歐洲先進(jìn)芯片制造業(yè)仍面臨多重挑戰(zhàn)

日前，19個歐盟成員國簽署了一項聯(lián)合聲明，旨在在歐洲建設(shè)2nm晶圓代工廠，以“加強(qiáng)歐洲開發(fā)下一代處理器和半導(dǎo)體的能力”。

聯(lián)合聲明特別提到，19個國家將研發(fā)應(yīng)用于特定領(lǐng)域的芯片和嵌入式系統(tǒng)，并提升向2nm節(jié)點邁進(jìn)的芯片制造能力。

市場研究公司Future Horizons的首席執(zhí)行官Malcolm Penn分析了這份聲明的實現(xiàn)可能性，并且認(rèn)為如果歐洲各機(jī)構(gòu)、研究中心和半導(dǎo)體公司能夠聯(lián)合起來，歐洲將實現(xiàn)芯片制造能力的恢復(fù)。

同時，亦有人對這一計劃持懷疑態(tài)度。全球芯片制造光刻機(jī)設(shè)備龍頭ASML的首席執(zhí)行官彼得 溫寧克認(rèn)為，現(xiàn)有的全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)花費了幾十年才得以建立，如果將不同的芯片技術(shù)集中在一個國家內(nèi)，將會花費高昂的時間和資金成本。

簽署了該聲明的19個國家分別是：比利時、法國、德國、克羅地亞、愛沙尼亞、意大利、希臘、 馬耳他、西班牙、荷蘭、葡萄牙、奧地利、斯洛文尼亞、斯洛伐克、羅馬尼亞、芬蘭、塞浦路斯、匈牙利和波蘭。

一、面臨技術(shù)拐點，歐洲有可能恢復(fù)芯片制造實力？

Penn稱，當(dāng)前歐洲仍有希望重振芯片制造產(chǎn)業(yè)，為此他呼吁包括官方及私企在內(nèi)的所有利益相關(guān)者，團(tuán)結(jié)起來進(jìn)行合作。

Penn援引了歐洲開發(fā)GSM（全球移動通信系統(tǒng)）的例子論證自己的觀點。上世紀(jì)80年代末，歐盟委員會（European Commission）成功地利用其機(jī)構(gòu)權(quán)威，讓歐盟各國支持單一的數(shù)字移動電話標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時關(guān)鍵的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和電信公司沒有直接競爭，而是朝著移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的單一目標(biāo)一起努力，這反過來又說服了網(wǎng)絡(luò)運營商進(jìn)行投資。

這一難得的聯(lián)合行動帶給了GSM發(fā)展的巨大動力，它很快在遍及歐洲，并最終成為全球標(biāo)準(zhǔn)。

Penn認(rèn)為，當(dāng)前全環(huán)繞柵極效應(yīng)管（Gate-All-Around）技術(shù)就是另一個難得的機(jī)會。該技術(shù)尚處于起步階段，“對所有人來說都是陌生的”，歐洲可以不用追趕鰭式場效應(yīng)管（FinFET）技術(shù)上的領(lǐng)先者，而是和臺積電三星等公司處于在同一起跑線。

其次，歐洲亦有半導(dǎo)體技術(shù)方面的相關(guān)儲備。比如，IMEC已經(jīng)準(zhǔn)備好了技術(shù)，并且歐洲投資銀行（European Investment Bank）和歐盟委員會（European Commission）也可以提供超出目前法律所允許的一大筆資金。這筆資金可能會因事關(guān)歐洲國家安全而擺脫限制。

另外，Penn認(rèn)為，讓利益相關(guān)者參與進(jìn)來最為關(guān)鍵。研究機(jī)構(gòu)、芯片制造商、電子行業(yè)和最重要的終端用戶，如果沒有市場的拉動，就只是無源之水，無本之木。如果能夠做到這一點，并且歐盟委員會的政治意愿強(qiáng)烈，那么歐洲趕超2nm芯片制造技術(shù)的努力是可以實現(xiàn)的。這一過程中，最困難的可能反而是為2nm晶圓廠選址。

二、歐洲發(fā)力半導(dǎo)體背后：臺積電/三星制霸代工市場引發(fā)不安

探究歐盟19國決定建設(shè)2nm晶圓廠的原因，離不開全球先進(jìn)晶圓代工產(chǎn)能逐漸向三星和臺積電等巨頭集中的現(xiàn)狀。隨著英特爾7nm制程延期，全球10nm及以下先進(jìn)芯片制程，僅余下三星和臺積電兩大玩家。

同時，疫情和地緣政治加劇了歐洲等國對先進(jìn)晶圓產(chǎn)能聚集化的擔(dān)憂。

基于這些因素，除了歐洲以外，美國、日本、韓國、中國等各個多家均在進(jìn)行相關(guān)布局。

美國最近已說服臺積電在亞利桑那州建設(shè)一家能夠采用5nm制程的晶圓廠，而三星也考慮在德克薩斯州建立能夠生產(chǎn)3nm芯片的晶圓廠。

據(jù)傳，日本正在與臺積電共同建立一個先進(jìn)的集成電路封裝和測試工廠。

三、歐洲曾多次推動本土芯片制造能力恢復(fù)

其實，歐洲曾多次嘗試提升芯片制造能力，但20年間，歐洲大陸上并未出現(xiàn)技術(shù)能力領(lǐng)先的晶圓廠。目前，歐洲有三家本土芯片制造商，但采用的是輕晶圓廠（Fab Lite）和小批量生產(chǎn)的模式。

在80年代中期，歐盟曾支持恩智浦和英飛凌，力圖幫助兩家公司實習(xí)制程工藝跨世代，但結(jié)果并未達(dá)到歐盟預(yù)期，最終兩家公司選擇了芯片外包模式。

2006年奇夢達(dá)公司從英飛凌拆分出來，成為全球第二大DRAM公司，2007年，恩智浦（前身為飛利浦半導(dǎo)體）、意法半導(dǎo)體和飛思卡爾（Freescale）組成的Crolles2芯片制造聯(lián)盟解體。

到2012年，歐盟負(fù)責(zé)數(shù)字議程的委員Neelie Kroes著手重新推動歐洲半導(dǎo)體芯片業(yè)務(wù)，并提出了著名的“芯片空中客車（Airbus of chips）”議程，即將公司、地區(qū)和歐洲利益相聯(lián)合，以重振芯片制造。

Kroes提出了10/100/20計劃，具體來說就是花費100億歐元的資金來帶動1000億歐元的行業(yè)投資，使2020年歐洲在全球芯片生產(chǎn)中的份額增加一倍，達(dá)到20%。

為此她要求恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體、IMEC（歐洲微電子研究中心）、CEA-Leti（法國原子能委員會電子與信息技術(shù)實驗室）、Arm、ASML等歐洲相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)一起制定實現(xiàn)這一目標(biāo)的計劃。

然而，歐洲的芯片制造商卻對Kroes的計劃毫無興趣，都明確表示拒絕合作，不想與此事有任何關(guān)系。

Malcolm Penn評論稱，盡管英飛凌、恩智浦和意法半導(dǎo)體這三家歐洲半導(dǎo)體巨頭想要得到歐盟的資金，但他們不想在制造能力上浪費一分錢，把大量現(xiàn)金投入到制造工廠中也不符合它們的利益。

除去歐洲芯片廠商自身的技術(shù)因素外，股市也是阻礙歐洲芯片制造能力崛起的一大原因。股東們想要的是股息，而非固定資產(chǎn)。這種情況就像一堵墻，擋住了各家公司重新發(fā)展歐洲半導(dǎo)體芯片制造能力的意愿。

Penn認(rèn)為，唯一能夠越過這堵墻的方法是：客戶迫使芯片公司在歐洲建造工廠，比如蘋果、英偉達(dá)等公司要求三星和臺積電在美國本土進(jìn)行部分生產(chǎn)。

但事實上，歐洲缺乏三星、臺積電這樣的公司。不僅如此，除了汽車行業(yè)外，目前需要持續(xù)芯片供應(yīng)的行業(yè)已經(jīng)所剩無幾，而汽車芯片通常通過成熟工藝進(jìn)行制造。

盡管駕駛輔助系統(tǒng)、自動駕駛汽車等產(chǎn)業(yè)風(fēng)口之下，特斯拉等廠商開始布局先進(jìn)制程的汽車AI芯片，但寶馬、標(biāo)致和博世等汽車廠商還沒有進(jìn)行此類布局。

結(jié)語：歐洲先進(jìn)芯片制造業(yè)仍面臨多重挑戰(zhàn)

隨著摩爾效應(yīng)趨近天花板，芯片先進(jìn)制程研發(fā)難度在逐漸加大。為了突破現(xiàn)有技術(shù)的瓶頸，臺積電和三星均將GAA工藝視作挑戰(zhàn)物理極限的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

在先進(jìn)芯片制程賽道并不領(lǐng)先的歐洲，如今聯(lián)合多國集中發(fā)力2nm，也印證了先進(jìn)芯片制造能力依然是各地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭力的焦點。

目前歐洲半導(dǎo)體面臨很多難關(guān)，包括持續(xù)投入巨額資金、儲備足夠多優(yōu)秀的人才以及選擇合適的位置建廠，并且只有盡可能快地追趕三星和臺積電的技術(shù)水平，才不至于在落地量產(chǎn)時處于下風(fēng)。
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