观点 | 林雪萍 :被日本卡脖子,韩国芯片制造如何应对

2019年7月日本突然对韩国“下黑手”,对三种半导体材料的出口进行限制。一时间引起韩国轩然大波,韩国政府、产业界迅速行动起来。如今一年过去,重新还原韩国材料反击战,对中国当下应对复杂格局,也非常有启发。

缘起

2019年7月初,日本政府宣布对向韩国出口的三种材料加强管制,从一揽子出口许可项目改为个别许可项目。这三种材料对半导体和显示器的生产至关重要,其中氟化氢用于半导体制造过程中的“清洗”,去除氧化膜物质;氟化聚酰亚胺则主要用于柔性屏;光刻胶用于在半导体表面上对图像层进行构图。而在随后的8月份,东京还进一步宣布,将韩国从优惠出口管制的可信赖贸易伙伴的白名单中进行降级。

这两手所谓的“优化对韩国的出口管制”,被韩国解读为对首尔法院裁决的报复,该裁决下令日本公司赔偿当年殖民统治期间被强迫劳动的韩国受害者。韩国认为,日本将正常商业的供应链关系政治化,国际供应链的随时可切断,可能对韩国的主导产业形成窒息性威胁,进而极大地影响韩国的国运。

日本突然下手,韩国政府积极应战

日本经济产业省的突然下手,让韩国措手不及。半导体企业的危机感相当严重。日本在精细化工、原材料的生产上一直占有领先优势,许多企业历史长达100年以上,涉及到半导体原材料、合成树脂、石油化学、氟化化合物、医药品等。深度的精细加工,加上超宽度的产品群,使得日本原材料呈现出一种集群优势。韩国一向对日本依赖非常严重。2018年,韩国在零部件和材料方面的对日贸易逆差为151亿美元,电子零件和化学制品(包括前面3个品种)都是重点领域。而这三种材料,一年进口额不过区区3亿美元,但对于韩国半导体,都是要害之处。

韩国政府迅速做出反应,很快就宣布将在未来5年内投资460亿人民币,对日本依赖度较高的6个领域的100个品种(包括3种限制出口的材料)进行去日本化,主要途径就是国产化或进口国多元化。而在10月,则专门成立“原材料、零部件和装备的竞争力委员会”来应对危机。在2020年原材料、零部件和装备三者的预算为124亿人民币,比2019年49亿相比,大幅度增加了2.5倍左右。

可以说,政府提供了全赛道的国产化计划。

除宏大的多元化供给的战略之外,政府还对具体供应链进行了一条龙的支援,在加强实证、量产测试、可信度保证等方面都提供阶段性政策的支持。日本限制之后,韩国氟化氢生产商Soulbrain,即使马不停蹄的生产,也不能满足三星电子等客户的需求量。由于环保程序原因,它在2018年开始施工的第二工厂一直进展缓慢。政府这次则放宽一系列许可程序,使得该工厂建设大幅度提速,2019年9月提前竣工投入生产,生产出90%的氟化氢都供货给三星。在2020年年初,该工厂一度表示具备量产12个9纯度氟化氢的能力。

总统也多次站出来为韩国产业打气。在日本出口限制令颁布4个月后,文在寅总统出席了一家硅晶圆工厂竣工仪式,表明韩国会加紧扩大国内生产和寻找替代出口商。而在2020年6月底,总统在讲话中再次提到了“断供一年”国内的进展,并暗示对于“突袭性措施”的防备,展现了持久推进国产化和供给方多元化的决心。

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图1  韩国氟化氢进口额

(数据来源:韩国贸易协会)

半导体巨头的全面反应

限制令出台的时候,韩国国内的氟化氢只够工厂3~4个月的使用。而实际上从半导体工程中投入晶片,到最后各种工程生产出成品需要2~3个月。因此,留给韩国企业的时间,还是非常紧迫的。

为解决燃眉之急,三星电子和SK海力士的高层都第一时间飞往日本,寻求解决之道;与此同时,多管齐下做准备,一方面从中国(包括大陆和台湾地区)、新加坡、比利时引进库存,一方面也紧急启动材料国产化的措施。

与此同时,三星电子工厂检查了所有的500道工序,对氟化氢的使用浓度进行区分,并且在低纯度氟化氢方面推动国产化替代。Soulbrain公司成功进口了中国原料,制造出99.999%(5个9)纯净液态氟化氢,并在显示器上试验成功,将预期的6个月时间缩短到2个月。而LG显示器不仅在液晶(LCD)领域,而且在有机发光二极管(OLED)电视生产工程中,也已经开始使用代替日本产品的韩国产氟化氢。

SK集团旗下的子公司SK Materials在2019年年底成功开发超高纯度氟化氢样品,并在半年后宣布氟化氢气体开始量产达到5个9的纯度(99.999%),日本现在是11个9。而下一步,SK的主要目标就是增加本土自产氟化氢的纯度,预计到2023年,将氟化氢天然气的国产化率提高到70%左右。而在高端附加值材料方面,SK Materials公司收购了韩国锦湖石油化学电子材料业务部,推动包括光刻胶和硬掩模板在内的半导体原材料的本土化研发生产,在2021年年底前完成对光刻胶生产线的布局,来替代日本HOYA公司主导的领域。

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图2  2019年韩国光刻胶进口量

(数据来源:韩国贸易协会)

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图3  2019年韩国光刻胶的进口量(日本以外)

(数据来源:韩国贸易协会)

大手拉小手,积极布局多元化

韩国产业界表现了同仇敌忾的团结合力,正在形成大中小企业相互合作的国内供应链。

SK集团计划将原材料国产化过程中确保的力量与中小企业相辅相成,加强国内半导体生态系统。SK海力士筹集了共4000亿韩元规模的相生基金,向合作公司提供低息融资。另外,SK集团内的原材料公司计划共享中小合作公司在提炼高附加值的高纯度天然气过程中所需要的技术。

而韩国半导体材料装备企业东进世美肯,在2019年年底从三星电子以4000万人民币的超低价购买了三星电子使用过的价值4亿元的ArF光刻机,开始生产DRAM光刻胶材料的生产。此前,由于缺乏自置装备,东进世美肯需要将ArF光刻胶产品技术开发测试的样品,全部交给北欧半导体材料研究所,时间和费用成本都很高。而此次,三星电子低价转让高价设备,充分说明韩国大企业的觉醒。大手拉小手,用真金白银来支持小企业的本土化生产。

极紫外(EUV)用的高等级空白光罩产品是下一代制程的关键,而这种产品几乎都掌握在日本HOYA和三菱旗下的旭硝子AGC手中。尽管日本还没有限制,如果断供,对于三星都是致命的武器。未雨绸缪,2020年7月31日三星电子向开发EUV用空白光罩与晶片检测设备企业分别投资了659亿韩元和473亿韩元。这是三星电子自2017年收购Soulbrain和Semichem各4.8%的股份后,时隔3年再次向材料、零部件、装备企业进行投资。这并不意外,三星对依赖日本的技术一直高度警惕。美国俄勒冈州立大学在2007年创立了一家公司,它的光刻胶方法采用了跟日本完全不同的技术路径,在5纳米、3纳米等制程有可能形成全新优势。三星已经追加投资,超过日本另外一家股东,成为这家公司最主要的投资者。

可以说,韩国正在积极引入“战争思维”,以平行线的备胎战略,实现供给多元化。

一年后的依赖度分析

韩国国际贸易协会6月30日宣布,2020年前五个月,韩国从日本进口的氟化氢同比下降86%。看上去,进展很大,但实际情况并非如此乐观。对最尖端半导体的生产来说,日本产的超高纯度产品依然必不可少,即便SK MATERIALS的“超高纯度”产品的品质也低于日本企业产品的纯度。

在光刻胶领域,日本份额略微下降,比利时的进口增加。这是由于日本企业JSR与比利时的合资公司形成,也意味着,日本供应商也在通过灵活的方式,与政府的监管进行猫捉老鼠的游戏。

氟化聚酰亚胺则最不乐观,对日本的进口不仅不降,反而增加近10个百分点。2020年1月至5月则增至93.9%,呈现压倒性优势。

可以说,氟化氢在低浓度市场上已经摆脱了日本的依赖,而光刻胶和氟化聚酰亚胺,则依然受到巨大的限制。

值得注意的是,韩国有些人士也开始担心中国企业会采用对韩国如法炮制。这次对日本断供限制的应对,部分是通过中国的贸易商才一定程度上得以阻止。但掌握原料主导权的中国动向也不容忽视。毕竟这些半导体材料的最初源头矿物还是在中国。

如果韩国国内不生产原料,而只生产氟化氢,那么当中国把作为原料的萤石变为贸易战争的武器,韩国将再次断炊。因此韩国矿物界也有一种“一竿子到底”的声音,有必要对萤石矿山进行再研究。20世纪80年代,由于中国产萤石的流入而导致韩国同行的利润恶化,萤石资源的开采后来被搁置。而现在,韩国也正在从国家资源的战略层面,而非单纯的经济逻辑,来重新思考这些问题。

日本并未关死门

然而,韩国这次遭受的日本管制,跟华为所承受的重压,其实不可相提并论。美国是铁心要断开供应链,而日本并没有完全封死大门。

日本在2019年的8月7日、19日就两次对三星电子颁发光刻胶出口颁发许可证,确保了9个月的存货量。而在2019年12月20日,日本解除部分对韩国出口光刻胶的限制。

日本企业也似乎与政府展开了游击战。在日本政府加强对韩国半导体原材料的出口限制一个月后,不仅是需求者韩国企业,连供应者的日本企业也为了回避限制,纷纷投入到供应网的多变化之中。部分日本企业通过向韩国供应在海外生产的“第三国产品”的方式保护顾客。

森田化学工业株式会社在中国启动高纯度氟化氢生产,从而向韩国供货。而2020年7月,日本东京冈工业在韩国仁川松岛的工厂开始生产EUV光刻胶。此前,为了技术保密,行业惯例都是在日本制造,然后出口到韩国。而这一次,则次日本类似工厂首次在韩国开始生产。三星电子正在半导体工艺当中,同步对这种产品进行测试。

日本JSR公司在比利时的合资公司也加紧供货,这也使得韩国从比利时的进口大幅度提高。

日本企业与政府之间并不一致的想法为韩国留下了发展的余地。

小结

日本断供以来,韩国的应对可谓使劲浑身解数。韩国政府高度重视,一方面出台长期性的政策,全面覆盖受限制产品;另一方面,也积极在国际组织向日本施压。而韩国企业呈现了灵活的手腕,从带动国产品牌进入供应链体系、引入国际渠道、分化日本、战略性技术投资等方面推动供应链的多元化。民间抵制日货再次兴起高潮,这也使得许多日货在韩国经营惨淡。这些都给做出断供限制的日本政府带来很大的压力。

在制造业持续低迷的情况下,文在寅总统在去年提出,在2030年让韩国成为世界四大制造业大国之一的目标,将制造业的附加值比率从目前的25%提高到30%以上,并将新产业和新产品的比率从16%增加到30%,还展望了下一代OLED显示器、系统半导体和生物健康等新兴产业的增长。而关于半导体产业,计划将存储半导体和系统半导体的合计附加值比重从2018年的12.4%提高到2030年的14.6%。

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图4  2030年韩国新产业增长比重

(数据来源:2019年制造业复兴的愿景和战略)

目前韩国半导体材料依然无法离开日本。然而供应链去风险化已经成为共识,这里面甚至包含了对中国的敌意。战争思维已经引入国家之间的供应链。这意味着,国家之间的供应链攻防战已经成为常态化的准备。经济性不再是唯一考量的原则,国家战略物资需要确保安全性已经成为重要的主题。

原文始发于微信公众号(知识自动化):林雪萍 | 被日本卡脖子,韩国芯片制造如何应对

 

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