日荷加入限制，对中国半导体的影响

1月27日，日本和美国、荷兰三国政府高官在美国华盛顿就加强对华出口限制达成共识。尽管因日本、荷兰两国仍需调整各自国内相关法律法规，当时协议具体内容并未公布，但据日本共同社2月4日报道，日本政府当天已基本决定，为防止尖端芯片技术被转为军用，将对华实施相关出口管制。
据悉，多名日本政府官员对共同社表示，日本政府本次确定对华实施出口管制的方针，正是落实上月日美荷三国达成的相关共识。共同社称，本次出口管制措施并未具体点名中国，以避免招来中方的报复性措施。这似乎也意味着在美日荷三国“会晤”之后，日本正式在半导体设备上率先对中国发起管控动作。
不能忽视日本限制政策
2022年10月，美国从多方面加强对出口到中国的半导体的管制措施。美国商务部产业安全局(BIS)修订了《出口管理条例》(EAR)，将特定高性能计算芯片以及含有该芯片的计算机，以及特定半导体制造设备和相关物项加入“商业管控清单”(CCL);对出口到中国境内的超级计算机以及半导体研发或生产的物项、中国境内制造特定规格的芯片半导体物项的“设备”，以及研发或生产半导体制造“设备”和相关物项出口设立新的许可证要求，并限制美国实体在未经许可的情况下对中国境内的“设备”开展芯片研发或生产的支持行为。
尽管荷兰、日本对美国半导体管控政策也有一些异议，毕竟会对本国企业产生一定的经济损失，同时也会招致中国出台一些反制措施，但在美国的“极力拉拢”之下，也加入了美国对华的“芯片围堵”政策。
据共同社报道，日本政府将修改现行《外汇及外国贸易法》的相关细则，以确保日本具备优势的芯片生产设备不被中方用作开发和生产芯片。该细则规定，出口特定产品和技术时，需日本内阁经济产业大臣批准。细则修正案将于近期公布，并向相关企业公开征求意见。共同社预计，最快今年春季，日本政府将启动对华芯片出口管制措施。
目前，日本尼康、佳能与荷兰ASML一起垄断了全球光刻机市场。尽管相对ASML这个主流的光刻机供应商，日本尼康、佳能位居二线供应商地位，但两者均是老牌光刻机企业，拥有丰富的经验和技术，也是为数不多的光刻机技术替代企业。
同时，在其他半导体设备领域，日本拥有很强的技术控制力。相关资料显示，半导体领域必备的26种设备中，日本企业10种设备所占的市场份额超过50%，在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要前端半导体设备几乎垄断市场，在后端半导体设备，日本的划片机和成型器也是世界第一，此外日本还是三款重要后端检测设备的霸主。
其中，东京电子是日本第一大半导体企业，其产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序。据日本调查公司GlobalNet统计，东京电子在涂布显影设备市场占据近九成全球份额。在面向EUV光刻设备方面，东京电子掌握100%的份额。
2022 Q1 全球上市公司半导体设备业务营收排名Top10
来源：CINNO Research
同时，值得关注的是，在半导体设备领域，全球十大半导体设备企业均为美日荷三国企业。其中，日本企业有5家，占据一半席位，美国企业有3家，另外2家为荷兰企业，其中3家美国企业排名均在前五。
因此，尽管日本在芯片制造环节相对落后，但其绝对实力仍不容小觑，甚至在美国大举封杀中国半导体产业之际，中国仍然从日本市场获取了不少半导体设备。
无法悖逆美国“意愿”
不得不提的是，尽管日本与荷兰在半导体设备领域占据绝对领先地位，但两国仍然无法完全摆脱美国的影响。
众所周知，美国是全球芯片工业的发源地，不仅积累了大量的技术专利，还制定了各种技术标准，使全球芯片全产业链的技术几乎都控制在美国手中。曾经对美国形成巨大威胁的日本半导体产业，也被美国通过广场协议、扶持韩国芯片产业等方式，彻底打压下去。同时，美国还通过军事、行政、金融、专利和开放市场等手段限制了欧洲的芯片产业能力。如今，美国通过一系列行政手段，对潜在竞争对手开展不公平竞争、贸易保护和贸易战，以确保在半导体科技领域绝对领先地位。
不过，尽管美国占据了全球半导体产业最高端，控制了整个芯片行业，但仅凭一己之力仍然无法完全确保其绝对控制力，特别是对中国这一潜在竞争对手的技术封堵。为此，美国目光锁定了“最听话”也最容易控制的日本，其曾在加入美国所谓“芯片联盟”问题上，一直保持谨慎态度，最近也在转变态度。
另一关键“盟友”荷兰也是美国重点锁定的对象，其最大的底牌是ASML的光刻机设备。不过，即使强如ASML这样的顶级半导体设备供应商，其也受到美国“绝对”的控制。
据悉，ASML最先进的EUV光刻机也与美国专利技术紧密相关。EUV理论的研发与应用早在1997年就开始了。当时，在美国政府的支持下，英特尔牵头成立了EUV LLC联盟，汇聚了美国顶尖的研究资源和芯片巨头，包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室、桑迪亚国家实验室三大国家实验室，同时联合了IBM、AMD、摩托罗拉等科技巨头，集中数百位顶尖科学家，共同研究EUV光刻技术。
但美国不允许外国公司使用美国最前沿的技术，日本尼康就被排除在外。最终，ASML这个家荷兰公司在对美国做出了一系列的承诺，如定期接受审查、在美国建厂、承诺美国零部件占比55%以上......才被允许加入联盟，获得了相关核心技术。
同时，在股权控制上，美国企业或机构也很大的影响力。资料显示，ASML第一大股东是美国资本国际集团(Capital Research andManagement Company)，拥有15.81%股权。第二大股东是美国贝莱德集团(BlackRock Inc.)，拥有7.95%持股。因此，协议约束+股权控制，决定了ASML虽然身在荷兰，但其“主人”仍是美国。
而日本更是在政治、经济上受到美国的“挟制”，在美国制定的战略决策上，始终扮演了“仆从”的角色。当然，此次日本追随美国的技术封堵政策也有自身的考量，即重启半导体复兴之路。比如，日本汇聚丰田、索尼、NTT、软银、NEC等日本8家企业共同组建半导体企业——Rapidus，就是希望获得更大技术自主权，特别是在半导体制造环节上。
对中国半导体的影响
此前，美国商务部产业和安全局(BIS)就发布公告将限制向中国大陆的半导体厂商，提供用于制造16纳米或14纳米及以下逻辑芯片，18纳米及以下的DRAM存储器和128层及以上的NANDs的工具。随着美日荷三国对华收紧半导体设备管控，中国国产替代紧迫性进一步提高。
从光刻机这一核心半导体设备来看，目前三国协调的具体的禁售措施还未公开，但考虑到EUV早已禁止向中国出口，因而此次禁售范围很有可能扩大至DUV光刻机。如果全系列的光刻机产品都上了“禁售目录”，则对中国半导体产业发展产生更大的影响。
根据专业人士分析，以ASML光刻机为例，该供应商主要有四个层次产品：

• 第一层次——EUV 7nm及以下(已经禁售);
• 第二层次——DUV湿法先进制程 16-7nm;
• 第三层次——DUV湿法成熟制程 45-28nm;
• 第四层次——DUV干法 110-65nm。

1月27日，荷兰、日本在与美国谈判之后，最大的变化是对华出口管制已经从原来的EUV光刻机扩展到浸润式光刻机(DUV),可能将DUV这种技术含量相对较低的光刻机也加入到禁售目录，且不再提供技术及配件支持。因此，这也代表第2个层次的设备基本是要禁售了。
来源：Tech Insights
目前，上海微电子是国内最领先光刻机的厂商之一，且比较快迈入twin scan的构架，其28nm光刻机仍然在研制中。过去的一年曾多次有消息传出该芯片制程光刻机即将量产的信息，但实际上镜头问题还需要解决。
据悉，镜头难点在于：一是镜头由很多光学镜片结合在一起，每一片的设计都很难，镜头组选型也很难;二是镜片表面的镀膜非常重要，镀膜的质量决定了寿命和图像失真情况;三是控制镜头运动来对焦取准很难，导致图像失真，因此要在镜头里添加运动机械来来补偿失真。
2022年12月，美国商务部决定将长江存储、上海微电子、深圳鹏芯微和其他36家中国科技公司列入黑名单，使上海微电子无法从日本进口193nm激光源，导致原本2022年交付的28nm光刻机延迟。近期，有投资者向上海微电子提及与英诺激光合作研发光刻机激光源项目，也并未得到其正面回应。那么，中国完全非美工艺的光刻机仅仅达到45纳米。
也就是说，如果ASML此次管控范围扩大至第二层次，中国大陆短期内扩产先进制程已经完全不可能，但对成熟制程影响较小。这应该是大概率的事情。
然而，如果扩展至第三层次产品，特别是日本也将禁售佳能、尼康的光刻机，那么将对中国半导体产业产生巨大影响!
在此情况下，大多数数字芯片、显示驱动芯片、车规MCU/CIS、小容量存储芯片，短期无法扩产，中长期被迫用DUV干法设备生产，成本更高且要重新学习工艺。
实际上，光刻机不仅是半导体制造的关键环节，而且也考量着一个国家的半导体工业体系。尖端光刻机产业，不同于其它绝大多数制造业，集中了全球各类最顶尖制造业的产业链，包括但不限于镜头相关技术、光谱技术、光刻胶和其它基础材料科技、超稳定电力系统、研磨技术、控制算法、高精度光学平台等。可以说，“木桶效应”非常明显，每一个环节的质量就极其关键。
另外，值得关注的是，日本在半导体材料领域也处于垄断地位，可参考2019年日韩半导体之争，而加上美国在这一领域的重要影响力，无疑中国半导体产业崛起之路困难重重。
作者：张河勋 产业分析师EET电子工程专辑END

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