中國半導體自主化,其實正沿住兩條速度懸殊嘅路推進:一條係極紫外光刻(EUV),追趕期仍然要以十年計;另一條係供AI加速器使用嘅高頻寬記憶體(HBM),短期內已見到較具體嘅本土供應進展。
蔡司半導體製造技術部門主管Frank Rohmund認為,中國要自行開發出具競爭力嘅EUV光刻機,約15年係合理估算;UBS分析亦認為,中國距離具商業競爭力嘅整套EUV工具鏈,至少仍有十年差距。呢啲都係估計,唔係倒數日期;重點在於,做到一部可運作嘅機,同交付一套可長期支援晶圓廠量產、媲美ASML嘅平台,係兩回事。
EUV難處,唔止係造到一部光刻機
EUV係一套完整工業系統,並非一件獨立設備。要真正投產,必須同時掌握穩定光源、超高精度光學元件、光罩及薄膜、污染控制、量測技術、軟件、維修服務,以至能支援大規模晶圓廠運作嘅供應鏈。
市場對設備嘅要求亦非常苛刻:唔單止要喺實驗室成功曝光晶圓,而係要喺客戶產線維持吞吐量、套刻精度、開機率,同埋可重複嘅製程結果。因此,即使中國日後展示國產EUV原型機,亦唔代表即時補得上ASML喺量產平台方面累積多年嘅差距。
DUV有進展,但唔等於已追上EUV
中國喺浸沒式氬氟(ArF)深紫外光刻,即DUV,據報已有實質進展;上海微電子裝備(SMEE)相關設備目標約為28納米級。浸沒式DUV並非微不足道,因為它可以配合多重曝光(multi-patterning)製程,支援較先進嘅晶片生產。
不過,多重曝光意味要增加曝光次數、光罩及製程步驟,實際上會令流程更複雜、成本更高,良率風險亦較大;對於相關層數,EUV可減少呢類負擔。即使有DUV設備里程碑,亦唔應直接視為已證明可按ASML現有系統所要求嘅生產力及可靠性,穩定大規模量產。
換句話講,中國可藉DUV逐步擴大國產設備覆蓋、減低受海外設備限制嘅程度,但呢同掌握最先進邏輯晶片製程所用嘅EUV技術,仍有清晰分野。
出口管制拖慢前沿技術,亦可能加強本土替代誘因
美國主導嘅限制措施,令ASML嘅EUV設備無法出口到中國,最先進浸沒式DUV設備嘅取得亦收緊。這會限制中國短期取得生產尖端晶片所需嘅設備。
不過,Rohmund反對把管制延伸至較舊、被視為「成熟製程」用途嘅DUV設備,理由既有經濟亦有策略考量。成熟製程設備廣泛用於民用晶片生產;若再收緊,設備供應商會流失銷售,同時反而會提高中國以國產替代海外工具嘅誘因。
按呢個觀點,出口管制可以延緩中國接觸技術前沿,卻未必會削弱其研發替代方案嘅動機。真正要觀察嘅,始終係本土供應商能否把投資同原型,轉化成可靠、可高產量交付嘅設備。
CXMT的HBM3E:另一條時間線上嘅突破
記憶體方面,進度就屬另一回事。中國長鑫存儲(CXMT)據報已開始小批量生產HBM3E,並向包括阿里巴巴旗下T-Head及寒武紀在內嘅本土AI晶片開發商提供零件測試。現時產量仍有限,大規模生產能力亦尚未獲驗證。
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呢一步具有策略意義,但未足以與市場領先者並列。三星、SK hynix及Micron在先進HBM仍有既定優勢;報道指出,CXMT完成初期小批量階段後,正朝提升產量方向推進。
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對中國AI加速器開發商而言,即使早期國產選項未成熟,已可減少供應鏈單一依賴,並提供客戶驗證及導入嘅路徑。對三星同SK hynix嚟講,短期競爭壓力較可能集中喺中國市場,而唔係即時改寫整個高端全球HBM市場格局。
真正要睇嘅,係量產證據
評估中國半導體能力,唔應用一個數字概括。光刻方面,距離具競爭力嘅EUV生態系統仍然非常遠,按Rohmund與UBS嘅估算,大約是十年或更長;AI記憶體方面,CXMT嘅HBM3E工作則反映,中國可在供應鏈某些環節走得更快。
下一個值得關注嘅訊號,唔係單一原型機或試產公告,而係持續嘅良率、可靠度、客戶認證及產能表現——無論係SMEE嘅DUV設備、未來國產EUV平台,抑或CXMT嘅HBM產出。