多地使用本国机器,高层几乎每月都在提高目标,至少要搞清自己有哪类替代品,为了摆脱美国的控制有没有B计划,这是他们的希望。”
对于长江存储及供应商来说,生产国产化是一个千载难逢的机会。制裁的阴影笼罩在头顶,但自2014年以来,地方政府及私人资本已经投入至少1700亿美元,中国国内芯片制造商和科技巨头(比如小米、Oppo、Vivo、联想)也向它们提供订单。
一位芯片界的高管称:“虽然没有写在公开文件或者官方声明中,但半导体产业的每一个人都有共识,如果谁想建设新的芯片厂或者扩充半导体生产线,至少30%的生产工具必须是国产。”
在计算机芯片各领域,都有中国企业与美国巨头对齐。例如,长江存储类似于博世、美光,北京Naura相当于Applied Materials(制造半导体设备),中微半导体设备公司相当于Lam Research(生产蚀刻机),天津Hwatsing生产化学机械抛光设备,挑战的也是Applied Materials。
彼得·乔治·彼得森国际经济研究所高管Chad Bown说:“中国想打造自己的独立半导体产业,能有多快的速度,如何达成目标?我们不是很清楚,但他们肯定会试一试。”
半导体国有化已经成为国家战略,事关国家安全。以前中国企业喜欢购买外国设备,现在出于安全考虑,态度已经变了。
中国芯片制造商的一位管理者说:“以前中国芯片制造商只使用全球先进设备,和三星、英特尔用的一样。国产设备可能会影响生产质量,没有谁愿意用。”
看到禁令的威胁之后,企业愿意试用国产设备了。这位经理还说:“中国企业终于有了参与的机会,在全国的支持下,它们开始升级产品。”
Gartner分析师Roger Sheng告诉《日本经济新闻》,中美关系紧张让产业形成共识,实现生产本地化完全有必要。Roger Sheng说:“建立可行的半导体产业,实现自主,这已经是整个国家的共识,成了头等大事。最高政策制定者知道,企业高管知道,各地从业者也知道。”
上海凯世通半导体股份有限公司生产离子注入机,公司的一名高管说,中国的芯片工具制造商和材料生产商大多藉藉无名,贸易纠纷给企业带来千载难逢的发展机遇。
Naura是中国最大的芯片设备制造商,2020年它的利润创下新高,同比增长73%。尽管受到美国的打压,蚀刻机制造商AMEC的利润也冲到最高点。
Hwatsing的化学机械抛光设备以前只是中国芯片制造商的“第三选择”,现在被光泛采用。上海微电子设备有限公司成为核心企业,它正在向光刻机巨头ASML、尼康、佳能发起挑战。
到目前为止,中国在全球芯片制造设备市场的份额只有2%,国产率只有10%,比例很低,但Bernstein Research认为该领域增长空间极大。
全球芯片产业现在严重短缺。为了应对可能出现的危机,中芯国际已经开始存储高风险组件。现在虽然芯片短缺,但未来可能会过剩。长江存储计划在2021年下半年之前将每月的存储芯片产量增加一倍,达到10万片晶圆,约占全球总产量的7%。根据Trendforce的预测,2021年长江存储将会拿下全球NAND闪存市场约3.8%的份额,2022年上升到6.7%,这样的进步让人惊叹,因为2年之前它的比重还是零。三星是市场领导者,份额约为34%。
Trendforce分析师Avril Wu说:“我们认为到了明年长江存储就会影响会球NAND闪存市场,到时可能会出现一些过剩。“
2018年长江存储CEO Simon Yang曾表示:“我们想告诉每一个人,我们无意摧毁市场,我们希望行业可以持续发展,保持健康。”当时长江存储刚刚开始生产64层NAND闪存芯片。
英特尔是全球最大微处理器生产商,也是全球第六大NAND闪存制造商,去年它将大连NAND闪存厂卖给SK海力士。
中国芯片产业进步神速,长江存储就是明证。2016年长江存储投入运营,仅仅过了4年就开始量产最先进的3D NAND闪存芯片。2017年西数推出64层芯片,2020年美光推出176层芯片。对比一下就能看到长江存储的实力。长海存储64层芯片已经量产2年,去年开始量产128层NAND闪存芯片,据说它正在开发192层芯片。
尽管如果,要完全摆脱美国仍然不太可能。Bernstein Research分析师Mark Li说:“如果长江存储可以继续购买美国设备,它肯定会继续买。中国想打造自己的产业链,这是趋势。但回到现实,这样的计划需要大量时间,要很强的执行力,在短期内中国不太可能完全摆脱美国芯片制造设备。”
知情者称,长江存储供应链审查发现,一些重要技术仍然需要从国外进口,比如精密轴承、高端真空室、电机、射频组件、可编程芯片,它们来自美国、日本和欧洲。另外,在光刻、离子注入、蚀刻、化学物理汽相淀积、化学机械抛光等领域,设备供应仍然依赖外国,这些都是芯片制造必不可少的。
Applied Materials拥有先进的离子注入、化学物理汽相淀积、化学机械抛光技术,Lam Research制造先进的蚀刻、化学气相沉积和圆晶清洗设备,KLA和Teradyne提供测试和测量设备,它们都是美国企业,供应相关设备。再看材料供应,陶氏、杜邦、3M及其它一些美国企业占据垄断地位。
Bernstein分析师估计,在半导体制造设备及材料等关键领域,美国控制全球约80%的市场。在一些专业领域,美国更是近乎100%垄断,比如电化学沉积和门堆栈工具。
在电路设计软件领域,90%的工具被美国企业控制,比如Synopsys、Cadence Design Systems、Ansys和西门子EDA(之前叫Mentor Graphics,被收购后总部仍在美国)。中国一直在向Synopsys、Cadence招募人才,但差距仍然很大。
Empyrean Technology是中国最大的芯片设计工具开发商,公司的一名经理说:“中国产业去美国化为我们带来一些业务,但是如果想全面取代Synopsys和Cadence很难,如同跑到汽车制造商面前,让他们造火箭。”
在一些关键领域中国仍然是空白,比如现场可编程门阵列,这个领域的领导者是Xilinx、Altera,中国没有类似企业。在CPU市场,英特尔、AMD占据90%以上的市场。
在美国之外的科技企业也要看华盛顿的眼色行事。ASML是荷兰企业,提供EUV光刻机,它在美国建有工厂,设备约五分之一的组件是在美国Connecticut工厂制造的。迫于美国压力,它无法向中国提供先进光刻机。
对于长江存储来说,完全抛弃所有外国设备是不切实际的,它仍然希望与美国、日本、欧洲供应商保持良好关系。中国半导体产业无法摆脱美国,而美国完全将中国半导体产业拉黑也不现实。
根据Brookings Institution的报告,美国芯片企业约有25%的营收来自中国,没有谁愿意放弃。今年1-3月,台积电来自大陆的营收大幅减少,一年前占比22%,现在降到6%;三星也一样。
美国想将中国从供应链上剔除很难,中国仍然是关键原材料、稀土生产地。台湾旺宏电子创始人Miin Wu说:“从短期来看,由于地缘政治不确定,中国的科技发展速度会变慢。但从长远看,中国当然想打造属于自己的、有高度竞争力的产业,这个趋势无法阻挡,义无反顾。”(小刀)