就在國內(nèi)12英寸大硅片（300mm晶圓）項目紛涌而起之際，去年底新修訂的《瓦森納協(xié)議》中，便“緊跟形勢”地增加了對于12英寸硅晶圓制造技術(shù)的出口管制內(nèi)容。

具體而言，新增內(nèi)容直指當(dāng)下國內(nèi)正在尋求突破的針對于14nm制程的大硅片生產(chǎn)技術(shù)，在此之前，中芯國際已宣布14nm實現(xiàn)量產(chǎn)。

“瓦森納新增部分對于12英寸大硅片技術(shù)的管制針對性非常強。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)無法限制中國的14nm芯片制造之后，便將范圍擴(kuò)大到上游14nm工藝硅片的生產(chǎn)技術(shù)上來。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)。

同光刻機(jī)類似，半導(dǎo)體硅片也是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國際先進(jìn)水平差距最大的環(huán)節(jié)之一。目前我國12英寸大硅片百分之九十九以上來自進(jìn)口，從生產(chǎn)技術(shù)、原材料到設(shè)備，幾乎均由國外企業(yè)把持。

在新瓦森納協(xié)議“鎖喉”之下，中國大硅片產(chǎn)業(yè)亟待尋求突圍之策。行業(yè)人士呼吁，芯片制造企業(yè)不能只顧眼前利益，要下決心配合硅片制造商測試國產(chǎn)化硅片質(zhì)量，從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，具有危機(jī)意識，雙方協(xié)同推進(jìn)我國大硅片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

新“瓦森納”的憂慮：中國14nm節(jié)點的突破

在去年年底新修訂的《瓦森納協(xié)議》中增加了兩條有關(guān)半導(dǎo)體領(lǐng)域的出口管制內(nèi)容，主要涉及計算光刻軟件以及12英寸大硅片生產(chǎn)制造技術(shù)。

對于大硅片技術(shù)管制的具體內(nèi)容表述為：對300mm直徑硅晶圓的切割、研磨、拋光達(dá)到局部平整度的技術(shù)要求，在任意26mm*8mm的面積內(nèi)平整度差小于等于20nm，以及邊緣去除方面小于等于2mm。

一位國內(nèi)的硅片廠商人士告訴集微網(wǎng)，這是行業(yè)內(nèi)關(guān)于硅片平整度技術(shù)要求的最精準(zhǔn)描述。換成通俗一點的說法，這一技術(shù)規(guī)范通常情況下對應(yīng)的是針對14nm制程工藝的大硅片生產(chǎn)制造技術(shù)。在此要求之下，所有涉及到該指標(biāo)的技術(shù)、設(shè)備等都在出口管制之內(nèi)。

“在40nm制程節(jié)點以下，對于晶圓片要求基本是差不多的，對應(yīng)的技術(shù)節(jié)點主要是看光刻機(jī)下套準(zhǔn)的精度是多少，精準(zhǔn)度越高，平整度就要求越高，所以限制平整度絕對是專業(yè)手法。”該人士表示。

對于新修訂的《瓦森納協(xié)議》，上述硅片廠商人士告訴集微網(wǎng)，他解讀出了兩個字：憂慮。

“以前瓦森納協(xié)議中并沒有針對硅片的內(nèi)容，此次新修訂的瓦森納協(xié)議首次增加了對于硅片部分的限制內(nèi)容，來自于對中國在14nm工藝節(jié)點上取得突破的焦慮?？赡芩麄冋J(rèn)為如果不加以限制，會出大問題?！痹撊耸勘硎?。

這個大問題可能來自于中國在14nm以及先進(jìn)制程工藝節(jié)點上取得的重大突破。

去年10月，中芯國際宣布旗下的14nm工藝制程芯片已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，華力微也在去年3月表示，將于今年年底實現(xiàn)14nm FinFET量產(chǎn)。根據(jù)此前的公開報道，長江存儲購買到可用于生產(chǎn)14nm工藝3D NAND閃存的光刻機(jī)。與此同時，各地紛紛上馬的12英寸大硅片項目也有望實現(xiàn)國產(chǎn)大硅片的自給，擺脫在12英寸大硅片上幾乎全部進(jìn)口的現(xiàn)狀。

這意味著在14nm節(jié)點上，中國構(gòu)建起從晶圓供給，到芯片制造較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈條雛形。14nm節(jié)點的大硅片主要應(yīng)用于存儲、邏輯電路，如GPU、智能手機(jī)SoC、高端存儲芯片、CPU、FPGA等，應(yīng)用廣泛，在消費電子、汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等領(lǐng)域擁有龐大的市場空間。

這些都為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速掌握更加先進(jìn)的制程技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，同時也正是瓦森納所代表的西方勢力所深感不安之處。

“新瓦森納協(xié)議的針對性很強，既然無法對我們的14nm芯片制造進(jìn)行限制，那就將矛頭指向14nm大硅片的生產(chǎn)工藝，從更上游進(jìn)行限制?！痹撊耸勘硎?。

鎖喉！中國大硅片產(chǎn)業(yè)鏈條受制日美

半導(dǎo)體硅片是芯片制造最重要的材料，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石。半導(dǎo)體硅片也是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國際先進(jìn)水平差距最大的環(huán)節(jié)之一。目前，我國12英寸大硅片幾乎全部來自進(jìn)口。

全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)市場集中度很高，主要被日本、德國、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)的知名企業(yè)把持。數(shù)據(jù)顯示，2018年全球前五大半導(dǎo)體硅片企業(yè)日本ShinEtsu（信越化學(xué)）、日本SUMCO（勝高）、德國Siltronic（世創(chuàng)）、中國臺灣環(huán)球晶圓、韓國SK Siltron合計所占市場份額達(dá)到92%，而在12英寸大硅片領(lǐng)域，這五大廠商占比更是達(dá)到95%。

有業(yè)內(nèi)人士指出，新版瓦森納協(xié)議對于14nm工藝12英寸大硅片技術(shù)的限制可能會扼住我國大硅片產(chǎn)業(yè)發(fā)展“喉嚨”。因為目前我們國內(nèi)大硅片企業(yè)正處于進(jìn)入和亟待該領(lǐng)域技術(shù)突破的階段。

以目前剛剛登陸科創(chuàng)板的國內(nèi)硅晶圓生產(chǎn)龍頭上海硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)為例，旗下的上海新昇是國內(nèi)首個具備12英寸大硅片量產(chǎn)能力的廠商。根據(jù)上海硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的招股書披露，2019年該公司開始逐步進(jìn)入20-14nm集成電路用12英寸大硅片的技術(shù)開發(fā)，目前尚處于初期階段。

因此，新版瓦森納協(xié)議在這個時間點增加對于大硅片限制的內(nèi)容，無疑給國內(nèi)大硅片技術(shù)的發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。更為關(guān)鍵的是，在硅片產(chǎn)業(yè)所需要的關(guān)鍵材料和設(shè)備領(lǐng)域，我國同樣自主化程度不高。

比如長期以來，用于硅片生產(chǎn)制造的關(guān)鍵原材料電子級多晶硅仍主要集中于美國Hemlock、德國Wacker和日本Tokuyama、住友、三菱等少數(shù)幾家多晶硅企業(yè)。設(shè)備方面，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2018年全球硅片設(shè)備市場規(guī)模為26.93億美元(185億元)，其中單晶爐、CMP拋光機(jī)、量測設(shè)備為三大關(guān)鍵設(shè)備，分別占比25%、15%、20%。其中拉晶和量測設(shè)備主要提供商為美國企業(yè)，CMP拋光機(jī)則主要由日本企業(yè)提供。另據(jù)國際招標(biāo)網(wǎng)統(tǒng)計，我國大硅片加工設(shè)備如研磨設(shè)備95%以上來自日本，減薄設(shè)備100%從日本進(jìn)口。

“日美的大廠把大硅片的產(chǎn)業(yè)鏈控制得很好，多數(shù)都通過股權(quán)的方式持有該產(chǎn)業(yè)的材料和設(shè)備公司股份，使得在高端產(chǎn)品上實現(xiàn)獨供和控制，國內(nèi)的硅片廠商無法引進(jìn)最先進(jìn)的設(shè)備。買回來設(shè)備后，只有靠一批次一批次的生產(chǎn)，積累know-how，然后調(diào)試設(shè)備，把設(shè)備調(diào)試到能達(dá)到的最佳狀態(tài)。”一位熟悉情況的業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)。

沖動！地方大硅片項目紛紛上馬存隱憂

新瓦森納協(xié)議增加對大硅片技術(shù)限制的另一個背景，來自于我國多地密集布局的12英寸大硅片項目。

自 2016 年起，全國各地12英寸大硅片項目建設(shè)紛紛上馬。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前投產(chǎn)、在建以及規(guī)劃中的12英寸硅晶圓項目共計20余個，其中包括上海新昇、中環(huán)天津、中環(huán)無錫、超硅上海、超硅重慶、超硅成都、有研德州、寧夏銀和、合晶鄭州、安徽易芯、奕斯偉西安、四川經(jīng)略、金瑞泓（衢州）、啟世半導(dǎo)體、中欣晶圓，中晶嘉興等項目。高利潤率、國產(chǎn)替代方向以及發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的熱情使得地方政府不惜投入重金。華西證券的研報顯示，截至2019年第三季度，國內(nèi)大硅片項目總投資額達(dá)到1349億元，目標(biāo)產(chǎn)能合計642萬片/月，這個數(shù)字已經(jīng)是2018年全球12英寸硅片月需求量。

“上游電子級多晶硅的價格6萬元一噸，做成晶圓片可以賣到60萬一噸，升值10倍，12英寸大硅片的利潤率在40%左右，具有較高的利潤空間。而相較于8英寸產(chǎn)線，12英寸大硅片產(chǎn)線更為先進(jìn)，再加上國產(chǎn)替代，打破國際壟斷等概念，因此更能吸引到地方政府的投資。”一位行業(yè)人士告訴集微網(wǎng)。

但問題也隨之而來。此前集微網(wǎng)曾報道，廣西啟世12英寸大硅片項目簽約1年半遲遲未開工，成都超硅遭清算等，國產(chǎn)大硅片在火熱上馬之后，遭遇落地難的現(xiàn)實。

“目前我國12英寸大硅片的產(chǎn)能規(guī)劃非常大，要么是掛在嘴邊，要么是貼在墻上，有多少能成功才是關(guān)鍵。如果真做，有沒有隊伍也是關(guān)鍵問題。我認(rèn)為真正能有一半項目實現(xiàn)最終落地已經(jīng)很不錯了，特別是規(guī)劃小于30萬片月產(chǎn)能的項目，量產(chǎn)后比較難以保證盈虧平衡，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模?！币晃皇煜す杵a(chǎn)業(yè)情況的業(yè)內(nèi)人士坦言。

據(jù)集微網(wǎng)了解，多地密集上馬12英寸大硅片項目以及過程中產(chǎn)生的問題已經(jīng)引起發(fā)改委的注意，行業(yè)也在不斷呼吁對12英寸大硅片的投資應(yīng)回歸理性。

“但大硅片畢竟不屬于戰(zhàn)略物資，還是要以市場為主，在地方政府和資金參與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資熱情高漲的情況下，發(fā)改委可能也頂不住來自地方政府的壓力?！鄙鲜鋈耸勘硎尽?/p>

保守？芯片制造商不能只顧眼前利益

芯片制造企業(yè)對半導(dǎo)體硅片的品質(zhì)有著極高的要求，對供應(yīng)商的選擇非常慎重。多年來，硅片制造商和芯片制造商已經(jīng)形成了深度的“綁定”關(guān)系。新的硅片廠商要進(jìn)入到芯片制造商供應(yīng)鏈體系中，需要通過嚴(yán)格的認(rèn)證流程。

通常情況下，產(chǎn)品認(rèn)證周期一般為9-18個月，而終端用于汽車電子、醫(yī)療健康以及航空航天等領(lǐng)域的半導(dǎo)體硅片產(chǎn)品認(rèn)證周期通常為3-5年。

因此，即便是國內(nèi)大硅片龍頭硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)和中環(huán)股份，也只是處于部分12英寸產(chǎn)品通過認(rèn)證，初步量產(chǎn)或即將量產(chǎn)的階段，離真正進(jìn)入到芯片制造大廠的供應(yīng)鏈體系還有一定距離。根據(jù)上海新昇方面公布的數(shù)據(jù)，雖然目前硅晶圓出貨累計已經(jīng)超過100萬片，但很大一部分是測試樣片，正片出貨量不足十分之一。

“這個認(rèn)證過程，芯片制造商會安排在生產(chǎn)中的空檔環(huán)節(jié)進(jìn)行，因為芯片制造商的生產(chǎn)排期非常緊密，再加上一些芯片制造大廠對于一些新建項目的硅片產(chǎn)品本身存有疑慮，并不愿意配合驗證?！鄙鲜鰳I(yè)內(nèi)人士表示。

多年來，國內(nèi)的芯片制造廠商同日本等晶圓供應(yīng)商已經(jīng)形成穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系，讓其改變或部分改變，接受國內(nèi)廠商的產(chǎn)品會有所挑戰(zhàn)。

“即便從大方向上推進(jìn)國產(chǎn)替代沒有問題，也能夠配合進(jìn)行測試和認(rèn)證，但能否最終批量采用，各家芯片制造廠商不得不考慮國產(chǎn)硅片的穩(wěn)定性、質(zhì)量，甚至自己的KPI?！痹撊耸勘硎?。

此外，在上述硅片廠商人士看來，大陸芯片制造商的能力和對上游材料的認(rèn)知程度，較主流大廠還存在一定差距，這些廠商在接受國產(chǎn)硅片上的相對“保守”也給國內(nèi)硅片廠商的發(fā)展增加了難度。

“比如硅片一共有20個參數(shù)指標(biāo)，我們能夠滿足關(guān)鍵指標(biāo)在內(nèi)的十幾個，有的一線芯片制造大廠認(rèn)為能用但需要我們降價，而國內(nèi)的廠商則認(rèn)為指標(biāo)不滿足要求不敢用?！痹撊耸勘硎尽?/p>

業(yè)內(nèi)人士指出，國產(chǎn)大硅片的發(fā)展需要硅片制造商和芯片制造廠商兩方面的共同推動。一方面，國內(nèi)硅片廠商需要不斷提升自己的技術(shù)實力和產(chǎn)品品質(zhì)，確保硅片的質(zhì)量以及穩(wěn)定性；另一方面，芯片制造商也應(yīng)該開放更多機(jī)會。

“現(xiàn)在國內(nèi)部分芯片制造廠愿意幫助硅片制造商試驗，已經(jīng)前進(jìn)了一大步。芯片制造企業(yè)不能只顧眼前利益，要下決心配合硅片制造商測試國產(chǎn)化硅片質(zhì)量。硅片是產(chǎn)業(yè)命脈，對手已先入為主，從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，無論是硅片制造商還是芯片制造商都要有危機(jī)意識，雙方協(xié)同才能共同推進(jìn)我國大硅片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?！鄙鲜鋈耸繌娬{(diào)。