中國長江存儲計(jì)劃通過使用國產(chǎn)工具建立生產(chǎn)線來擺脫美國制裁

(圖片來源：YMTC)

長江存儲技術(shù)有限公司（YMTC），中國領(lǐng)先的 NAND 存儲器生產(chǎn)商，自 2022 年底以來一直被美國商務(wù)部列入實(shí)體清單，這基本上禁止了其獲取先進(jìn)制造設(shè)備。盡管面臨制裁和限制，YMTC 計(jì)劃今年擴(kuò)大其生產(chǎn)能力，目標(biāo)是在 2026 年底前占據(jù) NAND 存儲器生產(chǎn)市場的 15%，據(jù)《Digitimes》報(bào)道。該公司還計(jì)劃建設(shè)一條僅使用中國制造設(shè)備的試驗(yàn)生產(chǎn)線。

YMTC 將擴(kuò)大產(chǎn)能至每月 15 萬片晶圓啟動

據(jù) DigiTimes 報(bào)道，預(yù)計(jì)到 2024 年底，YMTC 的月產(chǎn)能將達(dá)到每月 13 萬片晶圓啟動（WSPM），這相當(dāng)于全球 NAND 供應(yīng)量的約 8%。盡管 YMTC 從 ASML、應(yīng)用材料、KLA 和 LAM Research 等領(lǐng)先生產(chǎn)商采購 fab 設(shè)備的能力極為有限，但該公司仍計(jì)劃將其產(chǎn)能提升至約 15 萬 WSPM。今年早些時候，該公司開始大規(guī)模生產(chǎn)其 X4-9070 3D TLC NAND 內(nèi)存，該內(nèi)存具有 232 層活性層和總共 294 層活性層 。該公司的第五代 NAND 內(nèi)存將兩個包含 150 層和 144 層結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)總共 294 層。

隨著產(chǎn)量的增加以及每垂直 NAND 串層數(shù)（或門）的增加，YMTC 的 NAND 內(nèi)存比特產(chǎn)量實(shí)際上得到了提高。然而，該公司能否通過這種策略將其市場份額翻倍，并在 2026 年底實(shí)現(xiàn)全球 NAND 產(chǎn)量的 15%，仍有待觀察。

與其他全球 NAND 供應(yīng)商不同，由于需求疲軟和價(jià)格壓力，他們正在削減生產(chǎn)和投資，而 YMTC 則繼續(xù)擴(kuò)張。預(yù)計(jì) 2025 年行業(yè)存儲容量增長將上升約 10%至 15%，但預(yù)計(jì) YMTC 將大幅提高其存儲容量增長。

除了其旗艦 1TB 3D TLC X4-9070 設(shè)備（接口速度為 3600 MT/s）外，該公司還計(jì)劃于今年晚些時候推出其 3D QLC X4-6080 設(shè)備。我們不知道該設(shè)備將使用多少個活性層，但它很可能仍將保留 294 層生產(chǎn)技術(shù)。

明年，該公司將推出其 2TB 3D TLC X5-9080 設(shè)備，以及一款具有 4800 MT/s 接口的 3D QLC X5-6080 設(shè)備。2TB NAND 設(shè)備將使 YMTC 能夠構(gòu)建具有非常高性能的大容量 SSD。盡管尚不清楚該公司是否能夠生產(chǎn)足夠多的這些特定芯片。

YMTC 的下一代節(jié)點(diǎn)可能將使用超過 300 層，并可能需要該公司將三個 3D NAND 結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。這意味著晶圓將在工廠中花費(fèi)更多時間，因此減少每月的晶圓啟動次數(shù)，但會增加存儲容量輸出。

新的希望？

2022 年底實(shí)施的出口規(guī)則規(guī)定，美國公司不能向中國實(shí)體出口用于制造 128 層以上 3D NAND 內(nèi)存的工具。當(dāng)然，美國政府不能禁止串疊技術(shù)（YMTC 用于建造其 232 層 3D NAND 的技術(shù)）的使用，因此 YMTC 可以繼續(xù)使用美國工具擴(kuò)大其 3D NAND 的規(guī)模。然而，美國商務(wù)部在 2022 年 12 月將 YMTC 列入實(shí)體清單，這意味著美國公司必須獲得商務(wù)部的出口許可證才能向這家中國公司出售工具。

我們不知道 YMTC 是否在 2022 年后獲得了任何新的美國工具，但據(jù) DigiTimes 報(bào)道，這家 NAND 閃存生產(chǎn)商計(jì)劃在 2025 年下半年開始在一個完全使用國產(chǎn)設(shè)備建造的新生產(chǎn)線上進(jìn)行試生產(chǎn)。

這標(biāo)志著中國在減少對外國半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備依賴的目標(biāo)上邁出了重要一步。然而，100%的設(shè)備本土化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了分析師們認(rèn)為中國芯片制造商目前可能實(shí)現(xiàn)的范圍。

展望未來，預(yù)計(jì)到 2025 年，YMTC 將占中國 NAND 消費(fèi)量的約 30%，但其產(chǎn)量仍無法滿足國內(nèi)需求。即將投產(chǎn)的試驗(yàn)線有望幫助 YMTC 緩解產(chǎn)量限制，盡管良率水平是一個主要問題，因?yàn)榕c中國、美國、日本或歐洲的同類產(chǎn)品相比，中國工具的良率普遍較低。

分析師認(rèn)為，YMTC 的新生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線專門使用中國制造的設(shè)備，到 2026 年底可能會使 YMTC 的比特產(chǎn)量翻一番，有可能將其在全球 NAND 市場的份額推高至 15%以上。

然而，這些預(yù)測可能過于樂觀，因?yàn)樾碌纳a(chǎn)線將是一個試驗(yàn)，旨在測試中國制造的設(shè)備的性能，而不是大量生產(chǎn) 3D NAND 設(shè)備。

如果 YMTC 的試驗(yàn)生產(chǎn)線結(jié)果最終令人滿意，它可以擴(kuò)展規(guī)模來批量生產(chǎn)閃存芯片。然而，擴(kuò)大規(guī)模將需要大量時間，因此 YMTC 在 2026 年底占據(jù) 15%的 NAND 市場的愿望仍然過于樂觀。據(jù)信，如果 YMTC 的生產(chǎn)能力超過 20 萬 WSPM，這也可能影響全球價(jià)格趨勢。

YMTC 已率先引領(lǐng)向國產(chǎn)工具的轉(zhuǎn)型

YMTC 在中國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化努力中脫穎而出，據(jù)摩根士丹利估計(jì)的采用率為 45%，遠(yuǎn)超全國平均水平和其他主要國內(nèi)晶圓廠。這一積極推動與其戰(zhàn)略目標(biāo)一致，即在日益嚴(yán)格的美國出口管制下建立完全自主的 NAND 生產(chǎn)線。然而，45%的采用率仍遠(yuǎn)低于 100%。

YMTC 的國內(nèi)供應(yīng)商包括 AMEC（蝕刻工具、化學(xué)氣相沉積工具）、Naura Technology（蝕刻工具、CVD 工具）和 Piotech（原子層沉積工具、CVD 工具）。雖然中國公司在世界一流的蝕刻和沉積工具方面享有盛譽(yù)，但尚不清楚 YMTC 是否能從當(dāng)?shù)毓?yīng)商處獲得其所需的刻蝕工具。

目前，中國最好的光刻設(shè)備由上海微電子裝備（SMEE）大量生產(chǎn)。SMEE 的 SSX600 設(shè)備可以在 90 納米工藝技術(shù)下制造邏輯芯片，盡管它正在研發(fā)更先進(jìn)的光刻設(shè)備。

其他主要的中國芯片制造商在設(shè)備國產(chǎn)化方面更為謹(jǐn)慎，并且速度也明顯低于 YMTC。中國最大的晶圓廠中芯國際在其荊城晶圓廠實(shí)現(xiàn)了 22%的國產(chǎn)化率，在臨港晶圓廠實(shí)現(xiàn)了 18%。這些結(jié)果反映了外國設(shè)備的逐步替代，這很可能受到中國目前無法國產(chǎn)化先進(jìn)光刻系統(tǒng)的限制。

華虹（ Fab 9）和長鑫存儲，一家 DRAM 制造商，都報(bào)告了 20% 的國產(chǎn)化率，這表明了國內(nèi)設(shè)備在成熟制程制造中的穩(wěn)步但保守的整合，尤其是在國產(chǎn)化更可行的成熟節(jié)點(diǎn)制造領(lǐng)域。

YMTC 的投資 arm，長江資本，已經(jīng)悄悄地資助了多家本地工具和材料供應(yīng)商，特別是那些與其自身生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的供應(yīng)商。為了避免引起美國當(dāng)局的不必要關(guān)注，這些投資通常通過非上市或間接實(shí)體進(jìn)行。據(jù)報(bào)道，供應(yīng)商還被指示從設(shè)備上移除他們的徽章。

盡管中國芯片制造商正在取得漸進(jìn)式的進(jìn)步，但他們的國產(chǎn)化水平仍然集中在 15% – 27% 的范圍內(nèi)——遠(yuǎn)低于 YMTC 的 45%——這突顯了替換國外晶圓廠設(shè)備的復(fù)雜性。盡管如此，考慮到他們的宏偉目標(biāo)，YMTC 的計(jì)劃在目前看來完全實(shí)現(xiàn) 100% 的工具國產(chǎn)化仍然不太現(xiàn)實(shí)。