英伟达售华产品解禁后,也着急了,目前正在极力游说美国政府放开对中国出口先进光刻设备的限制,对于阿斯麦甚至对于整个西方芯片产业的上游霸权而言,这或许是最后的机会了。因为中国不讲武德,居然开始搞起了邪修。
阿斯麦卖的是光刻机,光刻机好不好卖,取决于生产先进芯片的需求多还是不多,而先进芯片多少的需求,又跟它的下游市场,也就是搭载芯片的机器卖得如何。
以前芯片特别是先进芯片最大的一块下游市场,是消费级电子产品,比如说手机、智能表、平板、电脑、电视。但这两年全球经济普遍低迷,连累消费级电子产品出货量暴跌,去年智能机下降3%,电脑下降13%,电视下降3.5%,显示面板下降8%,均创下近十年来最低纪录。好在这两年新能源汽车和人工智能大爆发,市场对车规级芯片和算力芯片提出的庞大需求刚好弥补了消费级电子产品衰退的份额。
据业内预测,今年AI算力芯片和车规级芯片占先进生产工艺的产能,将分别达到9%和43%,两者加起来的份额高达52%,完全超过了消费级电子产品的需求了。所以说未来会购买先进光刻设备的用户,基本上就是用来生产AI算力芯片和车规级芯片的。而这也就意味着阿斯麦能不能盈利,能不能活下去,就看能不能吃下搞这两大芯片的光刻设备市场了。目前全世界AI算力芯片的工艺制程集中在4nm到8nm的区间,苹果M1到M3芯片用的是5nm工艺,英伟达最畅销的AI芯片H100用的是4nm工艺,微软AM100用的是5nm工艺。
而在车规级芯片这一块,基本集中在5nm到7nm,吉利龙鹰一号用的是7nm工艺,芯驰科技的X10芯片用的是4nm工艺,特斯拉HW4.0采用 5nm工艺,蔚来自研的神玑NX9031也是5nm。以前普遍认为7nm以下的先进制程工艺,只能靠EUV极紫外光刻机生产,而全世界能够量产EUV的公司就只有荷兰的阿斯麦。因此阿斯麦磨刀霍霍,准备趁着车规级芯片和AI算力芯片的崛起,狠狠地赚他一笔大钱,从而挺过因为美国对华管制所导致的经营困难期。但谁都没想到,上个月中科院传来一条几乎离谱到家的消息,把整个阿斯麦领导层都给打懵了。
六月上旬,阿斯麦CEO在接受媒体采访时表示,中国早已研发出国产光刻设备,并且中科院魔改的DUV光源技术,已经能生产3nm芯片了。用DUV深紫外光刻工艺,搞出3nm芯片,每个字都认识吧,但放在芯片界纯粹就是逆天的存在了。
芯片制程越小,铺进去的晶体管越多,性能自然就越好,而光刻机的作用就是用它的光源在硅片上雕刻出相应制程的电路图。EUV光刻机使用的极紫外光,波长只有13.5nm,它的光源足够细,理论上能从7nm一路刻到2nm甚至是1nm。而业界普遍使用的DUV深紫外光刻机,用的是193nm波长的光,它的光源太粗了,比EUV大十几倍,按照传统光学原理,它理论上很难胜任7纳米以下精细结构的刻画。也是这个原因,能生产EUV光刻机的荷兰阿斯麦公司,成了全球顶尖芯片制造的唯一守门人。
但中国人往往就很逆天,先有中芯国际研发出堆叠技术,用DUV光源量产出良率完全符合商业化的7nm芯片,两年前华为赶在美国商务部长访华时发布的新机,用的正是这项技术。当时美国、台积电、阿斯麦三方都被搞麻了,尤其是阿斯麦,连夜站出来发声说,DUV光源再怎么魔改也就只能做到7nm这一块了,再向下是违背物理极限的,是不符合光学原理的,不用担心中国突破,大家该买EUV还是照样买。
好嘛,当初你们说中国造不出原子弹,然后我们造出来了;你们又说中国造不出空间站,结果我们也造出来;现在你们拍着胸脯,赌咒发誓向全世界保证中国造不出3nm芯片,那我们别的不会,就会用最擅长的打脸告诉在座各位:我命由我不由天。
3nm光源太长,既然我一次刻不出那么细的线,那我就用最老最笨的办法多刻那么几次。简单理解就是把原来需要一次曝光完成的超精细图案拆解成两套甚至三套相对简单些的图案。然后科研人员像进行一场超高精度的套印,在硅片上用DUV光刻机进行两次或三次精密的曝光和刻蚀,让这几层图案严丝合缝地叠加在一起,最终拼出3纳米级别的超精细结构。这方法听起来似乎可行,但实际操作起来难度登天。
因为光源的每一次曝光都会带来微小误差,两次三次误差叠加起来,很容易会让最终图案变得面目全非。这要求我们的科学家在光刻胶材料上取得重大突破,研发出性能更稳定对多次曝光更宽容的新材料。同时,他们必须开发出极其强大的计算光刻软件,精确预测并补偿每一次曝光可能产生的偏差,确保最终叠加的图案完美无缺。此外,整个生产过程中对设备稳定性、环境洁净度的要求也达到了变态级别。正是这些材料、软件和工艺控制上的全面创新,才支撑起了这个看似不可能的任务。
据说中科院用这种魔改堆叠技术,最终获得的激光功率跟EUV持平,线宽低于880MHz,半峰全宽小于0.11皮米,也就是千分之一纳米,光谱纯度跟现有商用准分子激光系统相当。这种生产工艺能够大幅度降低DUV光源系统在雕刻中的复杂度、体积,并减少对稀有气体的依赖,目前相关技术的原理论证,已经在国际光电工程学会公布了。
你们知道这个操作有多离谱,多逆天吗?就好比整个芯片行业都在嘲讽咱们没有顶级跑车,你丫就别想上F1赛道,但咱们愣是把一辆老卡车魔改加装精心调校,然后真把它开上了F1赛道,还跑出了顶级圈速。
阿斯麦现在真的有点欲哭无泪,这几年因为美国对华封锁,生意本来就很难做,好不容易等到AI和电车市场大爆发,想着终于能好好回一波血,结果美国堵上面,中国就来堵下面了,DUV光源搞出的3nm芯片刚好车规级芯片和AI算力芯片的制程区间给包圆了,你这还怎么让阿斯麦做生意?怎么赚钱?而且我们搞的这出邪修,不止说让阿斯麦没法做生意了,甚至连他们的基本盘都动摇了。
因为它大幅降低了先进芯片的制造门槛,EUV光刻机价格极其昂贵,单台成本动辄数亿美元,而且产能有限,购买和使用都受到诸多限制。成熟的DUV光刻机则相对容易获得和维护得多。
中国的邪修突破,让更多国家和地区能有机会利用现有的设备基础,参与到先进芯片制造的竞赛中,这个就叫人民战争的汪洋大海。因此摆在阿斯麦的面前的路就只有一条:尽快让美国解封,把设备早点卖给中国,它抢的是一个时间差。
一项技术从验证成功到产业化落地,再到量产和大规模量产,往往需要很长的时间,也许是一两年,也许是好几年。中国现在是有能力生产3nm的芯片了,但产能还处于爬坡的阶段,而市场对AI算力芯片和车规级芯片的需求,每年都在爆炸式增长,我们未来几年的先进芯片产能,肯定是跟不上这么大需求的。所以阿斯麦它还有时间,只要美国愿意解禁,那么肯定会有很多企业来买他们光刻机,毕竟市场需求你总得解决吧。
如果能把设备卖出去,剩下的就好解决了,光刻机是极精密的仪器,一台就要十几亿人民币,而一条月产1万片12寸晶圆的生产线,至少需要8台光刻机,月产9万片8英寸晶圆的生产线更是要39台,这一下就是几百亿人民币花出去了。你把光刻机买回去了,总要给他做设备调试和流片吧,还要专门围绕他摸索出一套先进的生产工艺,这又是几百亿出去了。因此阿斯麦的用户粘性很强,基本上只要买了他家的设备,未来二三十年都要跟他绑在一起,不愁做不成生意。
反之,阿斯麦若不能恢复对华供货,那么中国市场必然会在经过一段缺芯痛的挣扎后,以最快速度打通芯片全产业链的任督二脉。
眼下全世界都在等着特朗普的回应,不管是从维护西方芯片霸权的地位还是围堵中国的角度来说,解禁当然是最好的选择。但问题是,你又如何保证拿到EUV的中国,会不会更快的垄断全球芯片产能呢?所以说这就是一道送命题,不论怎么选,中国都立于不败之地。
因为它无法解决一个最基本也是最核心的问题:中国的复兴,势不可挡。
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