姓 名：李歡迎? ? ? ? ? ? 學 號：20181214053? ? ? ? ? ? ? 學 院：廣研院
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【嵌牛導讀】：2019年，積怨已久的日本和韓國展開了一場“半導體之戰(zhàn)”，直接影響了全球半導體、集成電路、芯片的供應(yīng)。
【嵌牛鼻子】：半導體產(chǎn)業(yè)之裂變
【嵌牛提問】：日韓半導體之爭，60年積怨大爆發(fā)，華為能學到什么？
【嵌牛內(nèi)容】
? ? ? ?2019年，積怨已久的日本和韓國展開了一場“半導體之戰(zhàn)”，直接影響了全球半導體、集成電路、芯片的供應(yīng)。而對于目前面臨多重挑戰(zhàn)的華為來說，這場“半導體之戰(zhàn)”有何借鑒意義？
? ? ? ?日本如何打壓韓國半導體？韓國和日本算得上是老對手了，上世紀韓國還曾經(jīng)被日本殖民過。如今，兩個國家之間雖然沒有了真刀真槍的戰(zhàn)爭，但沒有硝煙的科技戰(zhàn)卻時時刻刻在上演。比如2019年的一場“半導體之戰(zhàn)”。2019年7月初，日韓突顯爭端，日本為了打壓韓國半導體工業(yè)，限制對韓出口含氟聚酰亞胺、光刻膠和高純度氟化氫。
? ? ? ?這可實實在在是把韓國給打懵逼了。為什么這么說？首先你得先知道這三個東西對半導體工業(yè)有多重要。含氟聚酰亞胺，是一種特種工程材料，因為熱穩(wěn)定性高、耐腐蝕性和機械性能出色，使用溫度區(qū)間較大，被廣泛應(yīng)用于顯示器、柔性太陽能電池、半導體器件等。主要作為柔性手機屏幕外蓋板。 而光刻膠是半導體光刻工藝實現(xiàn)選擇性刻蝕的關(guān)鍵材料。我們所知道著名的荷蘭阿斯麥爾公司的光刻機，類似膠卷照相機，它的功能將電路圖縮小并曝光到晶圓上，曝光的過程需要利用紫外線和光刻膠發(fā)生化學反應(yīng)，可以在晶圓表面的覆膜上形成圖形，方便后續(xù)制造。
? ? ? ? 專業(yè)點說光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成份組成的。利用光化學反應(yīng)，經(jīng)光刻機曝光、顯影、刻蝕等工藝將電路圖轉(zhuǎn)移到待加工基片。光刻機曝光是通過紫外光、電子束、準分子激光束、X射線、離子束等曝光源的照射或輻射，從而使光刻膠的溶解度發(fā)生變化，刻畫電路，初步完成芯片的制造。
? ? ? ?高純度氟化氫則是氟精細化學品的一種，主要用氫氟酸清洗晶圓表面，或是芯片加工過程中的清洗和蝕刻等工序上，就是把刻蝕后存在的雜質(zhì)清洗干凈。高純度的電子級氟化氫，制造工藝要求較高，這個后面提。這樣描述大家可能還是會有點搞不懂。簡單理解芯片制程工藝就是在芯片上，放置無數(shù)個晶體管。要完成這項工作，首先進行光刻，將上億個晶體管刻在指甲蓋大小的芯片，這需要提前把電路圖畫好，通過光刻機無限縮小，將電路圖印在晶圓的覆膜上面，光刻機需要畫好線，有點像裁縫在布上畫好線，之后才能剪裁。
? ? ? ?不過哪些地方要刻，哪些地方不刻，都需要提前設(shè)計好，不刻的地方用掩膜板遮住。此時需要光刻膠覆蓋晶圓的覆膜，通過紫外線照射，產(chǎn)生化學反應(yīng)，可以在覆膜上刻蝕出電路圖。接著通過高純度氟化氫清洗剛才刻蝕出后的雜質(zhì)，清洗干凈后才可以用離子注入機注入PN結(jié)，形成一個半導體回路，重復上億次，一個錯不能出，才能制造出芯片。
? ? ? ?日本在工業(yè)半導體領(lǐng)域是個王者，半導體產(chǎn)業(yè)鏈一般分為上下游，上游技術(shù)壁壘極高，下游就是密集型產(chǎn)業(yè)鏈。怎么劃分的呢？拿芯片舉例。芯片的全產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計、制造、封裝、測試。設(shè)計和制造就是上游產(chǎn)業(yè)，封裝和測試就是下游產(chǎn)業(yè)。
? ? ? ?當初歐美等發(fā)達國家生產(chǎn)線外移的時候都是下游產(chǎn)業(yè)外移，所以下游技術(shù)最好的就是中國。下游我們做得不錯，上游我們也有出彩的地方，尤其是在芯片設(shè)計方面的技術(shù)積累得不錯，像華為海思、紫光展銳、韋爾股份等在世界都很有競爭力。設(shè)計有優(yōu)勢，但是中國在制造領(lǐng)域存在很多問題，例如荷蘭阿斯麥爾公司的光刻機，我們就沒有，阿斯麥爾決定了全球誰可以生產(chǎn)更先進制程的半導體晶圓，但是美國會經(jīng)常插手。
? ? ? ? 日本雖然在消費芯片設(shè)計存在短板，但是在芯片制造方面技術(shù)極為扎實。 在上世紀90年代，半導體十大巨頭中，六家是日本企業(yè)，日本在半導體的底蘊斐然。因為美國曾經(jīng)的制裁，日本消費半導體領(lǐng)域逐漸衰弱，到了現(xiàn)在只有東芝苦苦掙扎，但是日本憑著強大的底蘊，在工業(yè)半導體的上發(fā)力也成就了一番事業(yè)。
? ? ? ?雖然阿斯麥爾的光刻機厲害，但是日本佳能、尼康也不差，三個企業(yè)占據(jù)全球92%的市場。除了光刻機，日本的刻蝕機和離子注入機也都是霸者一般的存在。日本企業(yè)在全球半導體材料市場所占的份額達到52%，尤其是在制造方向的輔助材料，在世界占據(jù)頭籌。例如EUV光刻膠，主要應(yīng)用于芯片制造，目前基本被日本壟斷，生產(chǎn)的企業(yè)分別是JSR和信越化學，生產(chǎn)的光刻膠占據(jù)光刻機市場的90%以上。隨著EUV技術(shù)發(fā)展，也就是極紫外線曝光技術(shù)的升級，對于EUV光刻膠的要求也越來越高。阿斯麥爾的光刻機在光刻時需要不停地用高純度氟化氫清洗，所以光刻膠除了要保持本身的功能外，還需要避免和氟化氫或者雜質(zhì)產(chǎn)生化學反應(yīng)，制造難度極大。
? ? ? ? 這就需要制成光刻膠的感光樹脂、增感劑和溶劑純度極高,這對于提純工藝就有非常高的要求了，而且需要不斷測試，配比都是日本企業(yè)最高級機密，因此日本占據(jù)了大量的各類芯片光刻膠的市場。還有日本的電子級氫氟酸，電子級別意味著純度極高，我們大致把氫氟酸的純度按等級劃分為EL、UP、UPS、UPSS、UPSSS級別，UPSS、UPSSS是高端半導體級別。高純度的氫氟酸制造主要是用蒸餾技術(shù)來提純，經(jīng)過多次蒸餾，將雜質(zhì)逐步分離，得到高純度的氫氟酸。
? ? ? ?電子級的氫氟酸對于提純技術(shù)要求太高了，屬于精細化學應(yīng)用領(lǐng)域，日本是巨頭。但這個方面我們國家雖然起步比較晚，但是發(fā)展比較快，也和日本企業(yè)有了對抗的資本。日本在材料領(lǐng)域有得天獨厚的優(yōu)勢，每年新材料產(chǎn)業(yè)全球?qū)＠暾埩咳毡径际鞘澜绲谝?，加上日本的半導體底蘊雄厚，技術(shù)領(lǐng)域可以算是獨領(lǐng)風騷，全球無人能匹敵。所以日本敢對韓國出手，不是因為韓國沒有，而是因為韓國造不出質(zhì)量這么好的。但韓國就這么輕易服軟？
?韓國如何回擊日本？
? ? ? ?認慫可不符合韓國人的性格，當初美國做空韓元股價，韓國350萬人民賣了200億美元的黃金，拿韓元死磕華爾街。日本剛剛發(fā)布制裁時，三星太子李在镕一開始也是跑到日本去斡旋，沒想到慘遭刁難，最后怒氣沖冠，決定死磕到底。那韓國是怎么做的呢？ 首先是韓國為了在半導體供應(yīng)鏈擺脫對日本的依賴，投入1萬多億韓元推進材料和制造設(shè)備的國產(chǎn)化，鼓勵三星和SK海力士引進本國產(chǎn)品，接著打算7年里投入約7.8萬億韓元研發(fā)半導體新材料。
? ? ? ?韓國當初進口的氟化氫中，日本產(chǎn)品占43.6%，2019年6月韓國進口約3026噸，制裁開啟后降至0。此時韓國跑到中國采購補充缺口，同時韓國SK海力士公司也加快氟化氫的生產(chǎn)工作。12月以后日本結(jié)束制裁，韓國采購量恢復至793噸，但之后每月采購也就400噸左右。日本兩家氫氟酸供應(yīng)商虧了個底朝天，可以說是傷敵一千，自損八百。
? ? ? ?其次SK海力士收購了韓國錦湖石油化學的光刻膠業(yè)務(wù)，解決了DUV深紫外線光刻機的配套工作。DUV主要用于存儲芯片的光刻任務(wù)，但是飯是一口口吃的，一下就做EUV的光刻膠容易完蛋，而且三星就是靠存儲芯片發(fā)家致富的，這是核心利益，不光這樣，韓國還邀請美國杜邦來做聯(lián)合研發(fā)，美國企業(yè)加入這不得不引人遐想一下。
? ? ? ? 2019年年底日本的制裁無聲而終，對韓國恢復供應(yīng)。但是韓國并不打算放過日本，不斷加大自主研發(fā)的投入，三星用本國產(chǎn)品生產(chǎn)的芯片瑕疵率極高，但也不打算放棄國產(chǎn)，這就極大地促進了韓國本土工業(yè)的發(fā)展。韓國日本的半導體之戰(zhàn)沒有持續(xù)很久，尤其是對比中美科技戰(zhàn)，日韓兩國的科技戰(zhàn)多少有點雷聲大雨點小的感覺，雖然事情不大，但產(chǎn)生的影響卻極為惡劣。日韓兩個半導體大國掐架，必然會導致兩國半導體企業(yè)受損，影響全球半導體供應(yīng)鏈。但作為局外人的美國卻是坐收漁翁之利。事實上，美國一直都在利用自己的科技霸權(quán)，針對全世界的科技企業(yè)。
華為能學到什么？
? ? ? ?如今，華為正在面臨來自美國的非常大的挑戰(zhàn)，對于華為來說，如何面對，直接決定了未來的“生死”。無獨有偶，上世紀的日本也曾遭遇類似的挑戰(zhàn)。1953年，盛田昭夫從美國引進晶體管技術(shù)，開始制造日本本土的晶體管收音機，隨著生意發(fā)展得越來越好，他給公司注冊了商標名為“SONY”，開始了SONY的成名之旅。通過自己的高性價比收音機，迅速打入歐美市場，從一開始的年銷量400萬臺迅速飆升至2400萬臺。
? ? ? ?日本在消費半導體嘗到了甜頭，一發(fā)不可收拾，半導體發(fā)展極為迅速，研發(fā)費用傾斜比重也越來越高，尤其是集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，讓日本經(jīng)濟開始復蘇。接著日本在集成電路不斷升級創(chuàng)造，威脅著美國半導體行業(yè)，雙方摩擦不斷加劇。尤其是美國DRAM芯片的出現(xiàn)，日本先開始模仿后開始創(chuàng)新，不斷掠奪和蠶食美國的市場，最后逼著美國英特爾直接放棄DRAM芯片市場。1986年美國直接出面，強迫日本簽署半導體協(xié)議，限制日本半導體出口數(shù)量，次年美國又以日方未遵守協(xié)議施加100%進口關(guān)稅。
? ? ? ?這就是著名的東芝事件，因為東芝向蘇聯(lián)出口八臺“五軸聯(lián)動數(shù)控機床”，主要用于軍工，說是促進了蘇聯(lián)的軍事發(fā)展，但是日本重型機床的技術(shù)遠遠比不上歐洲國家，蘇聯(lián)本國的重型機床已經(jīng)十分出色，估計只是拿來測試調(diào)研。但是美國在這件事兒大做文章，因為東芝作為日本最大的工業(yè)生產(chǎn)商，在半導體和機械制造領(lǐng)域極為強大，美國通過該事件敲打著日本整個工業(yè)鏈，那時候美日的貿(mào)易摩擦不斷加劇。但日本是美國的小弟，自然是斗不過的。美國后續(xù)讓日本簽下了一系列不平等條約，導致日本制造業(yè)大幅倒退，尤其是消費類半導體領(lǐng)域無力為繼，間接導致了日本失落的30年。此時美國也沒閑著，害怕日本再崛起，決定要給日本培養(yǎng)個競爭對手，先是一手扶持起臺積電等企業(yè)，后是細心培養(yǎng)韓國三星。目前這兩家企業(yè)都是芯片消費領(lǐng)域的巨頭。而日本受制于半導體協(xié)議，不能研究。隨著1992年美國“信息網(wǎng)絡(luò)改革”，美國重新奪回半導體霸權(quán)，而在半導體協(xié)議結(jié)束以后，日本的消費類半導體市場已經(jīng)所剩無幾。而對于韓國來說，日本本來就是仇敵。再加上美國利用韓國這個心態(tài)，讓韓國一直在日本的優(yōu)勢領(lǐng)域發(fā)展，相互形成制約，無力威脅美國科技。事實上，從上個世紀60年代開始，日本跟韓國在半導體行業(yè)的梁子就已經(jīng)結(jié)下了。而2019年的“半導體之戰(zhàn)”，也不過是兩國60年積怨的大爆發(fā)而已。
? ? ? ?不過，無論兩個國家鬧得多兇，美國才是真正的“幕后玩家”。但美國沒想到的是，搞定了日韓，還有異軍突起的中國。華為5G橫空出世，國內(nèi)一眾科技企業(yè)有了抬頭的趨勢，核電工程、AI、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型企業(yè)一個個如春筍般冒出，加上中國在半導體領(lǐng)域研發(fā)投入比重也逐步加大，嚴重威脅到美國企業(yè)的市場。美國當初想像欺負日本那樣欺負中國，以為中國會慫，可惜美國低估了中國。我國半導體領(lǐng)域發(fā)展迅速，主要集中在中低端，但高端市場競爭力這幾年優(yōu)勢逐步凸顯。美國的打壓確實對我們有一定影響，但美國想一口氣打服我們是不可能的。美國先拿華為、中興開刀，覺得不過癮又陸續(xù)針對了上百個中國企業(yè)和學校，都是能在科技領(lǐng)域?qū)γ绹纬赏{的企業(yè)，可惜中國不是日韓，絕對不會服軟。甚至，華為等高科技企業(yè)正式逆勢上揚，大有趕超美國之勢，到頭來，美國會發(fā)現(xiàn)，自己所做的一切不過是徒勞無功而已。正所謂，“他強由他強，清風拂山崗；他橫由他橫，明月照大江?！?/p>
