【陳冠憲】你繞路我圍堵:美荷聯合圍堵中國取得ASML曝光機

艾司摩爾的晶片生產設備在出貨給中國之前,突然被荷蘭政府喊⋯⋯。(圖/路透社/中央社)

《彭博社》(Bloomberg)1 月 2 日報導,尼德蘭(荷蘭)半導體設備大廠艾司摩爾(ASML)原本要向中國出口 3 台曝光機,但在美國政府的壓力下,艾司摩爾發貨前,荷蘭政府中止出口許可。

美國商務部曾於去(2023)年 12 月 21 日表示,將對美國半導體供應鏈和國防工業基礎展開調查,以解決產業裡中國晶片的國安疑慮。

與此同時,中國也亟欲在半導體產業自給自足,例如中國投資了前西門子電子設計自動化(EDA)工程師張立國帶領的華芯程(SEIDA)。美中科技戰方興未艾,不管是現在或未來勢必都會是一場「你繞路、我圍堵」的戲碼。

基於國家安全 荷蘭逐案審查出口中國設備

根據《彭博社》報導,正當美國國安顧問蘇利文(Jake Sullivan)為主的團隊在和荷蘭政府討論艾司摩爾向中國最終發貨事宜時,事情突然發生變化,蘇利文的團隊被要求直接要跟艾司摩爾聯繫,讓原本「有限制數量設備的出貨」受到影響。

隨後,艾司摩爾發表聲明,荷蘭政府部分吊銷兩種類型深紫外光(DUV)曝光機 NXT:2050i 和 NXT:2100i 的出貨許可證,這會影響到少數中國客戶。同時補充:「在最近跟美國政府的討論中,艾司摩爾已近一步獲知美國出口管制法規的範圍和影響。」荷蘭外交部發言人表示,將基於國家安全理由「逐案」審查出口許可證申請。

艾司摩爾的深紫外光曝光機。
(圖/截自ASML)

美國限縮中國擴大半導體知識和生產能力的力道正逐步加強,並敦促盟國限制向中國出口半導體製造相關的技術。

美國政府 2023 年 10 月推出新的限制措施,試圖阻止非美國公司出口包含美國製造的零件和技術的半導體晶片和曝光機。

更早的 2023 年 7 月,在美國的壓力下,荷蘭政府同意對艾司摩爾的深紫外線曝光機進行出口限制。這些限制措施於 2024 年 1 月 1 日正式生效。

限制出口中國 影響艾司摩爾在中國15%業務

在確知荷蘭將限制艾司摩爾曝光機出口之後,中國一直在搶購這些機台。根據中國海關數據,7 月至 11 月期間,中國曝光機進口額暴增五倍多,達 37 億美元。中國第三季佔艾司摩爾營業額的近一半,相較之下,第二季為 24%,第一季為 8%。艾司摩爾即將離任的韋尼克(Peter Wennink)在 10 月告訴投資者,新的限制措施將影響該公司在中國多達 15% 的營業額。

荷蘭半導體設備製造商艾司摩爾執行長韋尼克。
(圖/路透社/中央社)

事態的發展意味著中國半導體製造廠得探索其他管道購買類似功能的設備。雖然中國能夠從其他地方買到曝光機,但這些設備往往不是當下最先進的。更不用說美國、日本和荷蘭聯手限制中國獲得此類設備。

不過,日前傳出中國生產出 7 奈米 5G 晶片,這消息可能讓美國感到驚訝,或許能解釋為何美國會偕同荷蘭政府,緊急停止艾司摩爾對中國的出口最後一批深紫外光曝光機。

針對進口艾司摩爾曝光機被喊卡,中國晶圓代工大廠中芯國際、華虹半導體、中晶半導體等均未回應此事。倒是,中國唯一知名的曝光機製造商上海微電子日前傳出已開發 28 奈米的曝光機,但跟世界尖端的機台比起來仍落後相當多世代。

不僅曝光機 還有「電子設計自動化」(EDA)

除了先進製造設備如艾司摩爾之外,中國要製造更先進晶片的挑戰之一是得獲得「電子設計自動化 」(Electronic design automation, EDA ) 技術。全球 EDA 軟體主要由美商 Cadence、新思科技(Synopsys)、明導國際主導,中國的華大九天、芯願景、廣立微、概倫電子均難以望其項背。但是,明導國際 2017 年被西門子收購。

根據《路透社》2023 年 12 月 30 日的報導,中芯國際旗下投資工具「中國財富科技資本」 2023 年 6 月公開的資金挹注 2021 年成立的中國 EDA 新創企業「華芯程」(SEIDA),除了中芯之外,還有另外 5 家投資者(其中包括 4 家中國創投公司)收購了華芯程的股份。

2023年華芯程在中國獲得了餘杭區「人才創新創業企業」的稱號。
(圖/華芯程)

西門子的 EDA 部門,是德國工業巨頭西門子的美國子公司,公司的 EDA 工具在中國市場佔據主導地位。而華芯程曾通知投資者,它計劃要在中國販售 EDA。

華芯程的例子說明以美國為首的西方在阻礙中國先進晶片技術發展。但中國也急於促進國內半導體產業發展,吸引外籍專家回國克服產業的落後。而許多半導體技術的演進,都立基於現有智慧財產的基礎上。

值得注意的是,「光學鄰近修正」(optical proximity correction, OPC)技術是 EDA 的其一關鍵技術,常用來改善光罩圖形失真問題的曝光方法。但目前尚無法確定華芯程是否 OPC 技術取得進展。

引人注目的是,華芯程執行長是曾任職於西門子數位化工業軟體公司(Siemens EDA)的張立國。此外,還至少有另外三名來自西門子 EDA 的中國工程師加入華芯程。

人才流動或技術偷竊? 出口管制無法控制人的大腦 

華芯程執行長張立國早期是在明導國際(Mentor Graphics)工作,現年 44 歲的張立國是中國大學的微電子學碩士,前後在明導國際和西門子工作十幾年,曾擔任西門子 EDA 產品總監,於 2022 年 7 月成為華芯程執行長。張立國在美國住了足夠長的時間已獲得永久居留權,並在矽谷擁有房產。

目前華芯程及其高層均未被指控有不當行為,也尚未有公開證據表明華芯程有使用到西門子 EDA 的技術和知識。

但即使華芯程高層沒有從前雇主那裡偷竊智慧財產,華芯程欲發展的技術非常複雜,只有多年跟現有供應商合作的經驗才能讓他們提供跟類似西門子 EDA 的產品與服務。

柏林智庫「新責任基金會」(Stiftung Neue Verantwortung)高階研究員、科技與地緣政治專案主任克雷恩豪斯(Jan-Peter Kleinhans)認為說:「至少可以說,在沒有獲得任何現有智慧財產的情況下,從頭開始開發光學鄰近修正技術是個挑戰。」

業界的人員流動,尤其是跨國界的人員流動,都會讓調查出口違規行為或追究智慧財產竊盜索賠的難度大增。戰略暨國際研究中心(CSIS)「戰略科技計畫」(Strategic Technologies Program)主任路易斯(James Andrew Lewis)說:「任何出口管制,都無法真正的控制人們腦袋裡的東西。

加州半導體缺陷檢測工具公司 FemtoMetrix 的執行長拉斐爾(Alon Raphael)表示,他透過慘痛的經驗得到教訓。直到 2020 年,FemtoMetrix 都是該技術的唯一供應商,該技術花了十年的時間開發。但拉斐爾說,那年年底,一名涉及關鍵技術的員工 Chongji Huang 辭職後,在提供類似產品的上海新創公司微崇半導體嶄露頭角。

2022 年底 FemtoMetrix 對微崇半導體興訟,但微崇半導體的律師辯稱,Chongji Huang 和微崇沒偷 FemtoMetrix 的技術,沒侵犯商業秘密。

面對中國不公平競爭 美國審查半導體供應鏈的中國因素

美中兩國在科技業的「你繞路我圍堵」,除了涉及智慧財產的流動、設備的圍堵之外,美國商務部在 2023 年 12 月 21 日表示,基於國安疑慮將對美國半導體供應鏈和國防工業基礎展開調查,調查將於一月開始,旨在「減少」中國因素造成的國家安全風險,並將重點關注美國關鍵產業供應鏈裡中國製晶片的使用和採購狀況。

美國商務部的報告稱,總部位於美國的公司約佔全球半導體收入的一半,但美國半導體製造成本可能比世界其他地區高出 30-45%。

而過去 10 年中國政府向中國半導體產業提供了約 1,500 億美元的補貼,美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)表示,這對美國和其他外國競爭對手來說是不公平的競爭環境。

美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)
(圖/Twitter @SecRaimondo)

在過去幾年中,中國擴大自家公司傳統晶片的生產規模,導致美國公司難以競爭。雷蒙多也明確說:「解決外國政府威脅美國傳統晶片供應鏈的非市場行為攸關國家安全。」

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參考資料連結:
2024/01/02 Bloomberg US Pressured Netherlands to Block China-Bound Chip Machinery
2024/01/02 The Guardian ASML halts hi-tech chip-making exports to China reportedly after US request
2024/01/02 Engadget US reportedly halted ASML’s chipmaking machine shipments to China weeks before ban
2023/12/30 Reuters US wants to contain China’s chip industry. This startup shows it won’t be easy
2023/12/21 VOA Chinese Chip Import Concerns Prompt US to Review Semiconductor Supply Chain

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