美国或重创日韩半导体？
美国政府签署了关于促进在美国本土生产半导体的法案一一《CHIPS and Science Act（以下简称为“芯片法案”）》，此法案不仅会对美国、对全球各国都会产生很大影响，甚至会产生“恶劣影响”。此外，今年（2022年）下半年以来，美国一直在加强对中国的出口管控。这也将在各个方面产生不良影响。
本文中，笔者将着重论述美国“芯片法案”和美国对华政策产生的影响。美国引起的这波影响也将波及日本的半导体厂家和材料厂家。此外，笔者认为，美国强化对华出口管控的起因在于俄乌冲突。
美国“芯片法案”的成立
2022年8月9日，美国拜登总统签署“芯片法案”，法案中指出美国政府对美国的半导体生产和研究开发给予527亿美元（约人民币3689亿元）的补助。明细如下，对于赴美建厂的半导体工厂给与390亿美元（约人民币2730亿元，其中，20亿美元将用于汽车、安防系统半导体方向）、对研发和人才培养给予132亿美元（约人民币924亿元）、对国际信息通信安全技术和半导体供应链给与5亿美元（约人民币35亿元）。
可享受上述美国“芯片法案”资金补助的半导体工厂如下图1所示。主要为美国本土企业，如英特尔的亚利桑那工厂（投资300亿美元，约人民币2100亿元）和俄亥俄工厂（投资200亿美元，约人民币1400亿元）、Global Foundries（GF）、德州仪器（TI）的工厂、镁光的存储半导体工厂（投资400亿美元，约人民币2800亿元）等。
图1：有望享受美国“芯片法案”资金补助的半导体厂家。
（图片出自：bizjournal）
有望享受美国“芯片法案”补助的海外企业有以下，受美国政府邀请赴美建厂的台湾积体电路制造有限公司（以下简称为：“TSMC”）的亚利桑那工厂（投资120亿美元，约人民币840亿元）、欲与TSMC抗衡的三星电子的德克萨斯工厂（投资170亿美元，约人民币1190亿元），SK集团的半导体研发中心（合计220亿美元，约人民币1540亿元）等。据英特尔等企业表示：“希望得到美国政府30%的补助金”。总而言之，上述企业都希望享受“芯片法案”的恩惠。然而，现实却没有那么容易！
美国提出的“自卫手段”
美国拜登政权在发布“芯片法案”的同时，还指出：“芯片法案的目的在于削减成本、创造就业机会、强化供应链、牵制中国”，这明显是美国的一种自保手段。此外，为了切实保证美国半导体产业的竞争力，美国政府还规定享受美国资金补助的企业在未来十年内，禁止在中国投资、扩大有关尖端半导体（比28纳米更先进的制程，实际为16/14纳米以后的先进制程）的活动。
依照美国的要求，以下企业在未来十年内将无法在中国扩大投资，如TSMC的南京工厂（生产40纳米一一16纳米的逻辑半导体）、三星电子的中国西安工厂（生产3D NAND）、SK海力士的中国无锡工厂（生产DRAM）、大连工厂（原属于英特尔，生产3D NAND）。
南京工厂的产量在TSMC集团占比较少，但西安工厂生产的3D NAND占三星电子约40%的比例，大连工厂生产的3 DNAND占SK集团约30%的比例，无锡工厂生产的DRAM占SK集团约50%的比例。
因此，一旦三星电子和SK集团接受美国“芯片法案”带来的资金补助，将无法在中国工厂进行投资，不仅无法生产最先进的存储半导体，甚至连扩产也被限制。这对存储半导体厂家而言简直是一场灾难。可能会有人说：“那就不要接受美国的资金补助了！”在成本昂贵的美国投资建设半导体工厂、研发中心，如果总投资需要100亿美元（约人民币700亿元），而政府计划补助30亿美元（约人民币210亿元），现在政府不再补助，对半导体厂家而言是一大损失。
如上所述，美国政府提出的“自卫对策”对三星电子和SK集团而言简直是“晴天霹雳”。不排除韩国半导体厂家停止赴美建厂的可能性。而且，这波影响可能波及日本的半导体生产设备、材料厂家。
对日本的半导体生产设备、材料厂家的影响
下面笔者将分别论述三星电子和SK集团在接受和不接受美国资金补助的情况下，对日本半导体生产设备、材料厂家的影响。
（1）三星电子和SK集团接受美国资金援助的情况。
如果三星电子和SK集团接受美国政府资金援助，三星电子将会投资170亿美元（约人民币1190亿元）在德克萨斯州建设Foundry工厂，SK集团将会在美国建设半导体研发中心和清洁能源（Clean Energy）相关设施。如果半导体工厂得以在美国建设，日本的材料厂家也会相应地在美国建设新工厂。此外，设备厂家也会相应地在三星的工厂附件设立新据点。因此，对日本的设备、材料厂家而言，这是一个扩大美国业务的良机。
另一方面，三星电子和SK集团又受到美国“芯片法案”的牵制一一未来十年内无法向位于中国的存储半导体工厂进行投资或者新增设备。笔者在上文也提到了，对于存储半导体厂家而言，如果无法投资新产品、增设新设备，无异于“束手待毙”。
上述影响也会波及到日本的半导体生产设备、材料厂家。这是因为在2020年以后，中国大陆地区已经成为全球最大的半导体生产设备市场，超过台湾地区和韩国（如下图2）。中国的半导体生产设备市场自然也包括三星电子和SK集团位于中国的分工厂。
图2：全球各地区半导体生产设备市场（一一2021年）。
（图片出自：bizjournal）
图3：半导体前段工序设备厂家占比（2021年）。
（图片出自：bizjournal）
图4：半导体前段工序材料厂家占比以及日本企业的占比。
（图片出自：bizjournal）
因此，一旦三星电子和SK集团接受美国的资金补助，日本、欧洲、美国的半导体设备厂家将会失去庞大的中国大陆地区的业务（如图3）。由于韩国无法在中国大陆地区新建存储半导体工厂，相应地日本的材料厂家的业务也会下滑（如图4）。正是因为中国大陆地区半导体设备、材料市场如此巨大，所以影响也非同小可。
（2）如果三星电子和SK集团不接受美国的资金援助
那么，如果三星电子和SK集团不接受美国的资金援助，将会发生什么呢？虽然我们无从得知SK集团的半导体研发中心是什么样，但三星电子的位于德克萨斯州的Foundry工厂如果没有美国政府的资金补助，将会成为一处成本极其高昂的工厂。
我们假设建厂需要100亿美元，政府补助30亿美元。即原本三星电子计划投资170 亿美元（约人民币1190亿元）在德克萨斯州建Foundry工厂，美国政府对其补助约50亿美元（约人民币350亿元），而三星电子为了维持在中国的生产，将无法享受这50亿美元的补助。这将导致三星工厂丧失一定的竞争力。
由于美国对华管控愈发严格，无论三星电子和SK集团是否接受美国政府的资金援助，都有可能对其位于中国的工厂造成打击。理由如下。
美国禁止向中国销售本土半导体设备
今年（2022年7月）有多家媒体报道指出，美国商务部对本国的应用材料公司（AMAT）、Lam Research（Lam）、KLA提出了禁止向中国的Foundry工厂一一SMIC出口用于16/14纳米以及更先进制程的半导体设备。
SMIC原本就在美国的EL（实体清单）上，即禁止向SMIC销售用于10纳米以及更尖端制程的设备，此处禁止销售的设备仅有荷兰ASML的尖端EUV光刻机。SMIC是肯定无法采购尖端EUV光刻机了，就连SK海力士的中国无锡工厂也无法采购EUV光刻机用于生产DRAM。
此次美国商务的规定是进一步强化了对华出口限制。此外，禁止向中国出口用于16/14纳米以及更先进制程的设备这一政策，很有可能也将适用于三星电子和SK海力士集团位于中国的工厂。如果上述可能性为真，三星电子和SK海力士的存储半导体工厂真的就面临着“死亡”。
同时对日本的设备厂家、材料厂家也会带来不良影响。即，如果没有AMAT的成膜设备、Lam的干蚀（Dry Etching）设备、KLA的检测设备，就无法构筑16/14纳米的生产产线。那么，半导体厂家也没有必要引进东京电子（TEL）的“涂布显影设备（Coater Developer）”、SCREEN的清洗设备。此外，如果无法构建16/14纳米的生产产线，也就意味着有关硅晶圆、光刻胶、溶液等各类材料的业务也将消失。
然而，美国对中国的出口限制还不止于此。
ArF曝光机也将被禁止出口？
2022年7月22日，彭博社报道称，SMIC已开始出货7纳米产品。7纳米制程采用的是ArF浸没式与SAQP（Self-Aligned Quadruple Patterning，自对准四次成型技术）的结合技术。有人推测是SMIC通过解析TSMC的7纳米产品，才得以研发和生产成功。
TSMC的7纳米工艺与英特尔的10纳米工艺的微缩性基本一致，但英特尔在2016年没有成功量产10纳米，五年后，依然原地踏步，因此，虽说SMIC生产出了7纳米产品，还是令业界很震惊的。
此外，美国决不允许上述事情的再次发生，因此，有人预测，美国政府很有可能要求ASML和尼康，禁止对中国出口ArF浸没式光刻机。如果上述预测成真，SMIC不仅无法生产7纳米产品，更无法生产38纳米以后的半导体（38纳米是ArF浸没式分辨率的极限）。另外，甚至也有可能波及到三星电子和SK海力士在中国的存储半导体工厂。
那么，美国究竟是为什么要彻底打击中国的半导体产业呢（包括韩国在华工厂）？要知道美国的这些管制措施将给韩国和台湾地区的半导体厂家、日本欧洲美国的半导体设备厂家和材料厂家带来极大的损失。
美国强化对华管控的理由
在中国于2015年发布的“中国制造2025”中，提到要在航空和科技领域获得进步的内容。美国政府了解到这一内容，势必要打压中国。实际上，对于原在全球5G技术方面领先的华为公司，美国已经实施了打压手段。
原来不在美国实体清单上的SMIC居然成功研发和生产出了7纳米，这对美国而言是无法接受的事实！因此，美国决定禁止对华出口16/14纳米以后的相关设备，甚至正在谋划禁止对华出口ArF浸没式光刻机。
美国牵制中国的另一个原因在于俄乌冲突。
中国对俄出口半导体量骤增
自俄乌冲突以来，已经过去七个月了，时至今日，冲突还没有要结束的征兆。笔者在此真心希望战争可以早日结束。
下面我们从半导体的观点进行分析。无论是任何一种武器，都需要半导体，而且是高性能半导体。是什么企业设计和生产的这些半导体呢？笔者试着做了一下调查，发现俄罗斯也有半导体厂家（如下图5）。Baikal Electronics和Moscow Center of SPARC Technologies（MSCT）是属于半导体设计公司（Design，Fabless），具有设计16纳米CPU的实力（其实力在日本之上）。
图5：俄罗斯的半导体厂家。
（图片出自：bizjournal）
另外，Micron Group是一家可以生产65纳米半导体的代工厂（Foundry），但是令人遗憾的是Micron Group无法为Baikal Electronics和MCST代工生产16纳米的CPU。
那么，究竟是哪家企业在生产呢？推测应该是TSMC和SMIC（下图6）。俄乌冲出刚刚开始，TSMC就立即停止了对俄出口半导体。
图6：中国大陆地区和台湾地区对俄罗斯出口半导体金额（逻辑半导和存储半导体）。
（图片出自：bizjournal）
上图可以看出，在台湾地区停止对俄出口后，中国对俄出口骤增。上图6中的金额为逻辑半导体和存储半导体的合计金额，业界有人推测逻辑半导体为SMIC生产的。那么，存储半导体是由哪家企业生产的呢？NAND很有可能是紫光集团旗下的YMTC（长江存储）。也有可能是三星电子位于西安的工厂。另外，目前中国还无法真正量产DRAM，所以业界有人推测对俄出口的DRAM很有可能是SK海力士无锡工厂生产的。
因此，有人认为美国之所以彻底打击中国，是因为中国对俄大量出口半导体。如果中国对俄出口的半导体中有三星电子和SK海力士生产的存储半导体，那么美国很有可能也会对韩国的半导体工厂实施严格管控。
如果美国政府要求禁止向韩国在华存储半导体工厂销售16/14纳米以后的设备和ArF浸没式光刻机，那么韩国的存储半导体厂家将面临极大的危机。同时，日本、欧洲、美国的设备、材料厂家的业务也将骤减。虽然是为了缓和俄乌冲突，却使半导体产业陷入了困境。未来将如何发展，让我们静观其变。
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