2019年,积怨已久的日本和韩国展开了一场“半导体之战”,直接影响了全球半导体、集成电路、芯片的供应。而对于目前面临多重挑战的华为来说,这场“半导体之战”有何借鉴意义?

日本如何打压韩国半导体?

韩国和日本算得上是老对手了,上世纪韩国还曾经被日本殖民过。如今,两个国家之间虽然没有了真刀真枪的战争,但没有硝烟的科技战却时时刻刻在上演。

比如2019年的一场“半导体之战”。

2019年7月初,日韩突显争端,日本为了打压韩国半导体工业,限制对韩出口含氟聚酰亚胺、光刻胶和高纯度氟化氢。

这可实实在在是把韩国给打懵逼了。为什么这么说?

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图1)

首先你得先知道这三个东西对半导体工业有多重要。

含氟聚酰亚胺,是一种特种工程材料,因为热稳定性高、耐腐蚀性和机械性能出色,使用温度区间较大,被广泛应用于显示器、柔性太阳能电池、半导体器件等。主要作为柔性手机屏幕外盖板。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图2)

而光刻胶是半导体光刻工艺实现选择性刻蚀的关键材料.

我们所知道著名的荷兰阿斯麦尔公司的光刻机,类似胶卷照相机,它的功能将电路图缩小并曝光到晶圆上,曝光的过程需要利用紫外线和光刻胶发生化学反应,可以在晶圆表面的覆膜上形成图形,方便后续制造。

专业点说光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成份组成的。利用光化学反应,经光刻机曝光、显影、刻蚀等工艺将电路图转移到待加工基片。

光刻机曝光是通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射,从而使光刻胶的溶解度发生变化,刻画电路,初步完成芯片的制造。

高纯度氟化氢则是氟精细化学品的一种,主要用氢氟酸清洗晶圆表面,或是芯片加工过程中的清洗和蚀刻等工序上,就是把刻蚀后存在的杂质清洗干净。

高纯度的电子级氟化氢,制造工艺要求较高,这个后面提。

这样描述大家可能还是会有点搞不懂。简单理解芯片制程工艺就是在芯片上,放置无数个晶体管。要完成这项工作,首先进行光刻,将上亿个晶体管刻在指甲盖大小的芯片,这需要提前把电路图画好,通过光刻机无限缩小,将电路图印在晶圆的覆膜上面,光刻机需要画好线,有点像裁缝在布上画好线,之后才能剪裁。

不过哪些地方要刻,哪些地方不刻,都需要提前设计好,不刻的地方用掩膜板遮住。此时需要光刻胶覆盖晶圆的覆膜,通过紫外线照射,产生化学反应,可以在覆膜上刻蚀出电路图。接着通过高纯度氟化氢清洗刚才刻蚀出后的杂质,清洗干净后才可以用离子注入机注入PN结,形成一个半导体回路,重复上亿次,一个错不能出,才能制造出芯片。

日本在工业半导体领域是个王者,半导体产业链一般分为上下游,上游技术壁垒极高,下游就是密集型产业链。怎么划分的呢?拿芯片举例。

芯片的全产业链包括设计、制造、封装、测试。设计和制造就是上游产业,封装和测试就是下游产业。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图3)

当初欧美等发达国家生产线外移的时候都是下游产业外移,所以下游技术最好的就是中国。下游我们做得不错,上游我们也有出彩的地方,尤其是在芯片设计方面的技术积累得不错,像华为海思、紫光展锐、韦尔股份等在世界都很有竞争力。

设计有优势,但是中国在制造领域存在很多问题,例如荷兰阿斯麦尔公司的光刻机,我们就没有,阿斯麦尔决定了全球谁可以生产更先进制程的半导体晶圆,但是美国会经常插手。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图4)

日本虽然在消费芯片设计存在短板,但是在芯片制造方面技术极为扎实。

在上世纪90年代,半导体十大巨头中,六家是日本企业,日本在半导体的底蕴斐然。因为美国曾经的制裁,日本消费半导体领域逐渐衰弱,到了现在只有东芝苦苦挣扎,但是日本凭着强大的底蕴,在工业半导体的上发力也成就了一番事业。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图5)

虽然阿斯麦尔的光刻机厉害,但是日本佳能、尼康也不差,三个企业占据全球92%的市场。除了光刻机,日本的刻蚀机和离子注入机也都是霸者一般的存在。

日本企业在全球半导体材料市场所占的份额达到52%,尤其是在制造方向的辅助材料,在世界占据头筹。

例如EUV光刻胶,主要应用于芯片制造,目前基本被日本垄断,生产的企业分别是JSR和信越化学,生产的光刻胶占据光刻机市场的90%以上。

随着EUV技术发展,也就是极紫外线曝光技术的升级,对于EUV光刻胶的要求也越来越高。阿斯麦尔的光刻机在光刻时需要不停地用高纯度氟化氢清洗,所以光刻胶除了要保持本身的功能外,还需要避免和氟化氢或者杂质产生化学反应,制造难度极大。

这就需要制成光刻胶的感光树脂、增感剂和溶剂纯度极高,这对于提纯工艺就有非常高的要求了,而且需要不断测试,配比都是日本企业最高级机密,因此日本占据了大量的各类芯片光刻胶的市场。

还有日本的电子级氢氟酸,电子级别意味着纯度极高,我们大致把氢氟酸的纯度按等级划分为EL、UP、UPS、UPSS、UPSSS级别,UPSS、UPSSS是高端半导体级别。

高纯度的氢氟酸制造主要是用蒸馏技术来提纯,经过多次蒸馏,将杂质逐步分离,得到高纯度的氢氟酸。

电子级的氢氟酸对于提纯技术要求太高了,属于精细化学应用领域,日本是巨头。但这个方面我们国家虽然起步比较晚,但是发展比较快,也和日本企业有了对抗的资本。

日本在材料领域有得天独厚的优势,每年新材料产业全球专利申请量日本都是世界第一,加上日本的半导体底蕴雄厚,技术领域可以算是独领风骚,全球无人能匹敌。

所以日本敢对韩国出手,不是因为韩国没有,而是因为韩国造不出质量这么好的。但韩国就这么轻易服软?

韩国如何回击日本?

认怂可不符合韩国人的性格,当初美国做空韩元股价,韩国350万人民卖了200亿美元的黄金,拿韩元死磕华尔街。

日本刚刚发布制裁时,三星太子李在镕一开始也是跑到日本去斡旋,没想到惨遭刁难,最后怒气冲冠,决定死磕到底。那韩国是怎么做的呢?

首先是韩国为了在半导体供应链摆脱对日本的依赖,投入1万多亿韩元推进材料和制造设备的国产化,鼓励三星和SK海力士引进本国产品,接着打算7年里投入约7.8万亿韩元研发半导体新材料。

韩国当初进口的氟化氢中,日本产品占43.6%,2019年6月韩国进口约3026吨,制裁开启后降至0。

此时韩国跑到中国采购补充缺口,同时韩国SK海力士公司也加快氟化氢的生产工作。

12月以后日本结束制裁,韩国采购量恢复至793吨,但之后每月采购也就400吨左右。日本两家氢氟酸供应商亏了个底朝天,可以说是伤敌一千,自损八百。

其次SK海力士收购了韩国锦湖石油化学的光刻胶业务,解决了DUV深紫外线光刻机的配套工作。

DUV主要用于存储芯片的光刻任务,但是饭是一口口吃的,一下就做EUV的光刻胶容易完蛋,而且三星就是靠存储芯片发家致富的,这是核心利益,不光这样,韩国还邀请美国杜邦来做联合研发,美国企业加入这不得不引人遐想一下。

2019年年底日本的制裁无声而终,对韩国恢复供应。但是韩国并不打算放过日本,不断加大自主研发的投入,三星用本国产品生产的芯片瑕疵率极高,但也不打算放弃国产,这就极大地促进了韩国本土工业的发展。

韩国日本的半导体之战没有持续很久,尤其是对比中美科技战,日韩两国的科技战多少有点雷声大雨点小的感觉,虽然事情不大,但产生的影响却极为恶劣。

日韩两个半导体大国掐架,必然会导致两国半导体企业受损,影响全球半导体供应链。

但作为局外人的美国却是坐收渔翁之利。事实上,美国一直都在利用自己的科技霸权,针对全世界的科技企业。

华为能学到什么?

如今,华为正在面临来自美国的非常大的挑战,对于华为来说,如何面对,直接决定了未来的“生死”。无独有偶,上世纪的日本也曾遭遇类似的挑战。

1953年,盛田昭夫从美国引进晶体管技术,开始制造日本本土的晶体管收音机,随着生意发展得越来越好,他给公司注册了商标名为“SONY”,开始了SONY的成名之旅。

通过自己的高性价比收音机,迅速打入欧美市场,从一开始的年销量400万台迅速飙升至2400万台。

日本在消费半导体尝到了甜头,一发不可收拾,半导体发展极为迅速,研发费用倾斜比重也越来越高,尤其是集成电路的出现和发展,让日本经济开始复苏。

接着日本在集成电路不断升级创造,威胁着美国半导体行业,双方摩擦不断加剧。

尤其是美国DRAM芯片的出现,日本先开始模仿后开始创新,不断掠夺和蚕食美国的市场,最后逼着美国英特尔直接放弃DRAM芯片市场。

1986年美国直接出面,强迫日本签署半导体协议,限制日本半导体出口数量,次年美国又以日方未遵守协议施加100%进口关税。

这就是著名的东芝事件,因为东芝向苏联出口八台“五轴联动数控机床”,主要用于军工,说是促进了苏联的军事发展,但是日本重型机床的技术远远比不上欧洲国家,苏联本国的重型机床已经十分出色,估计只是拿来测试调研。

但是美国在这件事儿大做文章,因为东芝作为日本最大的工业生产商,在半导体和机械制造领域极为强大,美国通过该事件敲打着日本整个工业链,那时候美日的贸易摩擦不断加剧。

但日本是美国的小弟,自然是斗不过的。美国后续让日本签下了一系列不平等条约,导致日本制造业大幅倒退,尤其是消费类半导体领域无力为继,间接导致了日本失落的30年。

此时美国也没闲着,害怕日本再崛起,决定要给日本培养个竞争对手,先是一手扶持起台积电等企业,后是细心培养韩国三星。

目前这两家企业都是芯片消费领域的巨头。而日本受制于半导体协议,不能研究。

随着1992年美国“信息网络改革”,美国重新夺回半导体霸权,而在半导体协议结束以后,日本的消费类半导体市场已经所剩无几。

而对于韩国来说,日本本来就是仇敌。再加上美国利用韩国这个心态,让韩国一直在日本的优势领域发展,相互形成制约,无力威胁美国科技。

事实上,从上个世纪60年代开始,日本跟韩国在半导体行业的梁子就已经结下了。而2019年的“半导体之战”,也不过是两国60年积怨的大爆发而已。

不过,无论两个国家闹得多凶,美国才是真正的“幕后玩家”。

但美国没想到的是,搞定了日韩,还有异军突起的中国。

华为5G横空出世,国内一众科技企业有了抬头的趋势,核电工程、AI、工业互联网等新型企业一个个如春笋般冒出,加上中国在半导体领域研发投入比重也逐步加大,严重威胁到美国企业的市场。

美国当初想像欺负日本那样欺负中国,以为中国会怂,可惜美国低估了中国。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图6)

我国半导体领域发展迅速,主要集中在中低端,但高端市场竞争力这几年优势逐步凸显。美国的打压确实对我们有一定影响,但美国想一口气打服我们是不可能的。

美国先拿华为、中兴开刀,觉得不过瘾又陆续针对了上百个中国企业和学校,都是能在科技领域对美国形成威胁的企业,可惜中国不是日韩,绝对不会服软。

日韩半导体大战,华为从中能学习到什么?(图7)

甚至,华为等高科技企业正式逆势上扬,大有赶超美国之势,到头来,美国会发现,自己所做的一切不过是徒劳无功而已。正所谓,“他强由他强,清风拂山岗;他横由他横,明月照大江。”

    部分内容来自网络,侵权联系删除。