7 纳米这个制程节点,我国又恐被拉远距离
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随着三星 10 纳米制程借高通骁龙 835 处理器的亮相,以及由台积电 10 纳米制程所生产的联发科 Helio X30 处理器,在魅族 Pro 7 系列手机首发,之后还有海思的麒麟 970 及苹果 A11 处理器的加持下,手机处理器的 10 纳米制程时代可说是正式展开。而对于下一代的 7 纳米制程,当前来看,应该仍是三星与台积电两大龙头的天下。由于在 7 纳米制程中,极其依赖的极紫外光( EUV) 设备,中国厂商在短期间内仍无法购买到。
这对于正积极建构自身半导体生产能量的中国来说,将可能在 7 纳米这个制程节点上被拉远距离。
事实上,对于 7 纳米制程,三星和台积电两大晶圆代工龙头都早已入手布局,以便争夺 IC 设计业者们的订单。其中,日前传出三星原定在 2018 年破土动工的韩国华城 18 号生产线,动工时间已经被提前到了 2017 年的 11 月,以便在 2019 年能够进入 7 纳米制程的量产阶段。其中,18 号生产线将会架设 10 多台极紫外光(EUV)设备,以强化生产效能。
至于,台积电在 7 纳米制程的布局,根据台积电高层之前在法说会上的说法,表示目前已经有 12 个产品设计定案,这使得第一代 7 纳米制程将会在 2017 年底或 2018 年达成量产。至于,第二代的 7 纳米制程则会在 2019 年达成量产的目标,制程中也将导入EUV的技术。因此,在不论是三星,或者台积电都将在 7 纳米制程上都将引入 EUV 技术的情况下,而这种被视为延续摩尔定律的设备,正是被寄望能推动未来制程进步的重要关键。
因此,就 7 纳米制程这个节点的状况来看,在一定程度上也是被 EUV 设备所控制,而 EUV设备却是被荷兰半导体设备厂商艾司摩尔 (ASML) 所控制的。ASML 是一家从事半导体设备设计、制造及销售的企业,自 1984 年从飞利浦独立出来之后,在 2016 年先后宣布收购汉微科及蔡司半导体 24.9% 股份。而这家垄断了高端光刻机市场的厂商,其股东中就包含英特尔 (intel)、台积电和三星。根据 ASML 公布的 2017 第 2 季财报,公司单季的营收净额为 21 亿欧元,毛利率为 45%。
由于,EUV 的研发难度非常大。因此,也造成单价的居高不下,每一台的价格约在高昂 1 亿欧元上下。而且,这种价值连城的设备还不是有钱就能买到的。例如受限于 《瓦圣纳协定 (The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies)》,中国的厂商就买不到这种最高阶的光刻机设备。此外,由于 ASML 的 EUV 年产量也只有 12 台,包括三星及台积电几乎已经抢光了 2017 到 2018 年所有产能的情况下,即便有报导称 ASML 正在提升生产效率,希望在 2018 年将产能增加到 24 台, 2019 年达到 40 台,但仍不足以应付市场的需求。使得中国厂商即使有机会购买 EUV 设备,短期恐怕也都要落空。
当前,对于大力投入集成电路发展的中国来说,虽然买不到 ASML 的 EUV 设备,但是也寻找其他方式希望能有所突破。例如 2017 年 3 月,上海微电子装备(集团)就与 ASML 签署了合作备忘录。6 月时,上海集成电路研究开发中心又宣布与 ASML 合作,将共同建立一个培训中心。另外,由中国本地的长春光机所带领的极紫外光刻关键技术研究专案,也在 2017 年 6 月启动。而这些计划,都是中国希望能在 EUV 设备销售限制上能有所突破准备。但是,实际上在未来是不是真的能有所进展,达成最后的目标,就还有待日后的持续观察。