中國最大的晶圓代工廠正在把國產的製程設備放到人工智慧元件的試產線上。這不是一次技術前沿的跳躍,而是對供應鏈韌性的檢驗。如果這些設備在規模化運行下被證明可靠,北京就能獲得一條獨立於美國及其盟友供應商的次佳運算路徑。
上海產業圈內的傳聞指出,SMIC 正在為用於 AI 加速器與網路晶片的邏輯製程,對更廣泛的一籃子中國設備組合進行資格認定。重點在蝕刻、沉積、清洗與化學機械研磨(CMP)設備——當地供應商在這些領域已有可信的產品。地方媒體反覆提到的名字包括在蝕刻領域的 AMEC、在沉積領域的 Naura 與 Piotech、ACM Research 的上海分支在濕洗與電化學鍍膜,以及 Hwatsing 的 CMP。Kingsemi 的光阻塗佈與顯影設備也出現在更多製程路徑上。近期目標是提高成熟與中階節點生產線中本土設備的比例,然後推進到使用深紫外(DUV)光刻的更高密度設計。
此次測試並非單一機台性能的比拼,而是要看成群的國產設備能否共同在可接受的良率與稼動率下穩定執行配方。AI 晶片放大了整合風險:較大的晶片尺寸、更密的互連層與散熱預算讓可變性空間大幅縮小。即便早期的機臺指定(tool-of-record)選擇落在國產供應商,真正的門檻在於能否在數季而非數週內持續維持穩定產出。這正是客戶在簽署大量訂單前想要看到的。
這股推動有政策支撐。《十四五》與工信部的工作計畫要求在核心設備、材料與 EDA 方面取得突破,以降低對外國供應商的依賴。今年推出的「Big Fund III」大約 480 億美元的資金安排,結構上旨在在前期偏向晶圓廠後,將更多資本導向設備與材料。在早期輪次發生高調貪腐調查之後,監督有所收緊,國有資產管理機構被要求更緊密地追蹤投資回報與專案里程碑。
資本部署正在加速。產業追蹤機構估計中國今年在晶片製造設備上的支出約為 250 億美元,已超過南韓、台灣與美國的合計支出。這波增長不僅僅是蓋無塵室,而是確保備件、維修服務與足夠的冗餘以度過出口限制。國家發改委推動擴大國家計算力樞紐,加上「新質生產力」口號,使得 AI 運算成為類公共財的優先項目。對國內 AI 工作負載來說,一個能夠透過 DUV 支援 28 到 7 奈米級邏輯、再加上強大封裝能力的供應鏈,即便落後全球領先者,也能被視為可接受。
瓶頸依然在光刻。ASML 的 EUV 設備不可取得。某些先進的 DUV 浸沒式系統也面臨授權限制。中國光刻機製造商 SMEE 在 28 奈米及以上節點已有所進展,但其設備尚未被實證能在現代 AI 加速器要求的高密度下進行高產量生產。變通方案是對 DUV 浸沒式採用激進的多重圖形化(multi-patterning)來大致逼近 7 奈米級幾何。SMIC 已在少數晶片上展示出這類能力。經濟性是主要限制:多重圖形化增加了掩模數量、週期時間與缺陷風險,導致良品單晶片成本與功耗相對於 TSMC 或 Samsung 使用 EUV 製造的對等品提高。
這就是為何目前的試驗很重要。如果本地蝕刻、沉積與量測設備能在關鍵尺寸控制上收緊並在圖形化步驟間降低變異性,良率就會提升,DUV 的經濟性也會改善。即便如此,達到全面同等仍難以企及。但對於國內 AI 訓練——模型規模可調整以配合可用運算——達到可接受的性能是有可能的。作為補充,能堆疊或拼接多個 chiplet 的先進封裝可以彌補部分密度差距。
北京的賭注不只押在晶圓廠。策略是盡可能抬升整個技術堆棧:加速器、記憶體、封裝與軟體。華為重新崛起成為最重要的系統層玩家,持續迭代其 Ascend AI 加速器,並釋出基於國產製程的高規格智慧型手機處理器。即便是 Nvidia 的執行長也將華為稱為中國 AI 市場中的一個嚴肅競爭者。在後段,像 JCET、通富微電子與華天科技等 OSAT 正擴張高功率晶片的先進封裝線。中國的阿基里斯之踵是 HBM。國產 DRAM 製造商仍落後數個節點且缺乏 EUV;HBM 級別的產出尚在萌芽階段。可預期的是近期仍會在允許的情況下依賴進口記憶體,並在系統設計中關注替代性的記憶體頻寬解決方案。
EDA 與材料從低基礎上逐步改善。本地 EDA 公司在類比、射頻以及部分數位簽核領域已獲得市場牽引。材料供應商已擴充特殊氣體、研磨液與部分光阻的供應。國營媒體強調那些在狹窄領域取得領先的小巨人供應商。風險在於分散:太多專案競逐相同里程碑。較好的方案會把供應商與晶圓廠共同併置,在生產線旁嵌入服務團隊,並接受多年資格認定,而不是急於爭取媒體頭條節點。
監管手段是策略的一部分。據報導,中國反壟斷機構已對 Nvidia 過往收購 Mellanox 展開調查,提醒外界在世界第二大數據中心市場的營運許可會附帶條件。國家機構與受國家影響的雲端業者的採購指引已悄悄在可行時把試點導向國產加速器。對外資供應商的訊號很明確:預期會有更多合規審查與較小的定價權。
全球市場正在解讀這些跡象。由於對中國出口規定可能更嚴格的擔憂,半導體股在七月大幅下挫,凸顯中國需求的重要性。國內 A 股的半導體設備股在政策頭條與國家支持晶圓廠的訂單帶動下反彈,但營收確認往往落後於公告。對投資者而言,治理的教訓老生常談:關注實際安裝基數、服務收入與設備使用率,而不是僅看資本支出承諾。中國當局似乎也同意;在 Big Fund 早期輪次的貪汙衝擊之後,國資委強調淨資產回報與中央國企的硬性 KPI 達成。
對北京而言,成功不是製出 2 奈米晶片,而是構建一條具韌性的、在成熟與中階節點本土化比例達到 70–80% 的設備鏈,一條對部分產品可行的 DUV 基礎 7 奈米級邏輯路徑,以及一個能大規模整合 chiplet 的封裝生態系。對 SMIC 與同行而言,這意味在 12–18 個月內,國產設備在 65 到 28 奈米產線的市佔要大幅上升,然後在 2026 年前後在 14 到 7 奈米的選定插槽取得部署。良率必須穩定在大型晶片的損益兩平門檻之上。服務與備件供應必須足夠強健以維持高 OEE(整體設備效率)。
在系統層面,目標是出貨足夠可信的 AI 加速器以供省級計算樞紐與主要雲端供應商使用。電力與散熱限制會構成約束;AI 資料中心已在測試在地電網。這使得能源效率與製程節點雄心並重。政策很可能透過地方政府以「新基礎建設」名義補貼電力、土地與折舊,但若需求呈週期性,資本支出紀律將面臨考驗。
有四個指標可將訊號與噪音區分開來。第一,機台資格認定:注意國產蝕刻與沉積設備是否在更多 SMIC 與華虹的製程步驟中成為 tool of record,以及是否有第三方量測數據顯示變異性收斂。第二,Big Fund III 的撥付節奏與共同投資者:有錨定客戶與共置供應鏈的專案值得更高信心。第三,出口管制的演變:任何對 DUV 服務、備件或先進封裝的新一輪美國或盟國限制都可能侵蝕 DUV 變通方案的經濟性。第四,中國頂級雲端與電信業者的採購行為:他們採用華為為基礎的堆疊的速度將決定國內 AI 運算採納的步伐。
論點並不複雜。中國買不到 EUV,但可以靠花錢、協調與反覆試驗,走出一條基於 DUV、國產設備與強大封裝的「夠用」AI 運算路徑。這樣的結果會減緩出口管制的衝擊,使國內 AI 訓練保持在正軌,並在這一戰略性產業中給政策制定者帶來籌碼。對投資者來說,贏家很可能是那些能在多年、以服務為主的合約上悄悄執行的乏味型工業股——設備製造商、材料供應商與封裝廠。