在半導(dǎo)體逆全球化陰霾下，各國(guó)在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈上都做了哪些努力？
關(guān)鍵詞： 芯片 臺(tái)積電 半導(dǎo)體 晶圓
近期在臺(tái)積電亞利桑那州工廠(chǎng)的遷機(jī)儀式上，張忠謀也表示“（半導(dǎo)體行業(yè)）全球化幾乎已經(jīng)死亡，自由貿(mào)易也快死了。很多人仍然希望他們能回來(lái)，但我認(rèn)為他們不會(huì)回來(lái)。”
籠罩在半導(dǎo)體逆全球化陰霾下，全球幾大核心玩家，近期也是大動(dòng)作連連。
? 美國(guó)：制造大廠(chǎng)回流，上游材料配套完善
為提升自身的半導(dǎo)體制造業(yè)特別是彌補(bǔ)先進(jìn)工藝的“落差”，美國(guó)一方面祭出《芯片法案》真金白銀大舉投入，另一方面，全力支持英特爾IDM2.0戰(zhàn)略落地以及IBM、美光等一眾嫡親在半導(dǎo)體制造的投入，并且恩威并施讓代工業(yè)巨頭臺(tái)積電、三星到美國(guó)投入巨資建設(shè)先進(jìn)工藝廠(chǎng)。
對(duì)此，各家晶圓制造大廠(chǎng)紛紛響應(yīng)：英特爾200億美元新工廠(chǎng)在美奠基；美光宣布計(jì)劃投資150億美元在愛(ài)達(dá)荷州博伊西市建立新工廠(chǎng)，并將在未來(lái)20年內(nèi)斥資1000億美元在美國(guó)紐約州興建大型晶圓廠(chǎng)；韓國(guó)SK集團(tuán)在美國(guó)密歇根州建立名為SK Siltron CSS的半導(dǎo)體晶圓廠(chǎng)；臺(tái)積電將5nm、3nm技術(shù)紛紛導(dǎo)入...
隨著本土晶圓廠(chǎng)未來(lái)的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)將會(huì)帶來(lái)上游產(chǎn)業(yè)鏈的強(qiáng)勁需求，供應(yīng)鏈安全也將成為其戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。設(shè)備和材料作為半導(dǎo)體制造行業(yè)的支撐產(chǎn)業(yè)，也將是未來(lái)建設(shè)的重點(diǎn)對(duì)象。
由于美系設(shè)備產(chǎn)品是全球龍頭，基本無(wú)供應(yīng)短板，而以硅片、電子氣體、濕電子化學(xué)品為代表的半導(dǎo)體材料，市場(chǎng)龍頭多位于日韓、歐洲，預(yù)計(jì)會(huì)是未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。以濕電子化學(xué)品為例，techcet預(yù)計(jì)，美國(guó)半導(dǎo)體制造用濕化學(xué)品需求2022年將超過(guò)21萬(wàn)噸，并且隨著該國(guó)本土晶圓制造產(chǎn)能未來(lái)進(jìn)一步激增，濕化學(xué)品供應(yīng)預(yù)計(jì)將趨于緊張。
對(duì)此，材料端廠(chǎng)商也是積極響應(yīng)：化學(xué)品供應(yīng)商已承諾支持芯片法案通過(guò)后的美國(guó)本土擴(kuò)產(chǎn)潮，關(guān)東化學(xué)、三菱瓦斯等公司也已經(jīng)宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃；環(huán)球晶圓已于美國(guó)時(shí)間12月1日舉行得州12英寸新廠(chǎng)GlobalWafers America動(dòng)土典禮，這是美國(guó)近20年來(lái)首座硅晶圓（硅片）廠(chǎng)。
? 歐洲：旨在到2030年將其全球半導(dǎo)體市場(chǎng)份額從10%翻番至至少20%
在過(guò)去的幾個(gè)月里，歐盟一直在討論對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的補(bǔ)貼問(wèn)題，并繼續(xù)對(duì)《歐洲芯片法案》的落地情況征求業(yè)內(nèi)意見(jiàn)，歐盟旨在到2030年將其全球半導(dǎo)體市場(chǎng)份額從10%翻番至至少20%。
歐版《芯片法案》旨在減少歐盟半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的脆弱性和對(duì)外國(guó)參與者的依賴(lài)，提高聯(lián)盟在芯片領(lǐng)域的供應(yīng)安全、彈性和技術(shù)主權(quán)，它將調(diào)動(dòng)430億歐元的公共和私人投資，包括專(zhuān)用于“歐洲芯片計(jì)劃”的33億歐元。歐洲理事會(huì)現(xiàn)在一份新聞稿中表示，“地平線(xiàn)歐洲”計(jì)劃中的16.5億歐元應(yīng)專(zhuān)門(mén)用于研究和創(chuàng)新。
那么歐盟的投資規(guī)模是否足以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略自主？
首先，不可能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的戰(zhàn)略自主權(quán)，因?yàn)閷?duì)第三國(guó)的依賴(lài)可能仍然存在，包括稀土元素和先進(jìn)半導(dǎo)體制造所需的其他生產(chǎn)材料。然而，生產(chǎn)這些材料的國(guó)家——尤其是中國(guó)——可能仍將依賴(lài)美國(guó)和歐盟的設(shè)計(jì)或制造設(shè)備。由此產(chǎn)生的相互戰(zhàn)略相互依存需要謹(jǐn)慎管理，理想的方式是改善而不是破壞戰(zhàn)略穩(wěn)定。
其次，半導(dǎo)體市場(chǎng)將需要巨額投資，從現(xiàn)在到 2030 年的資本支出估計(jì)為 8250 億美元。單個(gè)晶圓廠(chǎng)可能需要高達(dá) 200 億美元。為了實(shí)現(xiàn)歐盟 20% 生產(chǎn)份額的目標(biāo)，歐洲的總半導(dǎo)體資本支出必須約為1640 億美元。美國(guó)要想從目前的 12% 恢復(fù)到 1990 年代的 37% 份額，需要超過(guò) 3000 億美元。
目前尚不清楚政策計(jì)劃資金之間與投資需求之間的資金差距將如何填補(bǔ)，但必須進(jìn)行進(jìn)一步的戰(zhàn)略性財(cái)務(wù)規(guī)劃，以增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略自主權(quán)的努力的可信度。
韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率20-30%
去年，韓國(guó)半導(dǎo)體制造商的投資是有史以來(lái)最大的。隨著半導(dǎo)體供應(yīng)短缺，需求激增，市場(chǎng)顯著增長(zhǎng)。半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)也在蓬勃發(fā)展，但與海外企業(yè)相比，韓國(guó)企業(yè)的收益較弱。這是由于半導(dǎo)體先進(jìn)工藝裝備韓國(guó)國(guó)產(chǎn)化率低所致。
據(jù)了解，韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率為20-30%。雖然刻蝕、沉積等半導(dǎo)體核心工藝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化比例正在提高，但整體占比并不大。這意味著韓國(guó)高度依賴(lài)外國(guó)。存儲(chǔ)器是韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)動(dòng)能，但是代工設(shè)備市場(chǎng)處于起步階段。具有高增長(zhǎng)潛力的代工工藝由應(yīng)用材料、ASML、東京電子（TEL）、Lam Research、KLA等國(guó)外公司主導(dǎo)。
在這種情況下，韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備需要依賴(lài)進(jìn)口。根據(jù)韓國(guó)海關(guān)的進(jìn)出口貿(mào)易統(tǒng)計(jì)，去年半導(dǎo)體設(shè)備的貿(mào)易差額為134億美元。與上一年相比，增加了59%（84億美元）。
在日本限制出口之后，半導(dǎo)體和顯示材料成功國(guó)產(chǎn)化的成功案例層出不窮。但是，關(guān)鍵材料仍然高度依賴(lài)日本。半導(dǎo)體和顯示廠(chǎng)商也在努力提高國(guó)產(chǎn)材料的比重，但無(wú)論是性能還是量產(chǎn)能力，都難以超越日本。先進(jìn)材料高度依賴(lài)日本進(jìn)口，其他原材料高度依賴(lài)中國(guó)進(jìn)口。
高端技術(shù)的自主性只能通過(guò)加大研發(fā)投入來(lái)解決。由于韓國(guó)上游配套企業(yè)都為中小企業(yè)，難以承受巨額的研發(fā)成本。
韓國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)執(zhí)行副會(huì)長(zhǎng) Ki-hyeon Ahn 表示，解決半導(dǎo)體供應(yīng)鏈問(wèn)題的方法之一是本地化。
在新政府中，許多聲稱(chēng)呼吁推出支持中小企業(yè)研發(fā)的政策，例如，中型企業(yè)研發(fā)稅收抵免25％。由于韓國(guó)有三星電子、SK海力士、三星顯示器公司和LG Display 等，因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)公司之間的本地化合作生態(tài)系統(tǒng)的政策。
? 日本：發(fā)力先進(jìn)制程，引入先進(jìn)技術(shù)，擴(kuò)大光刻機(jī)生產(chǎn)
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)，日本一度是比肩美國(guó)的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋強(qiáng)國(guó)。由于新一輪的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移以及半導(dǎo)體下游需求結(jié)構(gòu)的變更等因素，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)逐漸褪去，僅在上游的設(shè)備與材料端仍能保持龍頭地位。就晶圓制造能力而言，目前，日本工廠(chǎng)只能生產(chǎn)40納米產(chǎn)品。
為了在日本生產(chǎn)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能（AI）等的下一代半導(dǎo)體，豐田汽車(chē)、索尼集團(tuán)、NTT等約10家企業(yè)聯(lián)合成立了一家新公司Rapidus，共同推進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)，聯(lián)合與日本國(guó)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。除了豐田等3家企業(yè)外，軟銀、NEC、電裝、三菱日聯(lián)銀行、鎧俠也將出資。日本政府也宣布將出資700億日元支持。
Rapidus旨在大規(guī)模生產(chǎn)2納米制造技術(shù)，目前量產(chǎn)產(chǎn)品推進(jìn)到3納米。該計(jì)劃是在2020年代后期建立一條生產(chǎn)線(xiàn)，并在2030年左右開(kāi)始半導(dǎo)體的制造業(yè)務(wù)。
此外，日本經(jīng)產(chǎn)省已向臺(tái)積電、美國(guó)芯片制造商美光、鎧俠及其美國(guó)合作伙伴西部數(shù)據(jù)提供補(bǔ)貼，以擴(kuò)大其在日本的芯片生產(chǎn)。其中，臺(tái)積電日本熊本廠(chǎng)于2022年開(kāi)始建設(shè)，計(jì)劃于2024年底開(kāi)始投產(chǎn)。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，除了之前的宣布采用22/28納米工藝并將月產(chǎn)能提高到55,000片12英寸晶圓外，還將利用12/16納米FinFET工藝技術(shù)增強(qiáng)該廠(chǎng)生產(chǎn)能力。臺(tái)積電副總經(jīng)理侯永清表示將根據(jù)熊本廠(chǎng)建設(shè)情況決定是否再建新廠(chǎng)（可能導(dǎo)入6/7nm制程）。
此外，作為全球唯二對(duì)外供應(yīng)前道光刻機(jī)設(shè)備的國(guó)家，日本也正發(fā)力光刻機(jī)產(chǎn)能的擴(kuò)張并布局先進(jìn)技術(shù)。其中，佳能公司宣布將在宇都宮地區(qū)新建工廠(chǎng)，擴(kuò)大其半導(dǎo)體光刻設(shè)備產(chǎn)能，此舉是為了應(yīng)對(duì)中長(zhǎng)期需求的增長(zhǎng)，新工廠(chǎng)計(jì)劃投資額約380億日元，計(jì)劃在2023年下半年開(kāi)工，2025年上半年建成投產(chǎn)，這也是該公司21年來(lái)首度擴(kuò)產(chǎn)。該工廠(chǎng)除了生產(chǎn)其現(xiàn)有的光刻機(jī)系列產(chǎn)品，還將生產(chǎn)納米壓印光刻設(shè)備（如使用納米壓印制造先進(jìn)制程芯片，成本將比現(xiàn)有EUV光刻機(jī)降低40%，能耗減少90%，有望成為EUV光刻的替代工藝）。尼康公司于今年八月提出半導(dǎo)體光刻設(shè)備新的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)，即到2026年3月為止的財(cái)年，將光刻機(jī)年出貨量較目前的三年平均水平提高一倍以上。
不難發(fā)現(xiàn)，各國(guó)均圍繞著先進(jìn)制造的本土化以及對(duì)上游配套進(jìn)行補(bǔ)短板，而非此前的比較優(yōu)勢(shì)放大，供應(yīng)鏈安全逐漸成為各國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繞不開(kāi)的一環(huán)。
目前，大多數(shù)的計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)始逐步推進(jìn)，后續(xù)存在諸多不確定性，許多項(xiàng)目可能會(huì)不了了之，但從中反映出的各國(guó)未來(lái)在先進(jìn)芯片制造上的角逐，以及對(duì)供應(yīng)鏈逆全球化的預(yù)期，仍值得關(guān)注與思考。
