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日韓決裂影響多大?堪比日本偷襲珍珠港

日本政府於7月1日公佈,要加強對南韓的出口管理,7月4日發起了“氟化聚醯亞胺(Polymide)”、“EUV Resist(光阻劑)”、“氟化氫”三種半導體材料的出口限制。根據此次出口限制,日本經濟產業部對以上3種材料出口的稽核最多需要3個月的時間。

6月末也是在大阪召開G20結束的時間,此次出口限制可謂是對南韓企業的一次“偷襲”!此次“偷襲”使人想起了第二次世界大戰時的“日本偷襲珍珠港”。

半導體材料庫存僅有1個月左右的三星電子和SK Hynix(海力士)在7月1日-3日期間強烈要求日本企業提供3個月用量的“EUV Resist(光阻劑)”、“氟化氫”,無法應對這種無理要求的日本材料廠商一度陷入了混亂。?而且,終於在8月2日,日本內閣政府決定把南韓從“白名單”上移除!為此,8月28日以後,關於對韓出口,幾乎所有的產品名目都要接受日本經濟產業部的單獨稽核。(日本經濟新聞、8月3日)為此,南韓政府在推進向世界貿易組織(WTO)提出申訴準備的同時,文在寅大總統也表示說“針對日本的不正當經濟報復行為,我們會採取果斷措施”!洪楠基經濟副相兼企劃財政相也表示說:“南韓也會把日本從‘優惠國’名單上除名,加強管理對日出口!”可以說日韓兩國已經陷入了“全面戰爭”階段!此次日韓戰爭究竟會給兩國帶來什麼損害呢?此外,會給電子裝置、通訊儀器帶來什麼影響呢?本文將就短期影響、長期影響進行分析。此外,筆者對於日韓兩國的政治不做任何評價,僅對由日韓兩國政府發動的出口限制引起的對技術、產品、產業的影響,進行分析。

短期的影響~~半導體工廠停止稼動

7月4日以後,“氟化聚醯亞胺(Polymide)”、“EUV Resist(光阻劑)”、“氟化氫”三種材料已經成為出口限制物件!如文章開頭所述,三星電子等廠商的材料庫存僅有1個月左右,因此,本月內半導體工廠可能停止稼動!其影響如下表1所示。

表1:日本政府的限制對韓出口的影響。(表格出自:jbpress)

如果“氟化聚醯亞胺(Polymide)”的庫存為零,LG電子就無法生產有機EL電視。而且,如果“EUV Resist(光阻劑)”沒有庫存,三星電子就無法生產7nm工藝(Process)的尖端邏輯(Logic)半導體,因此,三星電子的最新款智慧手機“GALAXY”的生產也將被延誤。對於當今量產中的尖端DRAM,幾乎沒有影響,新一代DRAM的開發將會受挫!?而且,波及影響最廣的材料是“氟化氫”。

用於清洗半導體的藥水“氟化氫”的在庫為零的話,邏輯半導體、DRAM和NAND等儲存半導體、有機EL面板(Panel)等都將無法生產!?特別是,三星電子和SK Hynix的DRAM全球合計佔比為72.6%,NAND的全球合計佔比為39.4%,DRAM和NAND的生產僅僅停止1-2月的話,全球電子裝置、通訊裝置行業將會陷入巨大的混亂。?如上文所述,停止生產DRAM的影響(Impact)十分驚人!假如2個月不出貨,將會對2億3,000萬部的智慧手機(14多億部)、4,300萬臺電腦(2億6,000萬臺)、2,500萬臺平板、2,785個SSD(1億6,715萬個)、217萬臺伺服器(1,300萬臺)、以及各種數碼家電產生影響(括號內為2018年的總出貨數量)。關於此處的SSD(Solid State Drive),一言以蔽之,最近的SSD都採用了NAND、控制器(Controller)、DRAM。因此,如果無法生產DRAM,也就無法生產SSD,於是,也無法生產PC、伺服器(Server)。

美國企業也將“受害”

如上文所述,如果沒有“氟化氫”,半導體工廠將會停工!如果無法生產DRAM、NAND,需要儲存半導體的各種電子裝置、通訊裝置都將受到影響。?在此之前,如果半導體工廠停止稼動,矽晶圓(Silicon Wafer)、EUV以外的光刻膠(Resist)(分用於i線、KrF、KrF Dry、ArF浸泡溶液)、CMP拋光液(Slurry)、氟化氫以外的藥劑、用於幹蝕刻(Dry Etching)和CVD的各種氣體的業務也將會消失。?而且,DRAM、NAND的出貨停止的話,Apple、Huawei等智慧手機廠商、美國HP和Dell等PC以及伺服器廠商(Server Maker)、Amazon、Microsoft、Google等雲廠商(Cloud Maker)的業務也將受到影響。?簡而言之,僅僅三星電子、SK Hynix的氟化氫的在庫為零,就可以對全球的電子裝置、通訊裝置造成極大的影響!

短時間內無法找到氟化氫的代替物

當前社會上有一些人說,用臺灣、中國、俄羅斯等地產的氟化氫代替日本的氟化氫不就可以了嗎?然而代替不是那麼容易的!下面進行說明。?半導體的生產有500~1,000個工序,使用氟化氫的清洗、晶圓蝕刻(Wafer Etching)工序約佔10%。比方說,有1,000個工序,其中約100個工序要用到氟化氫。且其中每個工序的中氟化氫的稀釋比例都不一樣,同時還新增有表面(介面)活性劑等新增劑。一言以蔽之,關於氟化氫的使用,在半導體的每個工序中都是經過精密地計算出來的最合適的比例,也就是所謂的“祕方(Recipe)”。而且,只有氟化氫廠商知曉這個“祕方”。總之,三星電子等半導體廠商雖然了解“祕方”的效果(Performance),然而“祕方”的內容卻採用了作為“黑盒子(Black Box)”的氟化氫。因此,如果使用非日本產的氟化氫的話,三星等半導體廠商必須與材料廠商從研發最合適的“祕方”開始著手。然而,這並不是通過簡單的“燒杯(Beaker)實驗”就能實現的,需要用半導體的良率來驗證以得到最合適的比例。在同一個批號(Lot)的25個矽晶圓上製作半導體,需要2-3個月的時間。即使加急生產也需要好幾個星期的時間,如此反覆進行實驗,開發出適合100道工序的最合適的“祕方”。而且這一“開發”在最佳情況(Best Case)下需要1年,一般需要2-3年。?如果在這期間,DRAM、NAND的生產停止的話,全球電子裝置、通訊裝置的開發、生產也將停止。其經濟損失無法衡量。

對生產裝置廠商造成的損失

如果無法採購日本的氟化氫、且非日本產的氟化氫的“祕方”又無法開發出來的話,三星電子、SK Hynix就不得不停止裝置投資。從今年(2019年)下半年開始,儲存半導體的不景氣開始出現好轉,似乎開始出現了重新開始投資的跡象,然而按照目前的情況來看,接收到訂單的多數裝置廠商應該會以100位單位被取消訂單。如下圖1,是半導體前段工序、檢查工序、後段工序各種裝置的企業佔比和市場規模。很多裝置被日本(紅色)、美國(綠色)、歐洲(黃色)所瓜分。如果,裝置投資延遲、裝置投入延遲的話,所有的裝置廠商都將受到“傷害”。

圖1半導體生產裝置中的各家企業的佔比(日本佔比)&市場規模(2018年)。紅色&粉色:日本;綠色:美國;黃色:歐洲;藍色:南韓。(筆者根據野村證券所的資料編制的此表。)

日本的全球佔比如下:Coater Developer(93.6%)、熱處理裝置(48.7%)、Batch式(90.5%)和枚葉式清洗裝置(即單個清洗裝置,67.3%)、測長電子顯微鏡(SEM,74.1%)、Probe(94.0%)、Dicing Machine(89.4%)、Grinder(99.3%)、測試儀(49.6%)(括號內的數字為2018年日本裝置銷售額佔比)。這些日本企業遭受取消訂單的可能很高!?此外,美國、歐洲產的裝置中也有很多零部件是日本製造的,這些日本企業也有可能受到影響。

中長期的影響~~日本對南韓的大經濟(Big Business)將不復存在

南韓政府於7月3日釋出,為支援半導體材料、裝置的中國產化,計劃每年提供1兆韓元的預算(約人民幣55.8億元)。(日本經濟新聞,7月4日)此外,南韓政府於8月3日召開臨時內閣會議,針對日本政府的把南韓從“白名單”除名一事,決定立即執行2,723億韓元(約人民幣14.4億元)的預算。南韓預測到從日本的進口會停滯,所以加快實施原從日本進口的零件、材料的多元化進口、中國產化。(日本經濟新聞,8月3日)三星電子、SK Hynix等正在考慮儘可能迅速地排除成為“瓶頸(Bottle Neck)”的日本產的材料、裝置、零件、裝置等的進口。比方說,如圖1所示的生產裝置中,南韓應該會逐步改變裝置的採購,Coater Developer的採購由東京電子轉向南韓的SEMES、Dry Etching裝置由TEL轉向美國的Lam Research(Lam)和美國的AMAT(應用材料公司)、熱處理裝置由TEL轉向AMAT、CMP由荏原製作所轉為AMAT、清洗裝置由SCREEN和TEL轉向SEMES、測長SEM由日立High Technologize轉向AMAT、Probe由東京電子和東京精密轉向SEMES、測試儀由Advantest(愛德萬測試)轉向美國的Teradyne(泰瑞達)。此外,南韓應該會考慮在國內開發被日本佔大頭的Coater Developer、Batch清洗裝置、Probe、Dicing Machine、Grinder等。其結果就是,5年後,日本產的矽晶圓(Silicon Wafer)、包括用於EUV的所有光刻膠(Resist)、用於CMP的拋光液(Slurry)、包括氟化氫在內的所有藥水、用於Dry Etching和CVD的所有其他氣體材料、所有的生產裝置及其零部件、裝置等的對南韓的大經濟(Big Business)很有可能不復存在。

南韓可能無法向日本銷售DRAM、SSD

一方面,南韓的半導體廠商依存於很多日本產的材料、裝置;另一方面,日本的電子裝置、通訊裝置也依存於南韓的儲存半導體!而且,據說,南韓媒體也報道了政府相關人士的意見:“如果南韓政府認為儲存半導體可作為南韓反攻的武器的話,也可以歸為南韓出口的限制物件”。(日本經濟新聞,8月3日)?如果南韓政府限制對日出口DRAM的話,日本的電子裝置廠商將束手無策!南韓的三星電子、SK Hynix合計佔據全球的72.6%(如圖2)。其次,日本連一家DRAM 廠商也沒有!?

2:DRAM的每個季度的各個企業的佔比。(圖片出自:筆者基於DRAM eXchange、IHS、Trend Focus的資料製作了此圖。)智慧手機、PC、SSD、伺服器、各種數碼家電、甚至巨型計算機(Supercomputer)如果沒有DRAM的話,什麼產品都無法生產!日本唯一可以進口DRAM的物件可能是美國的Micro Technologize, 不過應該無法填補南韓產的DRAM量,而且尖端DRAM的研發遠遠落後於三星電子。而且,如上所述,由於最近的SSD也採用了DRAM,因此,NAND廠商Kioxia(原東芝儲存半導體)將無法生產SSD。此外,南韓的SSD出貨數量佔據全球的43.3%。其中,三星電子以絕對優勢佔據33.4%,而且其SSD具有容量大、速度快、效能卓越的優勢。

圖3:SSD的每個季度的各家企業的出貨數量。(圖片出自: 筆者基於Storage Newsletter、Trend Focus; Business Wire的資料製作了此圖。)

如果南韓政府把這樣的高效能的SSD設為出口限制物件的話,日本的很多電子裝置廠商應該會陷入困境。

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