來源:愛集微
在俄勒岡州波特蘭市郊的英特爾晶圓廠內(nèi),幾臺印著“ACM Research”(盛美半導體)標識的設(shè)備正在進行最后的調(diào)試。這些來自中國的濕法刻蝕設(shè)備,不僅承載著英特爾14A(1.4納米級)先進制程的量產(chǎn)希望,更在悄然打破一個延續(xù)多年的行業(yè)認知——中國半導體設(shè)備只能用于成熟制程。當中國技術(shù)觸及全球最頂尖芯片制造的核心環(huán)節(jié),一場靜悄悄卻深刻的產(chǎn)業(yè)重構(gòu)正在全球半導體領(lǐng)域展開。
技術(shù)破局:氮氣鼓泡技術(shù)的“入場券”
英特爾14A制程的野心從一開始就直指行業(yè)巔峰。作為計劃2027年量產(chǎn)的頂尖工藝,它搭載High-NA EUV光刻機與第二代PowerVia背面供電方案,目標是在晶體管密度和能效比上超越臺積電2nm制程。然而,先進技術(shù)的背后是制程微縮帶來的工藝難題——當芯片線路寬度進入納米級,高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法刻蝕中,副產(chǎn)物沉積與刻蝕均勻性問題成為制約良率的致命瓶頸。
盛美設(shè)備能躋身英特爾測試名單,核心底氣來自其專利申請中的氮氣(N?)鼓泡技術(shù)。據(jù)盛美上海2025年7月的官方披露,升級后的Ultra C wb濕法清洗設(shè)備通過這項技術(shù),將晶圓內(nèi)及晶圓間的刻蝕均勻性提升50%以上,同時高效解決了傳統(tǒng)磷酸清洗工藝中的副產(chǎn)物二次沉積問題。
這項技術(shù)的突破性在于其物理原理的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的濕法刻蝕工藝中,化學液在納米級結(jié)構(gòu)內(nèi)流動性差,導致反應副產(chǎn)物難以排出,形成局部沉積。而盛美的氮氣鼓泡技術(shù)通過在化學液中產(chǎn)生均勻、可控的微氣泡,在納米結(jié)構(gòu)中形成微流動,有效帶出副產(chǎn)物,同時氣泡的物理作用還能防止結(jié)構(gòu)坍塌,這對于3D NAND和先進邏輯芯片的制造尤為關(guān)鍵。
對英特爾而言,這一技術(shù)恰好匹配14A制程中3D邏輯器件的制造需求——PowerVia背面供電技術(shù)對電路精度的苛刻要求,需要刻蝕環(huán)節(jié)實現(xiàn)納米級的控制精度。盛美設(shè)備已通過疊層氮化硅蝕刻、柵極線鎢蝕刻等三道先進工藝驗證,表現(xiàn)出與國際頂尖設(shè)備媲美的性能。
性能數(shù)據(jù)正在夯實這份競爭力。盛美高管在調(diào)研中證實,已向美國頭部半導體廠商交付3套測試設(shè)備,部分關(guān)鍵指標已達標。其顆粒去除率能有效清除特殊磷酸添加劑的有機殘留物,工藝兼容性覆蓋磷酸、TMAH等多種化學藥液。更具吸引力的是成本優(yōu)勢——盛美的批式處理設(shè)備在化學品消耗和生產(chǎn)效率上較單晶圓設(shè)備更具優(yōu)勢,這對因采用High-NA EUV而面臨巨大成本壓力的英特爾而言,無疑是重要考量。
英特爾的“雙面困境”與供應鏈重構(gòu)
英特爾對盛美設(shè)備的測試,本質(zhì)上是一場關(guān)乎生存的戰(zhàn)略下注。新任CEO陳立武(Pat Gelsinger)推動的代工業(yè)務“大手術(shù)”已明確方向:放棄18A制程外售,集中資源攻堅14A工藝,目標是通過2027年的量產(chǎn)計劃爭奪微軟、英偉達等核心客戶。然而,現(xiàn)實困境接踵而至:一方面,18A制程研發(fā)耗資數(shù)十億美元,若14A量產(chǎn)延遲將引發(fā)巨額資產(chǎn)減計;另一方面,《芯片法案》承諾的數(shù)十億美元補貼遲遲未到賬,英特爾已投入300億美元建廠卻顆粒無收。
供應鏈多元化成為破局關(guān)鍵。長期以來,英特爾先進制程設(shè)備依賴應用材料、東京電子等巨頭,濕法設(shè)備市場更是被這兩家企業(yè)壟斷超過80%。這種單一供應格局不僅使英特爾在定價上缺乏議價能力,更在地緣政治緊張時面臨斷供風險。盛美設(shè)備的出現(xiàn),不僅帶來性價比選擇,更能構(gòu)建更具韌性的供應鏈體系。
數(shù)據(jù)顯示,盛美濕法設(shè)備全球市占率已排名第四,電鍍設(shè)備位列第三,其自主知識產(chǎn)權(quán)體系能有效避免專利糾紛。英特爾副總裁約翰·皮策(John Pitzer)近期透露,14A制程開發(fā)進度優(yōu)于同期18A,PDK(工藝設(shè)計套件)成熟度更高,這背后離不開設(shè)備測試環(huán)節(jié)的高效推進。值得注意的是,盛美在美國設(shè)有總部,在韓國擁有研發(fā)生產(chǎn)基地,形成了“中國技術(shù)、全球制造、本地服務”的多元化布局,這為其進入受地緣政治影響的美國市場提供了合規(guī)路徑。
然而,政策合規(guī)的紅線始終高懸。美國新提出的《CHIP EQUIP Act》明確要求,受聯(lián)邦補貼項目禁用“受關(guān)注外國實體”設(shè)備。盡管盛美通過美國總部完成設(shè)備交付,且韓國基地可提供替代供應,但盛美上海被列入實體清單的背景仍讓英特爾陷入爭議。美國國家安全部門已就此事展開評估,有議員質(zhì)疑“設(shè)備核心技術(shù)是否源自中國,是否存在遠程操控風險”。這種矛盾背后,是美國“產(chǎn)業(yè)扶持”與“技術(shù)封鎖”雙重目標的內(nèi)在沖突——一方面希望通過補貼重建本土芯片制造能力,另一方面又試圖限制中國技術(shù)進步,而這兩個目標在全球化產(chǎn)業(yè)鏈中往往難以兼得。
產(chǎn)業(yè)震動:國產(chǎn)設(shè)備的全球化破局路徑
對中國半導體設(shè)備行業(yè)而言,盛美進入英特爾14A測試環(huán)節(jié),標志著國產(chǎn)設(shè)備從“成熟制程”向“先進制程”的歷史性跨越。在此之前,外界普遍認為國產(chǎn)設(shè)備只能用于28nm及以上成熟工藝,而盛美的突破證明,在濕法刻蝕等細分領(lǐng)域,中國企業(yè)已具備與國際巨頭抗衡的技術(shù)實力。這一突破并非偶然,而是中國半導體設(shè)備行業(yè)多年深耕的結(jié)果。
盛美半導體成立于2005年,創(chuàng)始人王暉博士在半導體設(shè)備領(lǐng)域有超過30年經(jīng)驗。公司最初從清洗設(shè)備切入,通過差異化技術(shù)路線,逐步擴展到電鍍、先進封裝等領(lǐng)域。其國際化路徑尤為值得關(guān)注——通過在美國設(shè)立總部、韓國建立生產(chǎn)基地,盛美構(gòu)建了規(guī)避制裁的運營架構(gòu);通過持續(xù)研發(fā)投入(年營收的15%以上用于研發(fā)),在特定領(lǐng)域形成了專利壁壘;通過與全球客戶深度合作,不斷迭代產(chǎn)品性能。
更具示范意義的是盛美的技術(shù)突破模式:不在所有領(lǐng)域與國際巨頭正面競爭,而是選擇濕法刻蝕、電鍍等細分市場,通過原理創(chuàng)新實現(xiàn)“換道超車”。這種聚焦策略為中微公司、北方華創(chuàng)等中國設(shè)備企業(yè)提供了可借鑒的經(jīng)驗——在全球半導體設(shè)備市場中,即便是細分領(lǐng)域的突破,也能對產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生重要影響。
全球供應鏈的重構(gòu)信號已清晰顯現(xiàn)。若盛美設(shè)備通過最終測試,將直接打破應用材料、東京電子在先進濕法設(shè)備領(lǐng)域的壟斷格局,迫使國際巨頭降低設(shè)備定價、加快技術(shù)迭代。對臺積電、三星等競爭對手而言,這意味著英特爾14A制程可能形成“技術(shù)領(lǐng)先+成本優(yōu)勢”的雙重競爭力——14A較臺積電2nm提前一年量產(chǎn)的時間窗口,疊加國產(chǎn)設(shè)備的性價比助力,或?qū)⒏膶懏斍啊芭_積電主導先進制程”的產(chǎn)業(yè)格局。
已有消息顯示,三星正密切關(guān)注此次測試進展,考慮將盛美設(shè)備納入其3D NAND產(chǎn)線的備選方案。而臺積電雖然公開表示其2nm工藝進展順利,但內(nèi)部已開始評估引入更多設(shè)備供應商以降低成本的可能性。這場由技術(shù)突破引發(fā)的供應鏈多元化趨勢,正在改變?nèi)虬雽w設(shè)備的競爭生態(tài)。
地緣博弈:技術(shù)流動與政策封鎖的拉鋸戰(zhàn)
盛美設(shè)備進入英特爾測試環(huán)節(jié),也暴露了當前全球半導體地緣博弈的復雜性與內(nèi)在矛盾。美國一方面通過《芯片法案》提供527億美元補貼,鼓勵本土芯片制造;另一方面又通過出口管制和實體清單,限制中國獲得先進技術(shù)和設(shè)備。然而,盛美“美國總部合規(guī)+中國技術(shù)支撐”的模式,顯示了技術(shù)流動難以完全阻斷的現(xiàn)實。
業(yè)內(nèi)分析指出,盛美的突破反映了半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個基本規(guī)律:當一項技術(shù)達到足夠成熟度,其擴散將難以通過行政手段完全遏制。特別是在濕法刻蝕這類依賴化學原理和工藝know-how的領(lǐng)域,中國工程師通過長期實踐積累的工藝經(jīng)驗,已形成獨特的技術(shù)優(yōu)勢。這種優(yōu)勢與地緣政治無關(guān),而是市場驅(qū)動下技術(shù)發(fā)展的自然結(jié)果。
美國政策制定者面臨兩難選擇:若嚴格限制所有與中國相關(guān)的技術(shù),可能阻礙本國芯片制造商的創(chuàng)新和成本控制;若允許部分合作,則可能加速中國技術(shù)進步。這種困境在《CHIP EQUIP Act》立法過程中已充分體現(xiàn)——法案最初版本試圖全面禁止“受關(guān)注國家”設(shè)備,但在產(chǎn)業(yè)界游說下,最終加入了更多豁免和評估條款。
從更廣視角看,盛美案例反映了全球半導體產(chǎn)業(yè)“技術(shù)民族主義”與“全球化協(xié)作”之間的張力。一方面,各國為保障供應鏈安全,推動本土制造能力建設(shè);另一方面,半導體創(chuàng)新的復雜性和高成本,又要求全球范圍內(nèi)的專業(yè)分工與合作。在這種背景下,完全“脫鉤”既不現(xiàn)實也不經(jīng)濟,更可能的路徑是形成“有限多元化”的供應鏈格局——即在關(guān)鍵領(lǐng)域建立備份能力,同時在非敏感環(huán)節(jié)保持全球協(xié)作。
未來展望
展望未來,盛美與英特爾的合作無論結(jié)果如何,都已對全球半導體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠影響。從技術(shù)角度看,這一案例證明了在特定半導體設(shè)備領(lǐng)域,中國公司已具備參與最先進制程競爭的能力。這或?qū)⒓罡嘀袊O(shè)備企業(yè)加大研發(fā)投入,在更多細分領(lǐng)域?qū)で笸黄啤?/p>
從產(chǎn)業(yè)格局看,設(shè)備供應商的多元化將增強芯片制造商的議價能力,降低先進制程研發(fā)成本,最終可能加速摩爾定律的延續(xù)。有分析預測,若盛美設(shè)備通過測試并量產(chǎn)交付,可使英特爾14A制程的設(shè)備投資降低10-15%,這在動輒數(shù)百億美元的先進制程投資中意義重大。
從地緣政治看,這一案例可能促使美國重新評估其對華技術(shù)管制策略。單純的設(shè)備禁運已難以阻止中國技術(shù)進步,更可能促使中國加速自主創(chuàng)新,最終形成兩套平行的技術(shù)體系。這種“技術(shù)脫鉤”的結(jié)果,可能是全球半導體市場分裂,創(chuàng)新速度放緩,最終損害所有參與方的利益。
更為根本的是,盛美的突破反映了全球半導體產(chǎn)業(yè)的一個新現(xiàn)實:技術(shù)創(chuàng)新已不再局限于傳統(tǒng)半導體強國。隨著中國在科研投入、工程師培養(yǎng)和市場應用方面的持續(xù)進步,其在全球半導體創(chuàng)新網(wǎng)絡中的角色正從“追隨者”向“并行者”乃至“領(lǐng)跑者”轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變不是零和游戲,而是可能通過競爭與合作,推動整個產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。
結(jié)語:在開放與安全之間尋找平衡點
英特爾俄勒岡州晶圓廠的調(diào)試仍在繼續(xù),盛美設(shè)備的每一次參數(shù)達標,都在重塑全球半導體產(chǎn)業(yè)的認知邊界。這場跨越太平洋的技術(shù)合作,既展現(xiàn)了摩爾定律演進中技術(shù)創(chuàng)新的必然邏輯,也折射出地緣政治對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深刻影響。
當中國設(shè)備叩開1.4nm制程大門,全球半導體產(chǎn)業(yè)正站在十字路口:是選擇封閉壁壘,讓技術(shù)創(chuàng)新陷入停滯;還是回歸開放協(xié)作,在競爭中推動產(chǎn)業(yè)進步?盛美與英特爾的故事給出了啟示:在半導體這樣高度全球化的產(chǎn)業(yè)中,技術(shù)突破的力量終將超越地緣博弈的短期考量。
正如摩爾定律的核心是創(chuàng)新而非封鎖,全球產(chǎn)業(yè)鏈的未來,終究取決于能否在安全與發(fā)展、競爭與合作之間找到動態(tài)平衡。這種平衡不是靜態(tài)的妥協(xié),而是基于對技術(shù)發(fā)展規(guī)律和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的深刻理解,構(gòu)建既有韌性又保持開放的合作框架。
盛美的案例或許只是一個開始,但它揭示了一個重要趨勢:在全球化的技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)絡中,任何國家或企業(yè)都無法壟斷所有環(huán)節(jié)。唯有在尊重知識產(chǎn)權(quán)和市場規(guī)則的前提下,通過開放合作、良性競爭,才能推動半導體這一基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)持續(xù)進步,最終惠及全球數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。
而這,或許正是這場1.4nm技術(shù)突圍背后,最值得深思的產(chǎn)業(yè)命題與未來方向。