资讯来源：上海公平贸易
自2022年10月7日，美国工业和安全局（BIS）发布先进计算及半导体新规，对中国限制出口先进半导体产品、软件、技术（ECCN 3A090、4A090等），以及先进半导体制造设备（ECCN 3B090）后，美国一直试图游说荷兰、日本等半导体制造设备出口大国与其合作，共同限制中国获取先进半导体生产设备，以此抑制中国半导体及先进计算工业发展。2023年3月31日，日本经济产业省（The Ministry of Economy, Trade and Industry, METI）宣布修改《外汇及对外贸易法》（外国為替及び外国貿易法），扩大出口前需由经济产业大臣事先批准的尖端芯片制造设备范围，即日本出口商将6类（23种）芯片制造设备出口至包括美国、新加坡、中国台湾在内的42个国家和地区时可使用一般许可，将上述芯片制造设备出口至包括中国在内的全球其他国家和地区时则受到逐案审批。该新规则于3月31日起公布并征求公众意见，将于5月正式发布并于7月开始实施。
一、新规内容
（一）新增管制对象（翻译自日语文件）
METI此次针对6类23种尖端芯片制造设备增加出口管制限制措施，包括清洗设备、薄膜沉积设备、退火（热处理）设备、光刻（曝光）设备、刻蚀（化学去除）设备、检查设备。具体如下：用于制造半导体元件、集成电路或半导体物项的仪器或测试设备，或用于制造集成电路的掩膜等设备，符合以下任何一项或为其部件或附属品：1）薄膜生产设备，仅限于专为“极紫外（EUV）光刻设备”而设计的设备。2）一种用于晶圆加工处理的步进重复式/步进扫描式曝光设备，其属于光学式，光源波长高于193纳米，用纳米表示的0.25倍光源波长除以数值孔径值所得的数值低于45。3）为涂布、成膜、加热或显影而设计的，用于“EUV光刻设备”的调和的抗蚀剂设备。（i）为各向同性干法刻蚀而设计或改造的设备，其中硅锗与硅的刻蚀选择比为100倍或更高；（ii）符合以下所有条件的，为各向异性干法刻蚀而设计或者改造的设备：具有一个以上高频脉冲输出电源、具有一个以上切换时间小于300毫秒高速气体切换阀、具有静电吸盘（仅限于具有20个以上可单独控温区域的）。5）专为湿法刻蚀设计的设备，其中硅锗与硅的刻蚀选择比为100倍或更高。6）一种为各向异性刻蚀而设计的、刻蚀的深度与宽度之比超过介电材料30倍，能够形成未满形状的符合以下所有条件的设备：具有一个以上高频脉冲输出电源、具有一个以上切换时间小于300毫秒高速气体切换阀的设备。（ii）自下而上沉积钴或钨的化学气相沉积设备，并设计成最大尺寸为在填充过程中填充的金属空隙或接缝为3纳米或更小；（iii）一种设计成通过在单一腔室内多个工序沉积金属接触层的设备，符合以下所有条件，包括将晶圆的衬底温度维持在100度以上和500度以下的同时，使用有机金属化合物形成钨层，且使用氢（包括氢和氮或氨的混合物）的等离子工艺；（iv）一种通过在多个腔室或站内多个工序形成薄膜的，并且在多个工序之间存在0.01帕斯卡以下的真空状态或惰性环境的半导体制造设备（称为“特定半导体制造设备”）中的设备，且该设备是通过下列列举的全部工艺使金属接触层成膜而设计的——包括将晶圆衬底温度维持在100度以上和500度以下的同时，使用氢（包括氢和氮的混合物或氨）进行等离子体表面处理的工艺；将晶圆衬底温度维持在40度以上500度以下的同时，使用氧或臭氧进行等离子表面处理的工艺；沉积钨层的同时将晶圆衬底温度维持在100度以上500度以下的工艺；（v）在特定半导体制造设备中，通过下列列举的全部工艺使金属接触层成膜而设计的设备——使用远程等离子体源和离子过滤器进行表面处理的工艺；使用有机金属化合物在铜上选择性地形成钴层的工艺；（vi）符合下列所有项的功函数金属（指控制晶体管阈值电压的材料）的原子层沉积设备——具有两种或多种金属源（其中一种或多种设计用于铝前体）且具有设计为在45°C以上的温度下运行的前体容器；为形成功函数金属薄膜而设计的设备，用于沉积碳化钛铝且功函数大于4.0电子伏特；（vii）在特定半导体制造设备中，通过下列列举的全部工艺使金属接触层成膜而设计的设备——将晶圆衬底温度维持在20度以上且500度以下的同时，使用有机金属化合物形成氮化钛或碳化钨层的工艺；将晶圆衬底温度维持在500摄氏度以下的同时，在大于0.1333帕斯卡且小于13.33帕斯卡的压力中下溅射形成钴层的工艺；将晶圆衬底温度维持在20度以上且500度以下的同时，在大于133.3帕斯卡且小于13.33千帕斯卡的压力下使用有机金属化合物形成钴层的工艺；（viii）在特定半导体制造设备中，通过下列列举的全部工艺形成铜配线的设备——将晶圆衬底温度维持在20度以上且500度以下的同时，在大于133.3帕斯卡小于13.33千帕斯卡的压力下使用有机金属化合物形成钴或钌层的工艺；在维持晶圆衬底温度低于500度的同时，在大于0.1333帕斯卡且小于13.33帕斯卡的压力下使用物理气相沉积法形成铜层；（ix）为使用有机金属化合物选择性地形成阻挡层而设计的原子层沉积设备；（x）在维持晶圆衬底温度小于500度的同时，设计为在绝缘层与绝缘层的间隙（深度相对于宽度的比率超过5倍且该宽度小于40纳米）中填充钨或钴以不产生空隙的原子层沉积设备。8）符合以下所有项的，设计用于在0.01帕斯卡以下的真空状态或惰性气体环境中沉积形成金属层膜的设备：（i）在晶圆衬底温度维持在20度以上500度以下的同时，通过化学气相沉积或循环沉积形成氮化钨层；（ii）在晶圆衬底温度保持在20度以上500度以下的同时，在大于133.3帕斯卡且小于53.33千帕斯卡的压力下使用化学气相沉积法或周期性沉积法形成钨层。9）符合以下任意一项的，设计用于在0.01帕斯卡以下的真空状态或惰性气体环境中沉积形成金属层膜的设备：10）在维持晶圆衬底温度在20度以上500度以下的同时，为使用有机金属化合物沉积形成钌层而设计的设备。11）符合以下任意一项的空间原子层沉积设备（仅限于带有旋转轴的晶圆支撑台）：（iii）在等离子照射区域设有等离子屏蔽罩或限制等离子的设备。12）是在高于400度且低于650度的温度下形成薄膜的装置或通过促进与在不同于安装晶圆的空间中产生的自由基的化学反应而形成薄膜的设备，并且设计为符合以下所有项的形成含有硅和碳薄膜的设备：（ii）水平开孔尺寸小于70纳米，深度相比于该尺寸的比率超过5倍的图案；13）为用于掩膜的多层反射膜通过离子束蒸镀或物理气相沉积法形成膜而设计的设备（仅限于为“EUV光刻设备”专门设计的设备）。14）为硅（包括碳掺杂）或硅锗（包括碳掺杂）的外延生长而设计的设备，并具有以下所有特性：（i）拥有多个腔室且在多个工序间能够维持在0.01帕斯卡以下的真空状态或水氧分压小于0.01帕斯卡的惰性环境；（ii）作为预处理，具有一个或多个设计用于清洁晶圆表面的腔室；15）为厚度大于100纳米和应力小于450兆帕斯卡的碳硬掩膜的等离子体沉积而设计的设备；16）设计为通过利用等离子体的原子层沉积法或化学气相沉积法沉积钨薄膜的设备（氟原子数小于每立方厘米1019个）。17）金属配线的间隙（仅限于宽度小于25纳米且深度大于50纳米的间隙），以不产生空隙的方式使用等离子体成膜相对介电常数小于3.3的低介电层的设备。18）在0.01帕斯卡以下的真空状态下运行且属于以下任何一项的退火设备：（i）通过进行铜回流，最大限度地减少或消除铜配线中的空隙或接缝；（ii）可以通过回流钴或钨填充金属来最大限度地减少或消除空隙或接缝。19）一种设计用于去除聚合物残留物和氧化铜膜并能够在0.01帕斯卡或更小的真空中形成铜膜的设备。20）一种具有多个腔室或工序间的设备，该设备是设计为通过干燥工艺进行除去表面氧化物的预处理，或者设计为通过干燥工艺除去表面的污染物。21）具有在晶片表面改性后进行干燥工序的单片式湿式清洗设备。22）设计用于检查“EUV光刻设备”的掩膜坯料或掩膜图案的设备。23）一种防尘薄膜组件，特别设计用于“EUV光刻设备”。
（二）深入分析
本次新规限制了从芯片清洗、光刻至掩膜最终检查等芯片制造链路中重点工艺所需设备的出口，上述重点工艺包含：1）清洗工艺，指首先对切割出来的硅片进行打磨、抛光，并运用加热、超声波、抛动、臭氧等方式或工具以吸去硅片表面的杂质；2）薄膜沉积工艺，薄膜制备通常通过物理或化学方法完成，物理方法包括物理气相沉积（分为真空蒸镀、溅射等）、旋涂、电镀，而化学方法包括化学气相沉积（分为常压、低压、等离子增强、次常压、高强度等离子体、流体、原子层沉积、沟槽填充、金属、外延系统等）和外延；3）退火工艺，将金属加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺，包括球化退火、再结晶退火等方法；4）光刻工艺，半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，典型的光刻工艺将包括底膜准备、涂光刻胶、软烘、对准和曝光、曝光后烘等步骤；5）刻蚀工艺，通过化学或物理方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形，包括干法蚀刻与湿法蚀刻等方法；6）半导体工艺检测，检查掩膜胚料以及图案是否合格或是否存在显著并严重损害良率的缺陷。而本次受限的六类芯片制造设备（清洗设备、薄膜沉积设备、退火设备、光刻设备、刻蚀设备、检查设备）则是上述重要工艺中的必备设备，受限设备可能以不同的方式在不同工艺或工序中重复使用，因此从用途与工艺步骤看来，受限设备的范围极其广泛，但值得注意的是，本次受限的设备具有较高的性能与规格门槛，据日经中文网报道[1]，此次受限的六类芯片制造设备按用于计算的逻辑半导体性能来看，大部分为制造制程在14纳米至10纳米以下的尖端产品所必需的设备，即用于14纳米以上成熟制程芯片的制造设备将不在本次受控范围内。具体而言，本次新规在描述受限设备的规格门槛时，采用了以下两种方式：第一种为间接说明设备规格，新规在描述薄膜生产设备、抗蚀剂设备、特定沉积设备、检查设备、防尘薄膜组件的规格时均增加限定条件——“专为EUV光刻设备设计”，以此间接说明前述设备规格需达到与EUV光刻设备相符合的先进程度时才会受到新规限制。第二种为直接说明设备规格，除前段罗列的5种设备外，新规在描述其余17种设备时均通过列举性能参数条件以直接说明该类设备的规格及先进程度，例如第二种设备“一种用于晶圆加工处理的步进重复式/步进扫描式曝光设备，其属于光学式，光源波长高于193纳米，用纳米表示的0.25倍的光源波长除以数值孔径值所得的数值低于45”——新规通过列举参数条件“光源波长高于193纳米”、“0.25倍的光源波长除以数值孔径值所得的数值低于45”以直接说明受到新规限制的设备为ArF（浸润式）曝光设备。由于本次新规仅对符合特定规格的先进芯片制造设备作出出口限制，据路透社报道，日本经济贸易工业部长西村康俊于新闻发布会上表示，其认为该新规对日本公司的影响将是有限的[2]，即便如此，预计包括清洁设备制造商迪恩士（SCREEN Holdings）、光刻、曝光设备制造商尼康（Nikon）、蚀刻设备制造商东京电子（Tokyo Electron）、检查设备制造商爱德万（Advantest）在内的日本半导体巨头将受到该新规影响。
二、未来趋势
2023年1月28日，据彭博社报道，美国已与荷兰、日本就限制向中国出口特定先进半导体制造设备达成协议[3]。早在日本政府发布半导体设备出口管制新规之前，荷兰政府已声明拟对尖端半导体制造设备实施管控。3月8日，据彭博社报道，荷兰贸易部长Liesje Schreinemacher在致荷兰议会的信函中表示，荷兰政府针对芯片制造技术及设备的出口管制措施将最早于今夏发布并实施，荷兰政府将尽快发布一份国家管控清单以实施该管制措施（预计会对中国实施管控措施），管制措施将管控最先进的深紫外（DUV）光刻设备，即ArF光刻设备[4]的出口行为。对此，荷兰半导体制造设备巨头阿斯麦（ASML）公司于次日发布声明表示[5]，公司预计荷兰的新出口管制措施将仅涉及DUV光刻机中最为先进的几款型号，包括公司主流DUV设备（ArF光刻设备）TWINSCAN NXT: 2000i以及TWINSCAN NXT: 2050i，公司需申请出口许可证才能将上述设备运往受管制的目的地，即新出口管制措施不针对所有DUV设备，先进程度相对较低的DUV设备仍能正常满足以成熟制程为主的客户的相应需求。值得注意的是，自2019年以来，荷兰政府已对更先进的EUV光刻机出口至中国进行了出口管制限制。从日本与荷兰公布的管制动态来看，两国对中国半导体制造设备的管制范围并未超出美国于2022年10月7日发布的先进计算及半导体新规范围，仍是管制生产技术节点为16/14纳米或以下的逻辑集成电路等先进半导体产品所需物项及设备，即中国半导体行业仍可以正常生产成熟制程的半导体产品，但若想在尖端半导体设计与生产上有所突破则十分受限。此外，美国已与荷兰、日本初步建立起新的半导体出口多边管制机制，美国仍期待韩国以及欧盟加入上述机制，共同抑制中国半导体工业的发展，即使目前其他国家暂未发布先进半导体技术及制造设备管制措施，但可以预料的是，未来半导体出口多边管制机制的参与国将会逐渐增多，而中国半导体行业的发展将会在各国的“包围限制”下呈现更加艰难的态势。
三、合规建议
由于本次新规于3月31日征求公众意见，于5月正式发布，并于7月生效，我们建议中国企业利用新规正式生效前的“窗口期”，及时拉通采购、供应链、生产等重点业务部门，盘点拟受限库存设备余量以及未来需求量，并在“窗口期”进行采购备货。我们建议中国企业可以与相关设备涉及的日本厂商进行沟通，并了解相关日本厂商是否有设立海外工厂，寻求向该日本厂商的海外工厂（如日本公司在泰国、印度等地设立的工厂）进行海外设备的购买，由于该海外设备并非由日本原产，因而或将可以规避日本出口管制法律管辖。从短期来看，我们建议中国企业从中国台湾、韩国、德国、新加坡等其他半导体制造设备出口国家和地区处获得替代产品。鉴于以美国为首的半导体出口多边管制机制或将继续扩张，从上述海外国家获取先进半导体制造设备的渠道也可能被逐步封锁，从长期来看，我们建议中国企业在国内寻找替代厂商及设备，例如半导体检查设备厂商深圳中科飞测科技股份有限公司、睿励科学仪器（上海）有限公司、苏州天准科技股份有限公司、上海精测半导体技术有限公司、杭州长川科技股份有限公司、苏州赛腾精密电子股份有限公司；又如半导体清洗设备厂商上海至纯洁净系统科技股份有限公司、北方华创科技集团股份有限公司、盛美半导体设备（上海）股份有限公司等。