荷蘭半導體設備出口限制新規詳解
荷蘭政府正式頒布了有關先進半導體設備的額外出口管制的新條例。正如其在今年三月發布的消息中所述,這些新的出口管制條例主要針對的對象為先進的芯片製造技術,包括先進的沉積設備和浸潤式光刻系統。該措施將於2023年9月1日正式生效。
荷蘭對外貿易和發展合作部長Liesje Schreinemacher表示:“我們採取這一步驟是出於國家安全考慮。對於將受到影響的公司來說,知道他們可以期待什麼是好事。這將給他們一定的時間來適應新的規則。”
根據這項新的規則,荷蘭的半導體設備廠商將必須為某些類型的先進半導體製造設備的出口申請出口許可。
該訂單涉及先進半導體開發和製造的一些非常具體的技術。由於它們的具體使用方式,這些半導體可以為某些先進的軍事應用做出關鍵貢獻。因此,貨物和技術的無管制出口可能構成國家安全風險。
荷蘭在這方面負有額外的責任,因為荷蘭在這一領域具有獨特的領導地位。與一般的出口管制政策一樣,這一額外的規則並不是針對特定國家。
“我們仔細考慮了這一決定,並儘可能準確地起草了新的規則。”Liesje Schreinemacher說,這樣,我們就可以解決最重要的漏洞,而不會對全球芯片製造產業造成不必要的干擾。
關於許可證申請方面,荷蘭政府表示,預計一次可以申請24個許可證,然後每年可申請20個許可證。該計劃涉及荷蘭只有極少數公司生產的特定設備。授權義務僅適用於該計劃所涵蓋公司總產品組合的一小部分。
從限制政策來看,主要受影響的荷蘭企業為ASML和ASM International。
一、根據荷蘭公佈的出口管制的新規來看,此次限製材料、設備及技術具體如下:
1、3B001.l :EUV pellicle
EUV pellicle 即EUV光罩保護膜,是在EUV曝光製程中保護光罩(mask)免受污染的超薄膜形態的消耗性材料。因為EUV設備的結構是光經過反射鏡後,再到光罩,再投射到芯片,因此光源損失很大。要想使光源損失降到最低,必須使用穿透率超過90%的EUV pellicle。
目前光罩保護膜主要供應商是荷蘭ASML、日本三井化學和韓國S&S Tech,此外三星也在研發EUV pellicle。
2、3B001.m:
EUV pellicle生產設備。
3、3B001.f.4:
光刻設備,如下所示:
使用光電或X射線方法對準和曝光芯片的直接步進式芯片或掃描儀設備,具有以下任一項或兩項:
①.光源的波長短於193nm;
這裡指的就是EUV光刻機,其工作的光源波長為13.5nm(DUV,包括浸沒式DUV的光源波長都是193nm,只不是浸沒式DUV的光源經過了浸沒式系統使得光源發生折射後,等效132nm波長)。荷蘭很早就在美國的要求下,限制了EUV光刻機的對華出口,雖然荷蘭政府之前一直否認受到了美國政府的干預。
早在2018年初,ASML與中芯國際正式達成了首台最先進的EUV光刻機的採購訂單,價值約1.2億美元,原本預計將於2019年底交付,但是卻因荷蘭政府沒有向ASML發放新的出口許可證,導致無法交付。現在荷蘭正式將明文將EUV列入了出口限制當中,也算是將原本檯面下的限制正式放到了檯面之上。
②.光源的波長等於或大於193nm:
a.能夠產生具有45nm或更小的最小可分辨特徵尺寸(MRF)的圖案;和
b.小於或等於1.50nm的最大專用卡盤覆蓋(DCO,是通過相同的光刻系統在芯片上曝光的現有圖案上對準新圖案的準確度)值。
技術說明:
最小可分辨特徵大小(MRF)根據以下公式計算:
其中K因子為:0.25,(MRF)與分辨率相同。
正如芯智訊此前解讀日本新規時所指出的那樣,以上公式其實是瑞利公式,即光刻機分辨率為R=k*λ(光源波長)/NA(數值孔徑)。荷蘭政府對於K1常數的限定為0.25,並且限定能夠生產的最小可分辨特徵尺寸小於或等於45nm的光刻機。並且,DCO值小於或等於1.50nm。
根據ASML公佈的數據顯示,其NXT1980系列的分辨率為38納米左右,但是其DCO值是小於等於1.6nm。荷蘭政府的要求似乎是需要同時滿足最小可分辨特徵尺寸小於或等於45nm和DCO值小於或等於1.50nm這兩個條件,因此,ASML的NXT1980系列依然可以不受出口限制影響。
4、3B001.d.12:
用於金屬剝離的原子層沉積(ALD)設備
①.具有以下所有特徵:
a.一種以上的金屬源,其中一種已被開髮用於鋁(AI)前體;和
b.原材料容器設計用於45°C以上的溫度;
②.設計用於沉積具有以下所有特徵的“台階式”金屬:
a.沉積碳化鈦鋁(TiAlC);和
b.高於4.0eV的“特定功函數的金屬”的可能性。
技術說明:“特定功函數的金屬”是一種調節晶體管閾值電壓的材料。
某半導體設備大廠內部人士告訴芯智訊:“TiAlC是調HKMG裡功函數的材料,限制它等於16nm HKMG被限(28 TiAlC用PVD),只能用Poly Gate,不能用Metal Gate了。”
芯智訊注:這類製程總體可分為2類,分別為High-k/Metal Gate(HKMG)及Poly/SiON。HKMG是金屬柵極/高介電常數絕緣層結構,Poly/SiON多晶矽氮氧化矽。Poly/SiON功耗表現較好且價格較低,但HKMG可提供較佳的效能表現,因此對於性能要求較高及應用於高階電子產品的芯片多采用HKMG。
5、3B001.a.4:
設計用於矽(Si)、碳摻雜矽、矽鍺(SiGe)或碳摻雜SiGe外延生長的設備。
具有以下所有特徵:
a.在工藝步驟之間維持用於高真空(小於或等於0.01Pa)或惰性氣體(水和氧分壓小於0.01Pa)的多個腔室和裝置;
b.至少一個預處理室,所述預處理室設計用於表面製備以清潔晶片的表面;和
c.外延沉積工作溫度685°C或以下。
6、3B0001.d.19:
設計用於在介電常數低於3.3的金屬線之間的深度與高度之比(AR)等於或大於1:1的小於25nm寬的空間中沉積由無空穴等離子體增強的Low K電介質的設備。
芯智訊注:這項規則主要用於限制專門用來沉積Low K材料的沉積設備。Low K材料主要用於層間介質,減小電容,從而減小RC信號延遲,提高器件的工作頻率。一般low-k材料介電常數低於3.0(High-k材料的介電常數大於SiO2的介電常數3.9)。猜測這裡應該是限制生長這類Low K材料的CVD/PVD設備。
7、3D007:
專為開發、生產或使用本法規3B01.l.、3B01.m.、3B001.f.4、3B001.d.12、3B00.a.4或3B001.d..19中規定的設備而設計的軟件。
8、3E005:
開發、生產或使用本法規3B01.l.、3B01.m.、3B001.f.4、3B001.d.12、3B00.a.4或3B001.d..19中規定的設備所需的技術。
二、ASML發聲明:NXT:1980系列浸潤式光刻系統可以繼續出口
針對荷蘭政府的出口管制新規,ASML第一時間也通過官網發布了一份聲明。
ASML表示,根據新出口管制條例規定,ASML需要向荷蘭政府申請出口許可證才能發運最先進的浸潤式DUV系統(即TWINSCAN NXT:2000i及後續推出的浸潤式光刻系統)。荷蘭政府將決定是否授予或拒發出口許可證,並將向ASML提供許可證所附條件的細節。
ASML的EUV光刻系統在此前已經受到限制。
ASML其他光刻系統,即TWINSCAN NXT:1980系列浸潤式光刻系統,以及更低端的光刻設備的出口未受荷蘭政府管控。
據ASML相關人士向芯智訊透露,目前NXT:1980系列已經升級到了NXT:1980 F,NXT:1980D是兩代之前的產品了。之前的NXT:1980 D/E都是基於NXT3平台,F是新的NXT4平台,主要是升級了晶圓處理速度,每小時的生產晶圓數量從275wph上升到了295wph,而且NXT4平台還能支持後續升級到330-350wph。
ASML表示,將繼續遵守適用的出口管制條例,其中包括荷蘭、歐盟及美國的出口管制條例。荷蘭政府新頒布的出口管制條例將於2023年9月1日生效,在此日期前,ASML可開始提交出口許可證申請。荷蘭政府將視具體情況批准或拒絕這些申請。ASML強調,其認為荷蘭政府這些管制條例不會對已發布的2023 年財務展望以及於2022年11 月投資者日宣布的長期展望產生重大影響。
三、對ASM International影響幾何?
ASM International是為全球最大的芯片製造商提供半導體晶圓加工設備的領先供應商,專注於沉積設備,擁有最大的單晶圓ALD 應用組合,在外延設備領域的份額也不斷增長,並且提供PECVD 和立式爐設備。2022 年,ASM還增加了一條新的產品線:碳化矽(SiC) 外延設備。
資料顯示,全球薄膜沉積設備市場主要被美國應用材料和泛林集團、日本東京電子所佔據。但是,荷蘭ASM在薄膜沉積設備市場也具有一定的市場份額。比如在ALD 設備領域,ASM大約佔據全球ALD設備55%的市場份額,是全球最大、市佔率最高的ALD設備供應商。ALD業務也是ASM最大的設備營收來源,佔比一半以上。
2022年ASM營收達到24.11億歐元,同比增長33%,營業利潤同比增長29%至6.32億歐元,這是該公司連續第六年實現兩位數的增長。ASM的營收增長主要受益於最先進節點的邏輯代工和內存新需求,尤其在3D NAND領域,ASM的ALD設備收穫了創紀錄的訂單,此外,先進DRAM器件中ALD High-k金屬柵極的需求也持續強勁。
正如荷蘭新規當中所列,ASM International的ALD設備及外延設備可能將會受到影響。
目前ASM International尚未發布聲明對於荷蘭的限制新規進行回應。
四、中國駐荷蘭大使館回應
6月30日,荷蘭政府正式出台半導體製造設備出口管制措施之後,中國駐荷蘭大使館回應稱,荷蘭政府此舉這是對出口管制措施的濫用,是對自由貿易和國際經貿規則的嚴重背離,中方對此堅決反對。
同時,中國駐荷蘭大使館強調,荷方以所謂“國家安全”為由人為設限毫無道理,完全站不住腳。在科技領域人為製造壁壘,在法律上、道義上沒有依據。荷蘭政府這種行為不僅損害中國企業的正當合法權益,也會讓荷蘭企業蒙受損失,損害全球產業鏈供應鏈的穩定,還將破壞荷支持自由貿易的良好信譽。
中國駐荷蘭大使館還呼籲“荷方從維護國際經貿規則及中荷經貿合作大局出發,立即糾正錯誤做法。……”