2021年初に中国の国内半導体産業について詳細に書いて以来、1状況は大きく変わりました。バイデン政権は中国企業に対する輸出管理制限を引き続き課しており、2022年10月7日の制御パッケージは、人工知能や機械学習のワークロードを実行するために使用されるGPUなどの先進的な半導体だけでなく、半導体製造装置（SME）に対する制御も大幅に拡大しました。2 米国の制御の一つの目的は、中国企業がFinFETや最終的にはGate All Around（GAA）などの非平面技術プロセスに移行するのを防ぐことです。新しい制限には新しい最終用途の制御や米国人に対する制御が含まれており、今後の中国の国内半導体産業の発展に対して大きな新たな課題をもたらしています。3 2022年10月の制御に関する更新が2023年10月17日に発表され、このアプローチに従い、中国の半導体産業にさらなる課題をもたらしました。2021年には明らかではなかった程度において、中国企業が先進的な半導体を調達する長期的な能力は、現在、中国の国内工具製造および製造能力の開発速度に密接に関連しています。これは、外国のファウンドリを利用できなくなった中国の設計企業の数が大幅に増加したためです。
米国の規制は最先端の能力にのみ影響を与えているため、中国企業は国内需要の大部分が残る成熟したノードでの能力拡大を続けるでしょう。28ナノメートル未満のより高度なノードでは、主要な中国企業は、特に深紫外線（DUV）浸漬リソグラフィーシステムなどの一部の先進的な西洋のツールに引き続きアクセスでき、特に7ナノメートルや5ナノメートルまでのより高度なノードでのロジック生産を延ばすためにできる限り使用し続けるでしょう。それにもかかわらず、DUVツールを使用して高度なノードの生産を行うことは複雑であることに注意することが重要です。なぜなら、マルチパターニングのような技術を使用することは、堆積やエッチングなどの他の重要なツールにおける高度な能力も必要とするからです。高度なノードの生産には、主要な処理ツールの緊密な結合が必要であり、問題はリソグラフィーツールだけではなく、中国の半導体産業に関するメディアや他のコメントが通常強調するように、他の要素も含まれます。フォトレジストのような材料も、7ナノメートル以下の微細な特徴の長さにDUV能力を拡張するプロセスにとって重要です。
米国の規制がこれまで先進的な製造能力に焦点を当ててきたにもかかわらず、北京と中国企業は将来の規制についても懸念しており、西洋の投入物がない工具や材料の生産ラインを優先して、長期的なリスクを軽減しようとしています。したがって、彼らがまだ西洋の工具を取得できるとしても、ほぼすべての主要な中国の鋳造所やメモリ企業は、国内の工具メーカーと体系的に協力して、最終的に西洋の設備からほぼ自由な生産プロセスを確立するための機器を開発・検証しています。これは、40ナノメートルから始まり、今年中に28ナノメートル、次に14、12/10、最終的には7ナノメートルへと迅速に進む、多段階・多年にわたるプロセスとなるでしょう。DUVなどの西洋の工具への継続的なアクセスは、外国のエッチングおよび堆積工具とますます国内の工具を組み合わせることで、中国の半導体製造にとって完全に国内の未来への架け橋を提供することができます。全体的な半導体産業の観点から見ると、中国で起こっていることは、今後10年間で業界を根本的に変えるでしょう。4
さらに、北京の当局は、先進的なリソグラフィーなどの重要な技術におけるイノベーションを推進するために、官民協力の新しいアプローチを開発しています。北京は、民間部門と密接に連携し、先進的な国家支援の研究開発を指定された民間企業に移転しやすくすることでボトルネックを克服し、企業が重要な技術に関して協力するよう促し、他の分野で成功したアプローチを追求しています。これらのアプローチには、大規模な国有企業がセクターで主導的な役割を果たし、複数のチームが難しい問題に取り組むための資金提供と支援を行うことが含まれています。これは、エクサスケールコンピューティングのために行われたように。5
半導体製造業の他の多くの部分も、設計ツール、高度な材料、高度なパッケージ技術、システムエンジニアリングアプローチなど、国内の中国の代替品を構築するための新たな取り組みのターゲットとなっています。これらはすべて、プロセスノードの改善だけに依存するのではなく、システム主導のアプローチを通じて性能を向上させるために設計されています。これらのアプローチは、特にパッケージング、チップレット設計、2.5Dおよび3Dのバックエンドパッケージングアプローチを含む、中国の国内能力にとって今後重要になります。これらは、性能レベルを向上させ、新しい国内専用の生産プロセスに橋渡しをするためのシステムエンジニアリングの取り組みにおいて重要な役割を果たします。
これらのいずれも簡単ではなく、主流のグローバル半導体製造プロセスに匹敵する最終製品を生み出すという意味で成功が保証されているわけではありません。これらの努力はまた、勝者と敗者を生み出し、西洋の工具メーカーが最大の犠牲者となる可能性があり、彼らは2022年10月7日以前に支配していた巨大で成長し、利益の多い市場から徐々に排除されていくでしょう。それでも、中国の半導体セクターの一部は、他の部分よりもグローバルな動向やサプライチェーンとの結びつきをより強く保つでしょうし、全体の状況は引き続き複雑で進化し続けるでしょう。
中国の国内製造業を標的としたツールに対する厳しい規制
2022年5月、国務長官アントニー・ブリンケンが米中関係と競争の中心に技術競争を置いたとき、6その年の後に何が起こるかを理解していた人は少なかっただろう。2022年秋、バイデン政権は初めて、国家安全保障顧問ジェイク・サリバンや商務省のアラン・エステベス次官などの高官が、中国と半導体に対する米国の戦略政策を明言した。「サリバンドクトリン」として2022年末に表明されたこの政策は、いくつかの部分から成り立っており、サリバンが主張したように、米国は中国に対して重要な分野で絶対的なリードを維持する意向があることから始まる。彼はまた、米国が中国と先端技術に対して「小さな庭、大きなフェンス」アプローチを実施していることを示し、7先端コンピューティング（半導体、AI、機械学習、高性能コンピューティング）、バイオテクノロジー、グリーン/クリーン技術などの技術が、技術エコシステム全体で「真の力の倍増器」であるとさらに主張した。サリバンドクトリンの結論は、これらの各分野でのリーダーシップが「国家安全保障の必須事項」であるということだ。8
2022年10月7日に商務省から発表された規則の中で最も複雑で物議を醸した部分は、半導体製造装置に対する最終用途管理と米国人に対するものであった9。SME管理は、16/14ナノメートルのロジック半導体、128層の3D NANDメモリ、18ナノメートルのハーフピッチDRAMの製造における機器と米国人のライセンスを求めている。これらの管理の結果、最初は一方的に導入され、重要な国々の合意なしに行われたため、特にファウンドリリーダーのSMIC、NANDメモリの巨人YMTC、DRAMの主要企業CXMTにおいて、アプライドマテリアルズ、KLAテンコール、ラムリサーチなどの主要な米国の工具メーカーは、中国の施設からすべての米国人スタッフを撤退させざるを得なかった。さらに、この制限のパッケージは、中国国内の半導体機器メーカーへの入力にも管理を課し、外国の機器リーダーを置き換えさせないようにした。ほぼ一夜にして、中国の国内製造および工具製造機器セクター全体はまったく新しい時代に突入した。
2023年10月の更新10は、これらのルールに対して中国の半導体企業が直面する課題をさらに増加させただけです。新しい規制は、いくつかの非常に古いASML DUVリソグラフィーツールに使用される特定のパラメータに関する閾値を厳しくし、再びゴールポストを移動させました。2023年のパッケージは、中国のエンドユーザーに販売される可能性のある先進的なGPUの性能に対する閾値も引き上げ、2022年のパッケージの制限に従うために中国市場向けに再設計されたグローバルリーダーNvidiaのいくつかのGPUを捕捉しました。
中国の国内産業にとって、規制の最も重要な影響は、中国国内および外国企業によって、半導体分野から米国技術を大規模に排除する設計を促進することでした。それ以前は、中国の技術企業は、世界中の同業者や競争相手と同様に、最も先進的な設備やサービスを取得し、使用していました。多くの観察者は、依然として中国の「中国製造2025」戦略（2015年に発表）が、北京が重要な分野で単独で進むことを望んでいるという信号であったと誤って主張しています。「中国製造2025」に関連するサイドスタディでは、さまざまなタイプの半導体生産における国内比率のための非常に非現実的な目標が挙げられましたが、これはほとんど政府の政策を代表するものではなく、中国の半導体企業はそれをほとんど無視しました。それは2023年に変わりました。中国の半導体産業の上級専門家は、国内の産業プレーヤーは最良の利用可能なツールを使用することを好むが、現在は国内企業を優先し、代替供給チェーンを開発するようにますます圧力を受けていると強調しています。11
中国の新しい米国の規制に対する反応
2022年10月の出来事が中国および世界中で展開し始め、中国の産業プランナー、企業幹部、外国のパートナーが損害を評価する中で、中国の半導体産業の将来の方向性を決定するいくつかの重要な問題が浮上した。
まず、制御の一方的な性質が、米国政府とオランダおよび日本の政府との間で、制御をどのように調整するかについての長く痛みを伴う対話を必要としました。このいわゆる三国間グループは、SMEに関する制御についてほぼ2年間議論してきましたが、日本とオランダの両国は、エンドユース制御を10ナノメートル以下のより高度なノードで設定することを好みました。米国側がエンドユース制御を16/14ナノメートルに設定したとき、三国間の話し合いは破綻しました。米国の当局者は、2022年夏にSMICが既存の深紫外（DUV）リソグラフィー装置やその他の外国および国内のツール（エッチングや堆積など）を使用して、7ナノメートルの層を持つ半導体を生産できるという報告に懸念を抱いた国防総省からの圧力を受けていたようです。これは、米国の半導体産業がバイデン政権が中国のエンドユーザー向けの技術に関する制御のパラメータを「動かしている」と感じた多くの事例の一つでした。12
米国政府は、一方的な規制に対する政治的および産業界からの反発を大きく過小評価していた。「三国間合意」の話はすぐに取り下げられ、米国の官僚たちは「競争条件の平準化」や「負担の分担」についてより多く語り始めた。13 日本政府もオランダ政府も、中国の技術的野心を抑制することを明示的に目的とした合意に参加したくなく、両国政府は主要な半導体企業から大きな反発を受けている。同時に、日本、オランダ、または工具製造業界のいずれも、メモリが規制に含まれるとは予想していなかった。
メモリは論理とは非常に異なる分野であり、高度にコモディティ化され、競争が激しく、レガシーノードが存在せず、企業は常に最も先進的なプロセスに向けてアップグレードする必要があります。14 2022年の規制にメモリが含まれる理由は複雑で、YMTCがNAND製造曲線をどれだけ迅速に上昇させることができたかについての業界と行政の懸念に中心を置いています。この企業は128層のNANDを生産し、232層以上のより先進的なプロセスに急速に移行しています。アメリカの懸念は、YMTCが中国の国家IC投資基金の下で受けた補助金に集中していました。さらに、アメリカの当局は、YMTCがエンティティリストに載っているHuaweiにNANDメモリを供給していると主張しましたが、これらの主張は証明されたことはなく、YMTCが違反したとされるタイプの域外規制の適用自体が業界内で物議を醸しています。
規制が課される直前に、AppleがiPhoneおよびiPad製品ラインで使用するためにYMTC NANDメモリモジュールを試験しているという話も漏れました。15 中国に対する米国の議会の批評家たちは、これを潜在的なセキュリティ問題として取り上げましたが、AppleはYMTCメモリを中国で販売される製品にのみ使用する予定でした。サイバーセキュリティの専門家たちも、メモリは常により高度なバージョンに置き換えられるコモディティ製品であるため、何らかの「バックドア」をインストールするために使用される可能性は低いと考えており、これらの主張は多くの業界の観察者には説得力がありません。
2023年1月下旬に暫定的でおそらく口頭の合意が達成され、オランダと日本の政府は2022年10月7日のパッケージに含まれるタイプの類似したが同一ではないエンドユース管理を実施することに合意しました。しかし、合意の詳細は、米国の管理が人を含むのに対し、オランダと日本の企業は契約の完了まで現場に人員を留めることができることを示唆しています。これにより、米国の工具メーカーは大きな不利な立場に置かれ、中国の半導体産業の将来に影響を与えることになります。
最終的に、2023年10月17日の規制は、中国の半導体製造企業、特にファウンドリリーダーであるSMICにさらなる課題をもたらし、古いASMLのリソグラフィー機器を押収しました。したがって、2023年末までに、広範な半導体産業に関連する産業政策を担当する中国の官僚は、短期、中期、長期の課題に直面しました。
まず、SMIC、YMTC、CXMTのような中国の主要企業が、先進的なツールを支援する米国の人員を置き換え、これらの大規模な製造業務を中国のサプライヤーからのみ調達した機器に徐々に移行する方法は？制御の影響はすでにYMTCで感じられており、2023年1月には数千人の従業員が解雇されました。
第二に、新しくより困難な状況下で、業界に対して政府の財政支援をどのように提供するかです。この取り組みは、2021年末に始まったファンドの腐敗調査による国家IC投資ファンド内の動揺によって複雑化しています。ファンドの幹部の多くが逮捕されており、丁文武をはじめ、元清華ユニグループの会長である趙偉国などの業界リーダーも含まれています。16 ファンドの将来の役割は疑問視されており、北京の懸念の一部は、ファンドが製造と設計に狭く焦点を当てていることに関連しており、中小企業セクターへの投資に十分な注意が払われていなかったことです。
2022年末から2023年初頭にかけて、政府がこの分野を強化するために1兆人民元（1410億ドル）の基金を検討しているという噂が広まりました。しかし、半導体産業政策に関する政府の上級顧問である清華大学の魏少軍教授などの業界の主要人物は、そのような基金が検討されていることを知らないと示しました。17 現在の地政学的状況やアメリカとの関係悪化の中で、上級政治指導者や業界のプランナーは、そのような基金の存在を発表することに消極的である可能性が高いです。彼らの経験から、2025年中国製造や国家IC基金などの主要な発表やプログラムは、これらのイニシアチブがアメリカの政策の主要な標的となることが多く、今後のイニシアチブで同様のことが起こるのを避けようとする動きがあると考えられます。
したがって、2024年初頭の時点で、私が中国半導体産業政策3.0と呼ぶ、業界を支援するための北京の新しい戦略の概要を見ることができます。
新しいトップダウンアプローチ. 2023年3月の全国人民代表大会を受けて新しい経済チームが設置された後、北京が半導体産業の高レベルの監視を刷新する兆しが見られました。そのために、丁薛祥副首相の下に新しい半導体産業「リーディング・スモール・グループ」が設立されたようです。中国のメディアではそれに関する限られた言及がありましたが、すぐに削除されました。この新しいリーディング・スモール・グループは、過去約2年間にわたって開発されてきた中国の半導体産業に関する新しい戦略のすべての側面を監督します。18
新しい戦略は、業界関係者によると、半導体に関連する産業政策に関する過去のアプローチの内部審議と見直しの結果である。以前、当局は科学者主導のアプローチがあまり進展をもたらさなかったと判断した。一方、国家ICファンドの最新の調査は、ファンドを通じて市場の力を利用しようとする試みが、重要な分野で十分な進展をもたらしていないという懸念を反映している。現在、上級指導者たちは、かなり異なるアプローチの必要性を感じている。この分野の新しい可能性のある方向性の一つは、大規模な国有企業に監視を委託することである。このような企業は、北京が信頼できる官僚と見なす人々によって運営されているため望ましいと考えられており、これらの企業は主に国の利益のために運営され、国家IC投資ファンドの管理を任されている一部の個人のように自分たちの利益のために運営されることはない。
したがって、中国が全体的な半導体産業政策を運営するために国家レベルの国有企業コングロマリットを必要とするという高レベルの決定がなされた可能性があります。これは、CNNCによる核産業や、CASICによる航空宇宙産業などの分野と類似しています。他の国家支援企業は、一般的に国家安全保障および防衛産業分野で最も成功していると見なされています。したがって、2024年に半導体に関して同様の道を進む動きがある場合、それは中国の指導部がこの分野、特に半導体製造装置、材料供給チェーン、先進的な製造をますます重要視していることを示すでしょう。2023年末の時点で、この任務がCECやCETCなどの主要な国有コングロマリットの1つまたは2つの組み合わせに与えられる可能性が高いように思われました。さらに、主要な半導体政策の意思決定が国家発展改革委員会（NDRC）の下に移されるという兆候もありました。
'基本的な半導体の研究開発にもっと投資し、研究開発の成果を商業企業に提供する。' 半導体物理学や先進的なリソグラフィーのための光源などの基本的な研究開発が十分ではなかったことは明らかに認識されている。丁の下に新たに設立される小グループの役割の一部は、基本的な研究開発の支出と協力をより良く調整し、研究開発を国家機関からより迅速に民間セクターの手に移し、商業製品やシステムを開発することになるだろう。19 例えば、2023年初頭には、政府が5つの主要企業— Huawei、SMIC、YTMC、そして工具メーカーのNauraとAMEC—に政府の研究開発への特権的アクセスを与えることを指定したという報告が浮上した。20 この新しい政策アプローチの公式な確認はないが、ある関係者は「中国政府は、米国の制限を克服するために、資金の上限なしにこれらの企業がローカライズされたチップ製造ツールを生産し展開するために補助金を出すだろう」と指摘した。