中國打造自有晶片製造設備的長期努力,如今終於有了統籌者——答案就是華為。然而,這台被寄予厚望的主力機台,核心光學元件仍依賴德國蔡司(Zeiss)供應的鏡片。
根據《金融時報》記者Eleanor Olcott與Zijing Wu引述多位知情人士的報導,華為正積極投資整個光刻設備供應鏈,同時協助這些供應商將機器導入中國晶圓廠,包括中芯國際(SMIC)。光刻是將電路印製於矽晶圓上的關鍵步驟,也是中國至今始終未能自主化的環節。
實際運作模式
伯恩斯坦(Bernstein)半導體分析師林清源(Lin Qingyuan)向《金融時報》提供了最清晰的說明:「華為在中國DUV的推進中扮演專案管理角色。」他進一步指出,單靠原型機毫無意義,整項工程需要數千家供應商與客戶同步行動,並仰賴「一個中央協調力量來整合各方」。
這個角色過去無人能擔當。中國長年懷抱光刻雄心,也擁有零散的供應商,但始終缺乏既有足夠資金、又有足夠影響力,能說服晶圓廠採用尚未驗證的國產設備的關鍵角色。
核心企業與官方說法
上海設備製造商裕亮昇(Yuliangsheng)與其他業者共同開發了中國首款先進深紫外光(DUV)曝光機,目前正由中芯國際測試,華為則在自己的產線上進行驗證。
裕亮昇是從SiCarrier分拆出來的公司。《金融時報》先前報導指出,SiCarrier與華為有密切的技術與業務關聯。然而華為已否認與SiCarrier有任何從屬關係。這項否認與相關報導並陳,兩者都應被如實記錄。
今年七月,本報曾報導上海國有集團「上海艾思納」(Shanghai Aishengna)正在整併中國光刻新創團隊,裕亮昇也在名單之中。如今《金融時報》則將裕亮昇描述為SiCarrier分拆出來、自行開發機器的企業。兩種說法並不一致,且雙方均未有人公開證實。中國光刻產業的公司結構仍是未定事實,任何撰寫相關報導的人都應坦承這點。
蔡司難題
以下是動搖整項計畫的關鍵細節,《金融時報》已直白指出。
據兩位知情人士透露,裕亮昇的曝光機採用蔡司生產的投影鏡片。蔡司則表示,其光刻光學元件僅出售給艾司摩爾(ASML)。業內人士告訴《金融時報》,這些鏡片可能透過中國的次級市場取得。
該段敘述並未指控任何不法行為,本報亦同。但仔細審視其描述:一台為了擺脫出口管制而打造的機台,目前卻依賴一家不直接銷售至該國的供應商所提供的關鍵元件。
華為正積極解決此問題。其創投子公司「Habo」以及另一個華為支持的基金,皆已投資福建智啟光電(Fujian Zhiqi Photonics)。該公司為超精密光學元件製造商,於2022年從深交所上市的福建福晶科技(Castech)分拆出來。該基金於2023年以約1,500萬美元取得37%股權。
福晶科技值得進一步關注。其歷史可追溯至中國科學院旗下機構,主要生產雷射系統用的光學晶體,並曾揭露ASML與華為皆為其客戶。換言之,一家ASML的供應商,分拆出一家如今由華為資助、企圖取代ASML鏡片供應商的企業。
另一個瓶頸:光源
一台DUV曝光機涵蓋數萬個零件,分屬約十餘個主要元件群組。中國在其中兩個領域處於落後地位,第二個便是光源。
該市場由日本的Gigaphoton與ASML旗下的Cymer所主導。「製造光源並不困難,」林清源表示,「但要讓光源在高功率下穩定運作,則極具挑戰。」
中國的本土對應廠商為北京鐳射源光電(Beijing RSLaser Opto-Electronics),Habo亦已對其投資。該公司已為上海微電子裝備(SMEE)的舊款機台供應光源。中國媒體報導指出,該公司目前正與SMEE合作開發28奈米機台的光源。
目前的進展程度
裕亮昇預計在今年年底前生產12台DUV曝光機。《金融時報》先前報導,中芯國際正測試一款裕亮昇生產的28奈米機台,並搭配多重曝光(multi-patterning)技術,透過晶圓反覆通過曝光機,進而生產7奈米晶片。
這聽起來比實際情況更接近終點。瑞銀本月分析指出,中國光刻技術約僅處於ASML 2004年的水準。林清源告訴《金融時報》,這些機台仍需數年時間才能逼近ASML的生產效率。
商業面的證據亦呼應此一觀點。包括中芯國際在內的晶圓廠已採購本土設備並進行測試,但量產仍依賴ASML。這家荷蘭企業今年的中國營收預計約占其總營收的五分之一,而長鑫存儲(CXMT)與長江存儲(YMTC)據報已囤積足以支應三年擴產需求的ASML機台。
目標持續向前移動
被追趕的差距並非靜止不變。
ASML本週正與台積電合作,轉向12吋光罩(photomask)。目的是讓其High NA機台能以單次曝光印製最大型的AI晶片。因此當中國仍在測試28奈米DUV之際,ASML已重新定義市場頂端規格。
這才是真實的現況。本土設備確實存在,也確實正在安裝部署,但它們正在追趕一個持續移動的目標,且仍有兩個關鍵元件群組尚未攻克。
華府應該警覺的論點
林清源提出了與驅動這一切的政策方向相牴觸的觀點。
他指出,美國的管制措施可能加速而非減緩中國的進展,因為這會迫使本土晶圓廠轉向本土供應商。「如果管制措施推動本土晶圓廠與本土DUV供應商合作,中國的技術能力提升速度可能遠超預期。」
這個模式並不陌生。出口管制已促使中國企業走向自製晶片,而非加以遏阻。晶圓廠並非缺乏購買本土設備的意願,欠缺的是在未經驗證設備成熟過程中承受良率損失的容忍度。管制措施只是消除了讓這項損失變得無法忍受的替代選項。
後續觀察重點
裕亮昇是否能如期交付12台機台,以及交付對象為何。
福建智啟光電是否能出貨足以取代蔡司鏡片的產品。這是判斷此計畫能否形成本土供應鏈、抑或仍停留在進口元件組裝階段的最明確單一指標。
此外應關注ASML的中國營收數字。這項業務占其總營收五分之一,也是歐洲科技產業最受關注的指標。一旦該數字開始因非出口政策因素而下滑,即代表此項計畫已見成效。