產業分析－美禁令當前陸半導體設備商能補位嗎？

美國透過實體清單和管制特定設備出口至中國等方式，打擊中國本土半導體產業，無疑是近年全球矚目焦點。圖／新華社

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美國對中國半導體產業之箝制無疑是近年全球矚目焦點，截至2023年1月，美國已透過實體清單和管制特定設備出口至中國等方式，打擊中國本土半導體產業。此外，爲防止中國廠商向非美系廠商採購半導體制造設備以規避管制政策，美國也積極說服荷蘭、日本加入對中國半導體管制行列。

事實上，美國在2022年10月7日發佈新一輪對中國出口禁令後，即便是未被列入實體清單的中國廠商，欲購入先進製程設備的難度也大爲提高，且不易取得部分可應用於先進製程的28/22奈米制程設備。

如今面對美荷日共同打造的半導體設備封鎖線，中國廠商無論是想深耕16/14奈米及以下先進製程，或進一步擴展28/22奈米成熟製程，都只能依賴北方華創、中微公司、盛美半導體、華海清科、中科信、凱世通、上海微電子等本土半導體設備商。

以北方華創來看，它是中國第一大半導體設備商，專攻清洗、沉積、蝕刻設備，其清洗設備最高可支援28奈米制程，沉積設備、蝕刻設備最高能應用於14奈米制程；中微公司則聚焦蝕刻設備，最高支援5奈米制程；盛美半導體強項是清洗設備，最高支援14奈米制程，若是應用於DRAM製造，最高支援1X奈米制程，並可支援128層NAND製造。

在研磨設備方面，指標廠商是華海清科，其產品最高能應用於14奈米制程，並支援1X/1Y奈米 DRAM製造和128層NAND製造。至於離子植入設備，中科信、凱世通的產品最高能支援22奈米制程；最核心的曝光機領域，上海微電子的產品則能支援至90奈米制程。

以中國本土半導體設備商發展現況來看，部分清洗、研磨、蝕刻與沉積設備已能切入16/14奈米及以下先進製程，但即使已切入先進製程領域，也不表示能持續提升先進製程產線的自主化程度，因半導體制造工序相當繁複，先進製程動輒需要上千道工序，目前中國廠商只能切入先進製程中的某些環節，多數工序仍須依靠美系、日系設備，例如中微的蝕刻設備最高可支援5奈米制程，實際上只能應付製程中相對簡易的工序，佔整體工序約20％甚至更低，其餘較複雜、難度更高的工序仍由美國科林研發（Lam Research）、應用材料（Applied Materials）或東京威力科創（Tokyo Electron）的設備處理。

換言之，中國設備商雖在先進製程領域有突破，但仍無法在同一製程節點上實現橫向覆蓋，即便在28/22奈米成熟製程領域，本土設備的覆蓋率也不超過30％，以2022年中芯京城一期項目建設爲例，其28奈米產線僅有25％設備來自本土供應商。估計在清洗、研磨、蝕刻與沉積設備領域，中國本土廠商仍需4～5年來擴大28奈米及以上成熟製程節點的橫向覆蓋範圍，並持續優化自主產線的良率。

再者，中國廠商在離子植入與曝光設備領域的技術提升速度遠不如其他設備，供應商雖宣稱離子植入設備最高可支援至22奈米制程，但主要應用仍以45奈米及以上製程爲主，且橫向覆蓋能力非常有限，欲完全滿足28/22奈米制程需求或需五年時間。

而曝光機無疑是中國打造自主化產線過程中最大絆腳石，目前上海微電子生產的SSX600系列是本土最先進的曝光設備（屬90奈米制程等級），惟實際運作狀況仍不明朗。此外，爲滿足28奈米制程需求，上海微電子也持續開發SSX800系列，但進度不如預期，推出時程一再延宕。

由於上海微電子已在2022年12月15日被美國商務部列入實體清單，其對外採購關鍵零組件的難度較以往更高，若是改採中國本土生產零組件，也非一朝一夕能實現，因爲光源、鏡頭、溫控系統等環節都是很大的挑戰，因此估計仍需5～7年，中國國產曝光機纔可能滿足28/22奈米制程需求。

綜合以上所述，考量中國本土清洗、沉積、蝕刻、研磨設備仍需4～5年來擴大其在成熟製程節點的橫向覆蓋範圍，且離子植入設備、曝光機更需5～7年纔有機會滿足28/22奈米制程。依此估計，中國將難以在2028年前建立高度自主化的28奈米及以下先進製程產線。

若綜觀全球28奈米市場，一旦以中芯國際爲首的中國半導體制造商未能如期開出28奈米制程產能，仰賴28奈米晶片的AI、5G、電動車、物聯網、AR/VR、無人機、智慧製造等應用又在2024～2025年高速展開，加上訂單逐漸轉往非中系晶圓代工廠，預期全球28奈米制程產能供過於求的疑慮將逐漸消散。