芯片攻势2023：正在展开的“对华包围网”

最近，美国、日本、荷兰之间搞了一个事情，值得我们警惕。

根据《环球时报》的消息，美国、日本、荷兰三国已经达成了一份限制向中国出口先进芯片制造设备的秘密协定，旨在打击中国的半导体产业。

目前，这份协定还在严格保密之中。但显然，绝对不会是对我们有利的安排。

今天，我们就来谈谈这一轮缓缓展开的“对华包围网”。

美国为什么要联合日本和荷兰

这一次的“攻势”，其实非常好理解——四个字“全面封锁”。

尽管我们都知道半导体产业链背后是整个发达国家集团的科技成果，但在这个网络里，美国、日本、荷兰是最重要的三个节点——美国、日本、荷兰，三个国家加起来，就是整个半导体产业链的上游。

先说美国。

众所周知，一块芯片的诞生需要经过设计、制造、封装、测试四个环节。我们都知道中国大陆的短板在于芯片制造，但其实美国的芯片制造水平也未必多高——区别在于美国能买到我们买不到而已。

在现在这个阶段，美国本土其实也没办法生产5nm/7nm这种先进制程的芯片。特朗普和拜登虽然不对付，但在把芯片工厂转移到美国本土这件事儿上是有共识的——这也侧面说明制造环节的确是美国的短板。

美国在全球半导体产业中的地位不在制造，而在于设计。

现在的芯片上动不动就几十亿个晶体管，靠人工设计肯定是不现实的，因此就必须依赖EDA（电子设计自动化）软件来帮设计师们排布芯片里的各种电路结构和区块。而如果你想开发出足够好用的EDA软件，那么你首先要有丰富的芯片知识——这个恰恰就是美国的强项了，毕竟芯片就是在美国诞生的。

在EDA领域，Synopsys、Cadence、Siemens EDA三家合起来占了全球78%的市场，而这三家全部都是美国企业。

而更要清楚的是，我们说美国的地位主要在设计和知识，不代表美国只会设计和知识——只是这一块太强了，掩盖了其他成就而已——美国的泛林、应用化学、陶氏等企业在半导体材料和设备市场上也是响当当的存在。

然后我们再来说说日本。

日本对全球半导体产业的贡献，主要来自于它提供的半导体材料——芯片制造的每一个环节几乎都需要材料的加持：硅片（基底材料）、掩膜版（光刻机的“底片”）、特种气体（去除杂质、实现化学反应）、光刻胶（“底片”伴侣）、湿法电子化学品（清洗剂和刻蚀剂）、靶材（给芯片提供微量元素）、抛光液……

显然，这些东西的背后是一个国家的化工实力。

很不巧，日本就是一个化工强国。

日本的化工实力有多强呢？科研上，从2000年到2019年，一共有7个日本人获得了诺贝尔化学奖。产业上，前两年日韩因为领土问题闹纠纷，日本反手断了给三星的半导体材料，让韩国人狠狠地摔了一跟头。

在半导体材料市场上，日本企业主要活跃在硅片、光刻胶领域。

硅片市场上，信越化学和SUMCO两家企业占了近50%的市场份额，而中国大陆所有相关企业加起来不到5%。

光刻胶市场上，世界前五大光刻胶企业总共拿下了87%的市场，其中有四家都是日本企业——JSR、信越化学、东京应化、住友化学，四家加起来有82%的份额。

说实话，日本的半导体产业真的是可惜惨了，80/90年代的时候，日本芯片产品的地位和美国不相上下，结果在美国的操作之下，现在日本只能在半导体领域安安分分地做一个材料供应商，再也别想做“整机”了。

至于荷兰，其实没有什么太多要说的——ASML的地位不必多说，懂的都懂。

美国、日本、荷兰联合起来对中国搞禁运，其实就是彻底掐断了我们获得最高端半导体软件、材料、设备的路——三家联合，意味着中国所遭遇的是“产业链”层面的封杀。

中国面临什么样的局面

芯片工厂漫长的生产线上，集中了几十种设备。光刻机虽然重要，但放在几十种设备里也不过是其中的一个环节而已。买不到光刻机虽然说很难受，但也就是难受而已，中国的半导体行业还不至于因为这就有个三长两短。

之前局长写过一篇专门讲中国半导体装备行业的文章，盘点了中国半导体装备行业的国产替代进度——总的来说，中国大陆半导体最大的困难是难以去冲击3nm/5nm/7nm这样的先进制程——属于是“上限不高”的问题。在28nm以上的成熟制程的领域，我们的供应安全还是可以保证的。

既然掌握EDA的美国、掌握材料的日本、掌握设备的荷兰现在联合在即，那么我们也从EDA、材料、设备上来看看中国的状态。

这里先说说EDA代表的软件。

这个行业比的是技术和人才，之前也说了，EDA作为设计芯片的工具，内部其实也根据功能不同有所分类。但不管怎么分类，造EDA的人必须自己也很懂半导体技术的各个环节。

从美国那些EDA大厂的业务上也能看出这种特点：美国EDA大厂们的两大收入来源，一个是收取EDA软件的授权使用费，一个就是卖IP（可以简单理解为是某些成熟的通用模块）。

中国EDA行业最惨烈的是1994年往后的日子——美国1994年取消了对中国的EDA限制，结果国内芯片设计企业果断就用起了成熟先进的进口EDA软件，国内的EDA彻底躺平。反倒是最近几年，随着美国的强力封锁，进口EDA断供，国产EDA反而开始猛轰油门向前冲了——EDA作为一个很依赖人才的行业，最近几年，本土EDA企业的人才数量开始增加，这是个非常好的信号。

从技术上看，国产EDA和国际水平的差距也没有那么吓人——华大九天、概伦电子的产品很多已经被台积电、三星之类的一流厂商所采用了，说明国产EDA还是非常有前途的。

物理学法则在中国在美国都是一样的，美国EDA巨头的成功离不开长期以来从客户生产实践里获得的各种数据和资源。

在美国断供前，国内企业多数都在用进口EDA，国产EDA没有足够参与生产的机会，也就没啥数据积累，改进潜力薄弱。

说白了，中国EDA的问题主要是在市场份额上，问题不是国内有没有，而是有没有人愿意用。

套用网络上的一句俗语，“最高端的技术往往面临着最朴素的问题”。国产EDA的大敌不是美国巨头，而是盗版软件。国内的很多芯片设计企业有一部分甚至还在用“破解版”的进口EDA——看来，“打击盗版、支持正版”这件事，其实不仅仅是游戏行业的痛点，对中国EDA来说也紧要的。

再来说说国产半导体材料的问题。

和EDA类似，国产厂商很多时候面临的问题不是技术问题而是市场问题——有很多东西我们也能造出来，技术上也未必差多少，但因为后发劣势，所以市占率上差很多。

这里我们主要就讲一下国内硅片和光刻胶上面的情况。

硅片方面，品类上可以细分为：抛光片以及在抛光片基础上做出的外延片、扩散片、退火片、SOI硅片等不同的产品线。指标上，越大越好，12寸比8寸好，8寸比6寸好，一张更大的硅片意味着单位芯片的成本降低，客户为了降低成本会更喜欢用大尺寸。

当然，大尺寸也意味加工难度的提高——抛光、去除杂质等工艺的难度和工作量也会越来越大，最终反映到硅片产品的品质和价格上。要知道，做芯片基底的硅片材料要求5亿个硅原子里只能有1个缺陷，表面高低落差和细微颗粒要低于10nm。

全球市场上，日本信越化学是绝对的龙头，基本上所有的产品线都有而且都能做到12英寸的水平。国内的来看，抛光片、外延片已经做到了12英寸，扩散片、退火片基本空白，SOI的水平基本停留在在8英寸级别。

由于不同的硅片类型有不同的电学特性，所以产品越多越能满足客户的要求。国内厂商目前主要还是在做基础的抛光片和外延片，因此市场竞争力上还有一定差距。

光刻胶方面，情况比较不乐观。较为低端的微米级芯片，国产光刻胶的国产化率都只有20%，越往高端走，问题越大——到了7nm以下的先进制程领域，适配13.4nm波长极紫外线的光刻胶，国内目前是一片空白。

问题的关键主要在于原材料和品控设备——造光刻胶需要对不同波长起反应的特殊光引发剂以及把各种成分聚拢在一起的特种树脂，这俩东西国内目前都还不能生产，所以都是要进口的。

至于品控设备，这种精密仪器也是中国的老短板了——我们的确还是需要努力的。

尾声：这轮攻势有何不同

中国半导体产业被美国压制封锁也不是一天两天了，这轮攻势与之前的不同，个人认为主要体现在两个方面：

首先，它是一个产业链级别的攻势。

之前美国搞的“Chip4”芯片联盟，成员是美国、日本、韩国和中国台湾地区——但仔细看，韩国和中国台湾地区的企业都是以制造见长的，没有材料和设备上的实力，而且彼此的龙头企业之间都是有竞争关系且都和大陆市场上有利益相关——这种关系让Chip4看上去就很尴尬。

甚至连《经济学人》这种经常阴阳怪气我们的媒体都觉得它不靠谱。

或许是为了弥补“Chip4”的bug，这一次美国找的是日本和荷兰，一个是生产材料的，一个是生产设备的，都是产业链的重要节点——比Chip4那种从制造末端下手更来得凶险。

第二，这一次的打击范围更大。

拉上荷兰，就意味着拉上了ASML——和以往不同，这一次连生产成熟制程的DUV光刻机都可能被禁运。也就是说，现在美国对我们半导体的攻势已经不仅仅是之前的“斩断高端”，现在连“成熟市场”都要被盯上了。

总体来看，情况的确还是比较危险的。但另一方面，老话说得好，虱子多了不嫌咬——四五年过去了，大家电脑照样用，手机照样换，汽车照样跑，也并没有遇到什么变化。

对我们来说，安全始终是第一位的，所以成熟制程的市场上我们下了很大的功夫，目前基本上能够做到自给自足。和之前一样，问题主要还是在先进制程上。在我看来，这一轮攻势可能是想把我们在成熟制程上的防线也给破坏掉，可以说是非常狠毒了。

某种意义上来说，我们现在遇到的问题比当年苏联严酷得多——苏联民用工业非常薄弱，重心都在军工和重工业上，一门心思准备打世界大战，而且苏联关起门来过日子，自己成一套体系，禁运不禁运，他都不会和外面有太多的商业交流。

但我们不同，我们早已把自己深深嵌入了全球价值链，成为了全球工厂且和绝大多数国家都有极其深厚的贸易关系。中国作为全球化进程最大受益者，也背上了一些“debuff”——受益于全球化的我们，在那些需要全球分工合作、产业链较长的领域发挥不佳——典型的就是芯片、大飞机这样的复杂行业。

我想，对手也一定是看到了这样的事实，所以才极力希望把我们从全球科技产业链中排挤出去。

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