华为中芯如何突围冲刺7奈米?专家点出阴招(图)
华为在8月底推出Mate 60 Pro智慧手机,搭载中芯国际以7奈米制程生产的麒麟9000S芯片,引发拜登政府和各界高度关切,因为这象征两家业者突破美国出口管制,继续打造先进芯片。华盛顿智库“战略与国际研究中心”(CSIS)的最新研究报告显示,华为和中芯可能靠著一些“奥步”招数来突围,包括使用盗版的美国电子设计自动化(EDA)软体工具、设立空壳公司欺骗美国出口商、以及进行采购时宣称扩增28奈米产线实则推进7奈米,来骗取继续取得美国零件。
美国智库AI专家点出华为和中芯可能靠拿些招术突破美国出口管制,继续推进发展7奈米芯片。欧新社
华为在8月底推出Mate 60 Pro智慧手机,搭载中芯国际以7奈米製程生产的麒麟9000S芯片,引发拜登政府和各界高度关切。美联社
中芯早在美国2022年10月祭出口管制前 就完成7奈米相关开发工作
CSIS的AI与先进技术专家艾伦(Gregory Allen)在研究报告中指出,尽管中芯没有EUV机台,但最晚在2022年7月,甚至可能早在2021年7月,就已开始生产7奈米芯片,当时是专门用于加密货币挖矿的芯片,接著步步改进7奈米制程。等于是早在拜登政府于2022年10月7日推出新的半导体出口管制措施之前,中芯就已经完成N+2制程(相当于7奈米制程)的大部分相关开发工作。
然而,产业专家告诉CSIS,中国半导体制造设备公司就算联手,也无法造出能让7奈米晶圆厂运作的多种高阶设备,连一成设备都造不出来。事实上,全球没有一座7奈米晶圆厂不需要依赖美国掌控的技术,因此很明显地,中芯国际正在利用美国科技,包括机器、元件、备用零件及原物料等,为华为生产芯片。
可能采用盗版的美国EDA软体进行IC设计
在IC设计方面,华为高度可能是使用美国电子设计自动化(EDA)公司的软体工具来设计这些芯片。华为今年3月宣布,已针对14奈米以上芯片生产工具达成突破,但这项声明迄今尚未被外界证实。目前,拥有技术成熟的EDA软体,并能用于设计7奈米芯片的公司,全都是美国公司。在华为遭美国商务部列入实体清单前,华为已从这些公司合法取得相关软体的使用授权,且开始使用这些软体。
这就能解释为何华为能在2018年设计出首批7奈米芯片。不过,自2020年来,美国EDA软体供应商已被要求禁止更新华为的软体授权,亦不得提供软体更新。产业人士告诉CSIS,华为新机采用的7奈米芯片,多半是利用盗版的美国EDA工具设计出来的。在EDA产业,中国软体盗版已是人尽皆知的问题。
早已囤积生产设备与零件
另外在制造设备方面,中芯早在2020年12月被列入实体清单之前,就已发动猛烈的产能扩张攻势,并大举收购设备。美国在10月7日之前施加的限制,对限制中芯采购先进半导体制造设备的成效微乎其微,即使已知该设备是直接支援7奈米产线。中芯14奈米鳍式场效电晶体(FinFet)产线早在2019年就已经商转,因此升级至7奈米制程所需的设备几乎都应有尽有了,因为有能力把设备“回收”后再用于未来的节点。
一如华为早在美国实体清单限制生效前,就已囤积了两年的芯片供应量,中芯也累积了大量的机器设备,可能也囤积了大量的备用零件,以便随时取用。近年来,中国大陆采购半导体制造设备的规模是如此庞大,以至于非大陆芯片制造商纷纷抱怨,自己的订单因此遭到设备供应商延误,未能准时交货。产业消息来源告诉CSIS,设备供应商常以“非市场需求”一词来称呼大陆客户,意思是这些客户是为了策略性理由而采购,非关市况或获利最大化。
成立空壳公司欺骗美国出口商 继续购得美国设备与零组件
再者,业内消息来源向CSIS透露,在10月7日的规定宣布前,一些美商公司制造的半导体制造设备、零组件和备用零件,就已在未透过总部在外国的伙伴取得授权许可的情况下,输出到中国大陆。这么做未遵循“外国直接产品规则”(FDPR)或“美国主体”(US persons)规定,但未必违反美国法律。
产业消息来源也告诉CSIS,中芯已设立一个由空壳公司与大陆伙伴公司组成的网络,透过该网络就能欺骗美国出口商,继续购得美国设备与零组件。若是属实,对这些空壳公司的销售必涉及中芯触犯美国法律,但美商公司若对空壳公司代中芯行动并不知情,就不触法。
谎称扩增28奈米产线 采买零件用于7奈米产线
另一招则是中芯在采购时对半导体设备业者说谎,谎称扩增28奈米产线,实则推进7奈米制程。
CSIS的研究指出,应用材料、科林研发、东京威力科创、科磊、Screen、ASM International、Kokusai 等半导体制造设备厂商,基本上向中国大陆市场销售所有他们可提供的工具。他们卖给中芯是为用于28奈米制程,然而这些厂商的每个设备其实均可通用于7奈米,甚至5奈米制程。中芯采购时对设备商说谎,实际应用于7奈米制桯。
当中芯扩充28奈米制程以及延伸到其他技术节点时,对这些设备工具被转到更为先进制程的环节避重就轻,也有可能这些设备供应商内部的人也知道发生什么事,但选择假装没看见。
中芯宣称这只是在扩充28奈米制程的产能,不诚实也不合理。其他中国大陆的芯片制造公司都买设备时,一开始均明确表示要从事28奈米制程,但后来改变进行更先进的制程。
2021年2月中国大陆媒体报道,中芯上海华虹六厂开始生产28奈米芯片,但最终中芯计划将工厂升级到14奈米制程,且产能将达到40,000 WPM。然而,中芯确实28奈米的客户愈来愈多,转换到7奈米对未来发展有利。