2 月 4 日消息,日前,19 個歐盟成員國簽署了一項聯合聲明,旨在在歐洲建設 2nm 晶圓代工廠,以 “加強歐洲開發下一代處理器和半導體的能力”。

聯合聲明特别提到,19 個國家将研發應用于特定領域的晶片和嵌入式系統,并提升向 2nm 節點邁進的晶片制造能力。
市場研究公司 Future Horizons 的首席執行官 Malcolm Penn 分析了這份聲明的實作可能性,并且認為如果歐洲各機構、研究中心和半導體公司能夠聯合起來,歐洲将實作晶片制造能力的恢複。
同時,亦有人對這一計劃持懷疑态度。全球晶片制造光刻機裝置龍頭 ASML 的首席執行官彼得 • 溫甯克認為,現有的全球半導體産業生産花費了幾十年才得以建立,如果将不同的晶片技術集中在一個國家内,将會花費高昂的時間和資金成本。
簽署了該聲明的 19 個國家分别是: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、塞普勒斯、匈牙利和波蘭。
一、面臨技術拐點,歐洲有可能恢複晶片制造實力?
Penn 稱,目前歐洲仍有希望重振晶片制造産業,為此他呼籲包括官方及私企在内的所有利益相關者,團結起來進行合作。
Penn 援引了歐洲開發 GSM(全球移動通信系統)的例子論證自己的觀點。上世紀 80 年代末,歐盟委員會(European Commission)成功地利用其機構權威,讓歐盟各國支援單一的數字行動電話标準。當時關鍵的研究機構、大學和電信公司沒有直接競争,而是朝着移動網絡數字化的單一目标一起努力,這反過來又說服了網絡營運商進行投資。
這一難得的聯合行動帶給了 GSM 發展的巨大動力,它很快在遍及歐洲,并最終成為全球标準。
Penn 認為,目前全環繞栅極效應管(Gate-All-Around)技術就是另一個難得的機會。該技術尚處于起步階段,“對所有人來說都是陌生的”,歐洲可以不用追趕鳍式場效應管(FinFET)技術上的領先者,而是和台積電三星等公司處于在同一起跑線。
其次,歐洲亦有半導體技術方面的相關儲備。比如,IMEC 已經準備好了技術,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歐洲國家安全而擺脫限制。
另外,Penn 認為,讓利益相關者參與進來最為關鍵。研究機構、晶片制造商、電子行業和最重要的終端使用者,如果沒有市場的拉動,就隻是無源之水,無本之木。如果能夠做到這一點,并且歐盟委員會的政治意願強烈,那麼歐洲趕超 2nm 晶片制造技術的努力是可以實作的。這一過程中,最困難的可能反而是為 2nm 晶圓廠選址。
二、歐洲發力半導體背後:台積電 / 三星制霸代工市場引發不安
探究歐盟 19 國決定建設 2nm 晶圓廠的原因,離不開全球先進晶圓代工産能逐漸向三星和台積電等巨頭集中的現狀。随着英特爾 7nm 制程延期,全球 10nm 及以下先進晶片制程,僅餘下三星和台積電兩大玩家。
同時,疫情和地緣政治加劇了歐洲等國對先進晶圓産能聚集化的擔憂。
基于這些因素,除了歐洲以外,美國、日本、南韓、中國等各個國家均在進行相關布局。
美國最近已說服台積電在亞利桑那州建設一家能夠采用 5nm 制程的晶圓廠,而三星也考慮在德克薩斯州建立能夠生産 3nm 晶片的晶圓廠。
據傳,日本正在與台積電共同建立一個先進的內建電路封裝和測試工廠。
三、歐洲曾多次推動本土晶片制造能力恢複
其實,歐洲曾多次嘗試提升晶片制造能力,但 20 年間,歐洲大陸上并未出現技術能力領先的晶圓廠。目前,歐洲有三家本土晶片制造商,但采用的是輕晶圓廠(Fab Lite)和小批量生産的模式。
▲ 歐洲最後一家晶圓廠,其擁有者意法半導體在 2015 年宣布将采用輕晶圓廠模式
在 80 年代中期,歐盟曾支援恩智浦和英飛淩,力圖幫助兩家公司實作制程工藝跨世代,但結果并未達到歐盟預期,最終兩家公司選擇了晶片外包模式。
2006 年奇夢達公司從英飛淩拆分出來,成為全球第二大 DRAM 公司,2007 年,恩智浦(前身為飛利浦半導體)、意法半導體和飛思卡爾(Freescale)組成的 Crolles2 晶片制造聯盟解體。
到 2012 年,歐盟負責數字議程的委員 Neelie Kroes 着手重新推動歐洲半導體晶片業務,并提出了著名的 “晶片空中客車(Airbus of chips)”議程,即将公司、地區和歐洲利益相聯合,以重振晶片制造。
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 億歐元的行業投資,使 2020 年歐洲在全球晶片生産中的份額增加一倍,達到 20%。
為此她要求恩智浦、英飛淩、意法半導體、IMEC(歐洲微電子研究中心)、CEA-Leti(法國原子能委員會電子與資訊技術實驗室)、Arm、ASML 等歐洲相關研究機構和企業一起制定實作這一目标的計劃。
然而,歐洲的晶片制造商卻對 Kroes 的計劃毫無興趣,都明确表示拒絕合作,不想與此事有任何關系。
Malcolm Penn 評論稱,盡管英飛淩、恩智浦和意法半導體這三家歐洲半導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,把大量現金投入到制造工廠中也不符合它們的利益。
除去歐洲晶片廠商自身的技術因素外,股市也是阻礙歐洲晶片制造能力崛起的一大原因。股東們想要的是股息,而非固定資産。這種情況就像一堵牆,擋住了各家公司重新發展歐洲半導體晶片制造能力的意願。
Penn 認為,唯一能夠越過這堵牆的方法是:客戶迫使晶片公司在歐洲建造工廠,比如蘋果、英偉達等公司要求三星和台積電在美國本土進行部分生産。
但事實上,歐洲缺乏三星、台積電這樣的公司。不僅如此,除了汽車行業外,目前需要持續晶片供應的行業已經所剩無幾,而汽車晶片通常通過成熟工藝進行制造。
盡管駕駛輔助系統、自動駕駛汽車等産業風口之下,特斯拉等廠商開始布局先進制程的汽車 AI 晶片,但寶馬、标緻和博世等汽車廠商還沒有進行此類布局。
結語:歐洲先進晶片制造業仍面臨多重挑戰
随着摩爾效應趨近天花闆,晶片先進制程研發難度在逐漸加大。為了突破現有技術的瓶頸,台積電和三星均将 GAA 工藝視作挑戰實體極限的關鍵工藝技術。
在先進晶片制程賽道并不領先的歐洲,如今聯合多國集中發力 2nm,也印證了先進晶片制造能力依然是各地半導體産業競争力的焦點。
目前歐洲半導體面臨很多難關,包括持續投入巨額資金、儲備足夠多優秀的人才以及選擇合适的位置建廠,并且隻有盡可能快地追趕三星和台積電的技術水準,才不至于在落地量産時處于下風。