中国尚无国产机器能够对28nm CMOS进行光刻?

2020年9月，中国的国家集成电路基金二期浮出水面，据相关报道，该基金会投入289亿美元到集成电路产业，这个数字将近是一期基金的两倍。从相关人士的透露我们可以看到，这个基金的规模有望达到 470亿美元 ，而专注的具体领域包括蚀刻机，薄膜沉积，测试和晶圆清洁设备。

据Strategyanalytics报道，中国的目标是目标是从28 nm CMOS节点开始，实现半导体生产的自给自足，CMOS节点是集成电路（IC）使用最广泛的制造节点或特征尺寸。中国可以通过在此节点制造IC来满足其大部分半导体需求，而且该计划似乎可以成功。

Strategyanalytics进一步指出，中国之所以会有这样的想法，主要在于他们想获得可靠的半导体资源来继续在 中国大陆生产和出口电子产品。因为最近的中美紧张关系让他们对现在和未来获得芯片的能力感到担忧，为了生存，中国已向转向国内寻求半导体资源。最重要的是，中国政府认为半导体的自力更生在战略上具有重要意义。因为这能保护和维持制造业就业的增长。

Strategyanalytics表示，中国每年购买全球4000亿美元以上的半导体中的36％，然后当中有一半的芯片内置于被出口的PC，电视和手机等电子产品中。中国大陆的半导体生产商的全球市场份额约为5％，而根据半导体行业协会（SIA）的统计，美国公司在该市场的份额为47％。

中美之间不断升级的贸易战将世界带入了一个新的现实，技术冷战。美国已将其列入黑名单的公司的“实体清单”从中国军事装备生产商扩展到了大型企业。甚至连SMIC也 都成为了美国的目标。

COVID-19的大流行也 对国际贸易造成了其他破坏，因为这促使他们强调了具有多种供应来源（包括本地来源）的公司的重要性，我们反对技术贸易战，但这已经成为现实。这种争论造成的重要损害。因为电子行业的供应链已经完成，世界必须与之共存。

面对这样的局面，中国会怎么做？能做到怎样的程度？

首先，我们必须要说的是，在半导体投资基金二期之前，中国就宣布了包括下一代人工智能开发（AIDP）在内的多项计划。中美之间的紧张关系也在2020年5月真正升级，因为那时候美国对华为实施了严厉的新制裁，这推动了推动了大基金二期的发展 ，且让中国更专注于尽快实现对28纳米芯片生产的自力更生 。

根据贸易促进组织信息技术和创新基金会的说法，中国可能会花费未来十年将投入巨额资金用于半导体自力更生。

为了实现半导体生产的完全自给自足，中国的半晶圆厂需要半导体设备的国内供应商，国内现场支持以及维修的国内供应商零件和原材料（例如硅基板和气体）。中国拥有比其他任何国家都多的半导体工厂，并且在建或建有约30个新工厂。根据SEMI在去年的预测，中国在2020年将在半导体设备采购上花费140亿美元，这将使中国成为此类设备的最大购买国。但是，美国对面向中国晶圆厂销售美国设计的工具和制造设备实施了出口管制。

按照Strategyanalytics的说法，对中国而言，在这些半导体设备中，尤其以光刻设备是最难生产的。因为中国尚无国产机器能够对28 nm CMOS进行光刻。而光刻机通常每台的成本约5000万美元，并且他们占晶圆厂设备成本的25％到30％。

此外，光刻操作通常约占半导体制造时间的50％，因此这类机器对于确定晶圆厂至关重要 单芯片和每个芯片的生产量和成本至关重要。

光刻使用具有挑战性和昂贵的技术。28 nm光刻需要机器使用强大的氟化氩准分子激光器产生193 nm的深紫外光，再加上浸没式光刻，浸入透明液体中的同时照亮晶圆，以改变折射率并产生细线，这些都是需要解决的重点问题。

中国晶圆厂在生产LED，低功率处理器，传感器，分立半导体以及组装，封装和测试（APT）方面取得了显著成功装置。但是，中国在多核处理器、存储设备、半导体设计工具和设备等多个方面仍然落后，尤其是在实现最高集成度，需要较小工艺节点的手机SoC（片上系统）上。中国也落后。中国在包括功率放大器和射频滤波器在内的手机模拟/混合信号IC和RF（射频）前端组件中也有所欠缺。

所有这些方面的充分自给自足将需要中国生产更多先进的半导体设备，而不是28 nm CMOS节点所需的设备。欧洲和日本的设备供应商是否会效仿美国，还是冒着与美国产生矛盾的风险，继续向中国出售半导体设备，这还有待观察。但可以肯定的是，如果世界各地的设备供应商采取制裁措施，这些公司将损失数十亿美元的销售额。

面对中国的出击，美国又应该如何应对呢？

Strategyanalytics表示，中国在半导体的自主可控追求将激起对美国在中国的不信任。政治家，外交政策和国防分析师认为，中国在5G，人工智能，量子计算和半导体方面的规划是他们野心的一部分，这对美国技术领先者构成威胁。但Strategyanalytics认为 ，这些恐惧是过分夸张，不过这种观点持续存在并且最近加剧了。

在过去的几十年中，美国的半导体供应商已将生产外包，以避免建立新的、最先进的晶圆厂带来的高昂制造成本。如今，只有少数美国供应商仍在内部生产自己的芯片，除生产较旧的芯片设计外，大多数都的美国公司已成为无晶圆厂。

因此，美国已开始策划以先进研究计划局（DARPA）为首，推动半导体自主和复兴。国会也参与制定了《美国CHIPS法案》。这是一项总额超过170亿美元的法案，旨在振兴美国芯片生产，而他们将为相关研发提供资金并确保安全供应链使用投资和慷慨的税收优惠。

在Strategyanalytics看来，中国将在两年左右的时间内实现其在28 nm节点上的独立自主的目标，这应该可以确保中国电子行业的客户。但是，中国要在所有方面实现完全的生产独立性，这就有点难度。

美中两国面临的主要挑战是，半导体产业本质上确实是全球性的。没有单个公司或国家/地区可以在不销售到全球市场的情况下生产效率最高的产品。因为这需要位于其他国家/地区的供应链各个部分的专业公司。

因此，这是一种平衡行为。中国仍然可以从外面的半导体市场和对外销售中受益。而且，美国仍然需要中国市场强大的APT以及电子组装和生产能力。我们希望可以找到一个良好的平衡。
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