2nm晶圆厂真的可以解决欧洲芯片野心吗?

实际上,300亿美元的晶圆厂是确保欧洲技术主权的一种危险方式。

  不久前,欧盟委员会提出了"Digital Compass",称打算将制造能力低于5纳米节点,目标是2纳米,且其产量占全球半导体产值的20%。

  这显然是出于对亚洲芯片生产过度依赖的担忧,以及未来可能被卷入任何美亚政治交锋中,从而导致未来芯片短缺。但是,正如一些业内人士所指出的那样,建造一座价值300亿美元的5纳米或2纳米晶圆厂并不能真正解决这个问题。

  Yole Développement分析师表示:"实际上,300亿美元的晶圆厂是确保欧洲技术主权的一种危险方式。"因为在没有台积电或三星支持的情况下,建设这样一个最先进的设施至少需要10到15年的时间,并需要数百亿美元的投资。此外,它甚至可能不会以成功告终。

  Yole还提到英特尔了面临的挑战:"英特尔在交付自己先进的7纳米制造工艺上遇到了困难——如果美国计算巨头不能在这个工艺节点上轻松成功,那么欧洲是否应该追求风险更大的5纳米跳跃?"

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  半导体工艺技术的发展和主要参与者(资料来源:YoleDéveloppement)

  Yole认为,欧盟在欧洲建立5nm晶圆厂的唯一途径是走与美国相似的道路,并与台积电或三星合作。共同努力将需要更少的欧洲资金——大约100亿美元,并将开发时间从10到15年大大缩短到3到4年左右。

  但这不一定解决主权问题。无论有没有台积电或三星,Yole都质疑在三到四年后欧洲对5 nm的需求有多少。

  "所有要为欧洲大陆的电信、汽车和其他行业生产的晶圆数量根本无法填满这样的晶圆厂,扼杀了这项巨大投资的合理性。"

  那么,解决方案是什么?

  好吧,我们的想法是,无论如何,都会增加对台积电和三星的制造外包,这仅仅是因为建造晶圆厂,安装和调试设备将花费太长时间。

  Yole认为:“获得技术主权的最好方法是明智地投资并建立一个强大的制造生态系统,从长远来看,它将为欧洲公司提供半导体。”

  事实上,目前欧洲在半导体领域具有一定的优势。

  一方面,欧洲已经是尖端芯片制造商和设备供应商的聚集地,每家的年销售额都在40亿美元到160亿美元之间。这些企业包括意法半导体、英飞凌科技、恩智浦半导体和Ams,以及拥有德国晶圆厂的GlobalFoundries、英特尔和ASML。同时,欧洲还有几家规模较小但实力雄厚的行业企业并存,包括semiconductor foundries、Tower Semiconductor和X-Fab,每家企业每年的销售额在5亿至10亿美元之间。

  另一方面,至少有200家公司遍布欧洲,其中包括IDM(集成设备制造商),系统制造商的子公司和半导体设备制造商。像Elmos、Murata Europe、Besi、EVG、Soitec和Siltronic等公司年收入都不到5亿美元,但却维持了欧洲制造业和技术的独立性。

  因此,鉴于这种丰富而成熟的工业半导体企业,欧盟和各国需要一个坚实的战略来加强这些供应商。

  第一个重要步骤是在欧洲建立中间节点,即14纳米或7纳米晶圆厂,以支持欧洲大陆当前的汽车、电信、物联网和工业应用。这些设施可以由欧盟资助,但也可以与ST、英飞凌、恩智浦、Ams和ASML共同开发。

  其次,欧盟应投资于诸如14nm至7nm的异质集成,高级封装和芯片划分等领域。这将避免对5纳米和2纳米芯片生产的迫切需求,同时丰富欧洲的技术诀窍。

  最后,利用欧洲在新兴的计算和光子学领域的强大研发力量,其中许多公司和初创公司都可以发挥作用。

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  这一战略将加强欧洲的半导体产业,并从长远来看为实现5纳米及以下工艺提供一条道路。它还将解决更多制造商被美国和亚洲公司收购的问题,这是一个不断增长的趋势。例如,2014年,LFoundry关闭了位于法国Rousset的晶圆厂,2016年意大利晶圆厂Avezzano被卖给了中国的中芯国际,然后在2020年底,美国Nvidia拟收购英国Arm公司。今年年初,日本Renesas收购英国Dialog,台湾Globalwafers正在洽谈收购欧洲重要的晶圆基板供应商德国Siltronic。

  若不用以上战略,试图建立2纳米或5纳米晶圆厂,将是一个巨大的错误。

  当欧洲大陆最优秀的半导体企业被美国和亚洲的巨头吞并时,在欧洲融资建立5纳米晶圆厂的前景就像在沙漠中建造一座大教堂。

  投资本土企业和基础设施,帮助欧洲的技术生态系统蓬勃发展是唯一的出路。否则有一天,欧洲大陆可能会变成一个工业沙漠,中心是一座空荡荡的5纳米大教堂。

  这种观点得到了其他人的认同。

  Imec首席战略官Jo De Boeck表示:“在欧洲准备好甚至考虑建造一座晶圆厂之前,还需要多年的时间和大量的努力。你不能简单地跳过多个节点,我们需要采取措施来实现它。我们认为欧洲应该继续加强我们在研发、制造设备和材料方面的强大基础。当基础技术准备就绪时,我们应该将企业聚集在一起,开始试产生产线,以实现与我们的产业和社会相关的有前景的应用。一旦达到生产准备,或许建设一座领先的晶圆厂是有意义的。另一个选择是考虑引进一个领先的企业来加速这一进程。”

  确实,欧洲需要采取更加务实,循序渐进的方法。

  具有远见卓识是伟大的,但是这将是一个长期的迭代过程,而不是可以通过在建设领先的晶圆厂上投入资金而很快想到的东西。欧洲需要将其出色的研究和知识基础与已经建立的行业参与者相结合,然后在已经拥有的牢固基础上建立基础。

  最后,笔者提一句:关于Yole分析的战略,我认为不仅适合现在的欧洲,也同样适用于中国。

  从长远目光来看半导体行业,出钱求快只是治标不治本,打牢自身基础,才能建起高楼,才能拥有多种可能。

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