传半导体两大技术出口被管制，国产替代还要等多久|hbm|存储器|晶体管

半导体又现突发，国产替代的逻辑可能再度强化！

传GAA技术及HBM技术被加强出口管制

市场突然传出，拜登政府正在考虑限制中国获取应用在人工智能（AI) 芯片上的全栅级晶体管技术（Gate-all-around, GAA) ，但不过目前还不清楚美国官员何时会做出最终决定。

值得注意的是，1个月前，美国再次修订了半导体出口管制措施，对美国2023年10月17日发布的半导体出口管制规则进行修订。

对此，3月底，中国商务部回应称，美方泛化国家安全概念，肆意修改规则，加严管制措施，不仅给中美两国企业开展正常经贸合作设置了更多的障碍，施加了更重的合规负担，还给全球半导体产业造成了巨大的不确定性。这严重影响中外企业开展互利合作，损害其正当合法权益。中方对此坚决反对。

美国之外，据环球时报援引《日本经济新闻》报道，日本经产省目前已就此对《外汇及外国贸易法》相关法规（省令）做出修改，在公开征求意见阶段结束后，相关法规将正式公布并最早将于7月生效。

《日本经济新闻》称，用于获取集成电路图像的电子显微镜、全环绕栅极技术等将成为新的出口管制对象。这些品类的产品尚未纳入被称为“瓦森纳协定”的多边出口管制协定，日本政府此举也将相应提高出口管制的实效性。

从趋势来看，这意味着，半导体技术受限的趋势正在加强。而另一方面，也意味着国产替代的机会在持续提升。

两项技术究竟影响如何

熟悉科技圈，尤其是关注半导体领域的小伙伴对GAA及HBM两项技术并不陌生。

GAA（Gate-All-Around）技术是一种环绕式栅极晶体管技术，旨在通过降低工作电压水平和增加驱动电流来提高芯片的能耗比，从而突破FinFET（鳍式场效应晶体管）技术的性能限制。GAA技术的概念最早由比利时IMEC的Cor Claeys博士及其研究团队于1990年提出。

GAA技术的核心优势在于其独特的结构设计。GAA晶体管采用水平架构，将多个水平奈米片或奈米线堆叠起来，并在每一侧面以栅极材料包围这些通道，从而实现了比FinFET更高的载流能力。这种设计不仅解决了许多有关泄漏电流的挑战，还显著提高了晶体管的性能。

三星电子公司是全球首家将GAA技术应用到商业化生产中的企业。2022年6月，三星宣布其位于韩国的华城工厂开始生产3纳米芯片，采用GAA技术。此外，三星还计划在2025年大规模生产基于GAA的2纳米芯片，以进一步缩小与台积电的差距。

GAA技术被认为是继FinFET之后的下一代晶体管技术，其在3nm及以下节点的应用前景广阔。英特尔计划在其20A（2nm）工艺节点中采用GAA技术，而台积电则计划在2nm制程上采用GAA技术。

从这里可以看出，想要获得先进制程，GAA技术突破是不可避免的。

HBM（High Bandwidth Memory）技术则是一种先进的内存技术，主要用于高性能计算、图形处理和芯片中。其核心原理是通过3D堆叠技术将多个DRAM（动态随机存取存储器）芯片垂直堆叠在一起，并通过硅通孔（TSV，Through-Silicon Via）进行连接，从而实现高带宽和低功耗的特点。

具体来说，HBM技术采用基于TSV和芯片堆叠技术的堆叠DRAM架构。每个DRAM芯片都通过硅通孔与处理器相连，这些通孔被称为TSV，能够贯通所有芯片层的柱状通道传输信号、指令和电流。这种结构使得HBM具有非常高的数据传输速度，可以提供比传统GDDR5内存等更高的带宽。

据TrendForce集邦咨询资深研究副总吴雅婷表示，目前2024年HBM(High BandwidthMemory)市场主流为HBM3，NVIDIA新世代含B100或H200的规格则为最新HBM3e产品不过，由于A需求高涨，目前英伟达(NVIDIA)以及其他品牌的GPU或ASIC供应紧俏，除了CoWoS是供应瓶颈，HBM亦同，主要是HBM生产周期较DDR5更长，投片到产出与封装完成需要两个季度以上所致。

吴雅婷表示，目前NVIDIA现有主攻H100的存储器解决方案为HBM3，SK海力士是最主要供应商，然而供应不足以应付整体AI市场所需。至2023年末，三星以1Znm产品加入NVIDIA供应链，尽管比重仍小，但可视为三星于HBM3世代的首要斩获。

国产突破加速

面对两项关乎半导体芯片制程以及存储芯片未来发展的技术，国内厂商是否又具备替代或突破的可能呢？

尽管面临美国等国家的制裁政策，中国在GAA技术方面仍然取得了显著的进展，并在某些关键技术上达到了国际先进水平。

中科院微电子研究所先导中心研究员殷华湘团队在GAA晶体管制造工艺上取得了重要进展。他们基于主流GAA晶体管的制造工艺，在体硅衬底上通过调整SiGe/Si叠层外延中底部SiGe层的Ge含量，成功实现了更高效的制造过程。

这些突破不仅展示了中国在半导体领域的强大研发能力，也为未来的芯片制造和应用提供了坚实的基础。

而在HBM技术方面，据报道，华为正在发起一个存储器生产商联盟，旨在制造高带宽存储器(HBM)，以应对西方国家对半导体技术的制裁。HBM对于人工智能(AI)和高性能计算(HPC)处理器至关重要，因为内存带宽的限制往往会影响其性能，而华为意识到了这一点，因此正在支持一家中国DRAM制造商开发HBM2内存。

同时，国内企业在HBM技术上实现了多项技术突破，例如在铝互连干法蚀刻后清洗液“卡脖子”关键原材料非羟胺上取得重大进展，并已量产应用于128层、192层及以上的氮化硅蚀刻液产品。中国拥有支持HBM生产的技术和设备，如TSV（硅通孔）等。这些技术和设备的发展为HBM的制造提供了坚实的基础。

而在大的环境方面，受下游晶圆厂扩产带动，今年设备公司发货及生产量等指标高增，预计设备公司今年新签订单情况良好。库存方面，国内部分芯片厂商包括兆易创新、卓胜微、韦尔股份、澜起科技、晶晨股份、瑞芯微、北京君正、圣邦股份、紫光国微2023第一季度的平均库存周转天数达到351天，2023第二季度下降到298天，2023第三季度下降到268天，2023第四季度下降到243天，2024第一季度继续下降到240天，环比下降3天。2024第一季度国内部分芯片厂商库存水位继续下降，预计后续有望逐步回到健康水平。

值得一提的是国家集成电路产业投资基金三期有限公司注册成立，注册资本3440亿元，成为中国芯片领域史上最大规模基金项目。前两期投资方向主要集中在设备、材料领域；为中国芯片产业的初期发展奠定了坚实基础。