芯片大廠(chǎng)扎堆「偷師」中國半導體發(fā)展良方

近一年來(lái)，國際半導體大廠(chǎng)「抱團取暖」的現象頻頻出現，而這在過(guò)去多年內是很少見(jiàn)的。由于全球領(lǐng)先的半導體企業(yè)大都聚集在美國，歐洲，日本，以及中國臺灣地區，因此，這一波大廠(chǎng)抱團依然逃不出這幾個(gè)地區，有 3 個(gè)最具代表性。

按時(shí)間順序，首先抱團形成的是 Rapidus，它是由日本政府領(lǐng)銜，聯(lián)合豐田汽車(chē)、索尼、NEC、鎧俠、軟銀等 8 家日本企業(yè)，于 2022 年 8 月合作成立的，被視為日本重返半導體先進(jìn)制程市場(chǎng)的重要投資案。Rapidus 與 IBM 深度合作，獲得了后者 2nm 制程技術(shù)授權，預計將投入 5 兆日元（約 370 億美元），日本經(jīng)產(chǎn)省將提供 3000 億日元補助。

據悉，Rapidus 會(huì )在北海道千歲市興建至少兩座晶圓廠(chǎng)，預期 2025 年開(kāi)始試產(chǎn) 2nm 芯片，2027 年進(jìn)入量產(chǎn)階段，2nm 量產(chǎn)后，還將興建第二期的 1nm 制程晶圓廠(chǎng)，之后還會(huì )擴建第三期、第四期，不斷拓展先進(jìn)制程技術(shù)。

第二個(gè)抱團代表是針對 Arm 的新聯(lián)盟。今年 8 月 4 日，高通（Qualcomm）、恩智浦半導體（NXP Semiconductors）、Nordic Semiconductor、博世（Bosch）和英飛凌（Infineon）聯(lián)合發(fā)表聲明，將共同投資成立一家新公司，以推廣開(kāi)源 RISC-V 架構，此舉針對 Arm 的意味濃重。

這幾家公司認為，RISC-V 鼓勵創(chuàng )新，允許所有公司基于開(kāi)放指令集開(kāi)發(fā)定制芯片。RISC-V 技術(shù)的進(jìn)一步采用將促進(jìn)電子行業(yè)多樣性發(fā)展，降低了小型和初創(chuàng )公司的進(jìn)入門(mén)檻，并為老牌公司提供更高的可擴展性。據悉，這家尚未命名的合資公司總部將設在德國，它們一開(kāi)始將瞄準汽車(chē)應用，未來(lái)，將把業(yè)務(wù)范圍擴大到移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

第三個(gè)抱團代表是臺積電德國晶圓廠(chǎng)。8 月 8 日，臺積電官宣了在德國建晶圓廠(chǎng)的決定，為此，該晶圓代工龍頭將與博世、英飛凌和恩智浦共同投資，在德累斯頓成立歐洲半導體制造公司（European Semiconductor Manufacturing Company，ESMC）。臺積電將持有該合資公司 70% 的股權，博世、英飛凌和恩智浦各持有 10% 股權。通過(guò)股權注資、借債，以及在歐盟和德國政府的支持下，預計總投資金額超過(guò) 100 億歐元（109.8 億美元），據悉，德國政府將出資 50 億歐元，臺積電出資約 35 億歐元。

新廠(chǎng)將以 12 英寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)為主，重點(diǎn)面向汽車(chē)和工業(yè)應用市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和制造芯片。據悉，該晶圓廠(chǎng)的制程為 28/22nm 平面 CMOS，以及 16/12nm 的 FinFET，預計 2024 下半年開(kāi)始建廠(chǎng)，2027 年底量產(chǎn)，計劃月產(chǎn)能約 40000 片 12 英寸晶圓。

大廠(chǎng)扎堆合資的原因

以上三大「抱團取暖」的典型，有兩個(gè)是關(guān)于芯片制造的，另一個(gè)是關(guān)于處理器架構標準推廣的。在芯片制造方面，可以看出日本發(fā)展最先進(jìn)制程的迫切需求，位于歐洲的德國則凸顯出歐洲晶圓廠(chǎng)長(cháng)期以來(lái)的務(wù)實(shí)，從不追求最先進(jìn)制程，只是引入市場(chǎng)用量大，且具有一定先進(jìn)性的制程工藝，28/22nm 平面 CMOS 和 16/12nm 的 FinFET 恰到好處，這符合歐洲芯片制造的一貫風(fēng)格。

首先看日本。

在美國的操作下，全球電子半導體產(chǎn)業(yè)鏈正在發(fā)生重大變化，在全球晶圓代工和先進(jìn)制程工藝方面長(cháng)期缺乏存在感的日本，看到了發(fā)展的契機，在引進(jìn)全球最強晶圓代工廠(chǎng)和最先進(jìn)制程工藝方面顯得不遺余力。日本似乎又看到了上世紀六、七十年代電子半導體產(chǎn)業(yè)崛起的盛況。

當時(shí)，在美國的支持和援助下，由日本政府主導，產(chǎn)學(xué)研各界通力合作，使得日本的電子半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展起來(lái)。日本政府于 1971 年和 1978 年先后頒布了《特定電子工業(yè)及特定機械工業(yè)振興臨時(shí)措施法》和《特定機械情報產(chǎn)業(yè)振興臨時(shí)措施法》，為日本電子半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。

當時(shí)，作為主管工商貿易的機構，日本通產(chǎn)省聯(lián)合日本財團投入了 700 億日元，同時(shí)，通產(chǎn)省把產(chǎn)學(xué)研界整合起來(lái)，從日本各大高校，以及富士通、NEC、日立、東芝、三菱等大企業(yè)選拔出技術(shù)骨干，建立起了「超大規模集成電路技術(shù)研究組合」，齊心協(xié)力，并共享研究成果。這項政策實(shí)施 4 年后，日本在超大規模集成電路技術(shù)上就與美國并駕齊驅了。

從 1970 年到 1985 年，日本電子信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值增加了 5 倍，出口增加了 11 倍。日本的芯片產(chǎn)業(yè)一度超越了美國，特別是在存儲芯片領(lǐng)域，日本公司的競爭力越來(lái)越強，在一定程度上迫使英特爾放棄了該業(yè)務(wù)，轉投向 CPU。

不過(guò)，從 1985 年開(kāi)始，特別是上世紀九十年代，受多種因素影響，日本半導體產(chǎn)業(yè)快速墜落，特別是在先進(jìn)制程工藝技術(shù)方面，完全被韓國和中國臺灣碾壓了。

當下，日本又看到了與當年產(chǎn)業(yè)崛起初期十分相似的國際貿易和產(chǎn)業(yè)局面，因此，再一次躊躇滿(mǎn)志起來(lái)。

為了提升發(fā)展最先進(jìn)制程工藝的效率，除了與 IBM 深度合作，引入對方的 2nm 制程工藝外，日本政府還在積極拉攏臺積電，給予各種政策和資金幫助，希望該晶圓代工龍頭能在日本多建先進(jìn)制程晶圓廠(chǎng)。

臺積電已經(jīng)確定在熊本建造一座晶圓廠(chǎng)了，那是臺積電與日本索尼、電裝（DENSO）合資建造的，名為 JASM，該廠(chǎng)將采用 12/16nm 和 22/28nm 制程技術(shù)，計劃于 2024 年底量產(chǎn)。日本政府為該廠(chǎng)提供的補助達到 35 億美元，占總投資額的 40%，看到日本政府如此有誠意，臺積電將熊本廠(chǎng)資本支出從原計劃約 70 億美元提升至 86 億美元。

顯然，12/16nm 和 22/28nm 制程工藝不能滿(mǎn)足日本發(fā)展最先進(jìn)制程技術(shù)的愿望，日本政府渴望臺積電能夠建造第二座晶圓廠(chǎng)，并納入更先進(jìn)制程，這對于發(fā)展本土的先進(jìn)制程工藝很有幫助。日本執政黨推動(dòng)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵議員表示，日本政府可以為臺積電熊本二廠(chǎng)提供約建廠(chǎng)成本三分之一的補貼，一位日本官員表示，如果臺積電能給日本帶去先進(jìn)制程（10nm 以下），政府給予的補貼還會(huì )升高，可能達到總投資額的 50%。

日本經(jīng)產(chǎn)省的數據顯示，迄今，日本為芯片與數字戰略撥款約 1.76 萬(wàn)億日元，其中，1.2 萬(wàn)億日元投入了半導體領(lǐng)域，日本的目標是將國內生產(chǎn)的半導體產(chǎn)品銷(xiāo)售額在 2030 年前提高兩倍，達到 15 萬(wàn)億日元。

下面看德國。

作為歐洲半導體制造的最強地區，德國是歐洲發(fā)展本地芯片制造業(yè)的重點(diǎn)投資國。為了爭取臺積電在德國新建晶圓廠(chǎng)，歐盟和德國政府都給予了臺積電很大的資金支持，德國政府出資達 50 億歐元，占該晶圓廠(chǎng)總投資額（超過(guò) 100 億歐元）近 50% 的比例，當然，這部分錢(qián)并不是完全由德國政府承擔，所有這一切，都是在歐盟通過(guò)的價(jià)值約 430 億歐元的《歐洲芯片法案》（European Chips Act）框架內施行的。

臺積電德國晶圓廠(chǎng)另外 3 個(gè)合作廠(chǎng)商博世、英飛凌和恩智浦都與臺積電有著(zhù)長(cháng)期的合作關(guān)系，特別是英飛凌和恩智浦，作為全球車(chē)用芯片大廠(chǎng)，過(guò)去多年，它們的很多芯片產(chǎn)品，特別是需要用到較為先進(jìn)制程的芯片，都會(huì )找臺積電代工，如恩智浦前兩年新開(kāi)發(fā)的汽車(chē)用處理器，采用的就是臺積電的 5nm 制程工藝。博世也是車(chē)用零部件的主要供應商，近些年，該公司也在向上游的芯片業(yè)拓展，博世集團 CEO 暨董事會(huì )主席 Stefan Hartung 表示，計劃在 2026 年前再投入 30 億歐元，以德累斯頓為主要基地，新建車(chē)用芯片產(chǎn)線(xiàn)。

作為全球最大的車(chē)用芯片晶圓代工廠(chǎng)，臺積電（約占全球車(chē)用芯片代工產(chǎn)能的 70%）在德國本土建晶圓廠(chǎng)，肯定會(huì )受到博世、英飛凌和恩智浦這三大車(chē)用芯片和零部件廠(chǎng)商的歡迎。以前，它們找臺積電代工生產(chǎn)芯片，要遠渡重洋到中國臺灣，如果臺積電在德國的晶圓廠(chǎng)實(shí)現量產(chǎn)，本地化生產(chǎn)和供應既高效，又能降低成本，而且還有歐盟和德國政府的長(cháng)期政策和資金支持。有這種多贏(yíng)的局面，德國政府、相關(guān)廠(chǎng)商都在積極爭取就順理成章了，臺積電要做的就是爭取到盡可能多的政府補貼，目前來(lái)看，各方達成了協(xié)議，開(kāi)始建廠(chǎng)。

最后看一下新 RISC-V 聯(lián)盟。

作為一種開(kāi)源的指令集架構，RISC-V 近些年發(fā)展迅速，對 Arm 的威脅也越來(lái)越大，同時(shí)，軟銀通過(guò) Arm，提高授權費或擴大收費范圍，不斷加強對 IP 被授權方的「收割」力度，也在一定程度上推動(dòng)了 RISC-V 的普及，畢竟，有更便宜、更好用的指令集架構，人們自然有意愿減少對 Arm 的使用量。

此次，高通、恩智浦、Nordic Semiconductor、博世和英飛凌聯(lián)合投資成立新公司，最積極的推動(dòng)者非高通莫屬，因為該芯片巨頭苦 Arm 久矣，為了榨取更多的授權費，Arm 已經(jīng)將高通告上了法庭，雙方的官司依然在進(jìn)行當中。高通曾表示，可能會(huì )在該公司 Snapdragon 智能手機處理器和汽車(chē)芯片等產(chǎn)品中使用 RISC-V，替換 Arm 的意愿很強。

不過(guò)，到目前為止，還沒(méi)有一家公司推出能夠與 Arm 架構處理器相媲美的中高端 RISC-V 芯片，除了芯片本身的性能，軟件易用性及其生態(tài)系統也是一個(gè)大問(wèn)題，畢竟，Arm 在這方面耕耘了幾十年，行業(yè)地位在短時(shí)間內難以被取代。

目前，Arm 的主陣地——智能手機應用——已經(jīng)飽和，很難再有增量市場(chǎng)，RISC-V 要想在這一應用領(lǐng)域有所作為難度太大，未來(lái)，該指令集架構的最大發(fā)展空間和希望是物聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)。此次，高通聯(lián)合恩智浦、Nordic Semiconductor、博世和英飛凌，就是希望在這兩個(gè)應用方向能有更進(jìn)一步的拓展，特別是汽車(chē)，這幾家廠(chǎng)商都與車(chē)用芯片和元器件有著(zhù)或多或少的關(guān)聯(lián)。

扎堆合資的機遇和挑戰

多家知名廠(chǎng)商合資成立新公司，特別是在日本和德國新建晶圓廠(chǎng)，這種規模的行動(dòng)，在 2019 年之前是不太可能出現的，特別是對于臺積電而言，同時(shí)在美國、日本、德國新建晶圓廠(chǎng)，從純商業(yè)角度看，是不會(huì )出現的，之所以出現了，主要是受美國對內和對外半導體產(chǎn)業(yè)政策的影響，特別是每個(gè)國家政府都提供了巨額補貼，以及配套的政策支持，這才使臺積電有意愿去建廠(chǎng)?？梢哉f(shuō)，無(wú)論是日本，還是德國廠(chǎng)商，都是因為趕上了這樣的發(fā)展機遇，才可以實(shí)現在本地擁有先進(jìn)的晶圓廠(chǎng)，縮短了產(chǎn)業(yè)鏈距離，從而提高生產(chǎn)效率，并可以降低成本。

機遇到來(lái)的同時(shí)，也存在著(zhù)挑戰。

首先，日本和德國的新建晶圓廠(chǎng)，臺積電都是主要角色，因此，該晶圓代工龍頭面對的挑戰首當其沖。在美國，臺積電遇到了越來(lái)越多的麻煩，如政府補貼大打折扣，熟練工人短缺，美國本土晶圓廠(chǎng)工人不愿加夜班，以及當地工會(huì )對臺積電用工強勢干預等。在日本和歐洲建廠(chǎng)后，臺積電將面臨更多挑戰，對晶圓代工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)線(xiàn)集中在一個(gè)地區能最大化發(fā)揮優(yōu)勢，因為研發(fā)和制造產(chǎn)線(xiàn)靠近，工程師可以高效溝通，使芯片生產(chǎn)更靈活，快速響應，如今，其晶圓廠(chǎng)遍布亞、美、歐三大洲，以上優(yōu)勢將大打折扣。另外，未來(lái)的成本上升壓力，以及各地工人短缺等都是變數，解決起來(lái)，比在中國臺灣地區要復雜得多。

除了臺積電，對于日本和德國產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，也有挑戰。

日本政府為臺積電提供的各項補貼總額達 5000 億日元，對此，《日經(jīng)亞洲》（Nikkei Asia）以「臺積電會(huì )拿日本納稅人的錢(qián)跑掉嗎？」為題撰文，質(zhì)疑日本政府可從這些補助中得到多少回報，仍是未知數。報道指出，只有日本對國外公司如此慷慨，動(dòng)作如此之快，在兩年多之前吸引到臺積電的美國，至今仍未兌現補貼，質(zhì)疑日本政府似乎只顧招商，把臺積電帶到日本才是最重要的，而把發(fā)展本土半導體產(chǎn)業(yè)及制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策放在了次要位置。

德國也存在與日本類(lèi)似地情況，還有一點(diǎn)隱憂(yōu)，德國與日本和美國不同，并不著(zhù)急發(fā)展最先進(jìn)制程工藝，仍然很看重 14nm 和 28nm 的大規模發(fā)展，這也符合歐洲芯片制造業(yè)的傳統。然而，中國大陸也在大力發(fā)展成熟制程，特別是 14nm 和 28nm，未來(lái)，當全球新建晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能都出來(lái)以后，整體產(chǎn)能有很大的過(guò)剩風(fēng)險，擁有先進(jìn)制程技術(shù)的美國和日本（假設日本的 2nm 制程工藝產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展順利）可憑借資源相對稀缺的優(yōu)勢占有一席之地，而重點(diǎn)發(fā)展成熟制程的德國，在與中國大陸等擁有大規模成熟制程產(chǎn)能地區競爭時(shí)，優(yōu)勢如何體現呢？

關(guān)于 RISC-V，大廠(chǎng)合資成立新公司，是一個(gè)不錯的方式，或許在未來(lái)幾年，包括中國大陸在內的多個(gè)地區，會(huì )出現越來(lái)越多類(lèi)似的聯(lián)合體，以推動(dòng) RISC-V 前進(jìn)。

對中國的啟示

當下，美國、日本和德國這三大傳統科技和工業(yè)強國，都出現了本土大企業(yè)與外來(lái)知名企業(yè)合資新建晶圓廠(chǎng)的情況，中國可以從中獲得一些啟示。

首先，它們采取的大多是中國擅長(cháng)的方式（不是中國首創(chuàng )，卻是由我們發(fā)揚光大的），即中央政府提供大額補貼，并給予相關(guān)配套政策，以吸引本土和外來(lái)優(yōu)質(zhì)企業(yè)建廠(chǎng)，如今，這些方法也被各大傳統產(chǎn)業(yè)強國用上了。這應該進(jìn)一步堅定我們按這條路走下去的決心和信心。

其次，全球電子半導體產(chǎn)業(yè)鏈「去中化」態(tài)勢顯現，我們必須做好兩手準備：一是積極爭取歐美日優(yōu)質(zhì)企業(yè)，如英特爾、英偉達、高通、AMD 和 ASML 等，使中國電子半導體產(chǎn)業(yè)鏈與國際市場(chǎng)保持盡量多的通路；二是加強本土芯片設計、制造產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，只有發(fā)展起來(lái)了，才能在未來(lái)的競爭中擁有更多籌碼。

再有，產(chǎn)業(yè)發(fā)展是個(gè)精細活兒，具有長(cháng)期性，無(wú)論是產(chǎn)業(yè)標準的確立，還是軟硬件生態(tài)系統建設，或是先進(jìn)制程芯片的量產(chǎn)，都需要具備前瞻性思維，以及堅持不懈的決心和毅力，才能在未來(lái)有巨大的收獲。