芯片大廠扎堆「偷師」中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展良方

近一年來(lái)，國(guó)際半導(dǎo)體大廠「抱團(tuán)取暖」的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，而這在過(guò)去多年內(nèi)是很少見(jiàn)的。由于全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)大都聚集在美國(guó)，歐洲，日本，以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，因此，這一波大廠抱團(tuán)依然逃不出這幾個(gè)地區(qū)，有 3 個(gè)最具代表性。

按時(shí)間順序，首先抱團(tuán)形成的是 Rapidus，它是由日本政府領(lǐng)銜，聯(lián)合豐田汽車、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(dǎo)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(quán)，預(yù)計(jì)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(bǔ)助。

據(jù)悉，Rapidus 會(huì)在北海道千歲市興建至少兩座晶圓廠，預(yù)期 2025 年開始試產(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，之后還會(huì)擴(kuò)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(tuán)代表是針對(duì) Arm 的新聯(lián)盟。今年 8 月 4 日，高通（Qualcomm）、恩智浦半導(dǎo)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，以推廣開源 RISC-V 架構(gòu)，此舉針對(duì) Arm 的意味濃重。

這幾家公司認(rèn)為，RISC-V 鼓勵(lì)創(chuàng)新，允許所有公司基于開放指令集開發(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)入門檻，并為老牌公司提供更高的可擴(kuò)展性。據(jù)悉，這家尚未命名的合資公司總部將設(shè)在德國(guó)，它們一開始將瞄準(zhǔn)汽車應(yīng)用，未來(lái)，將把業(yè)務(wù)范圍擴(kuò)大到移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

第三個(gè)抱團(tuán)代表是臺(tái)積電德國(guó)晶圓廠。8 月 8 日，臺(tái)積電官宣了在德國(guó)建晶圓廠的決定，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(dǎo)體制造公司（European Semiconductor Manufacturing Company，ESMC）。臺(tái)積電將持有該合資公司 70% 的股權(quán)，博世、英飛凌和恩智浦各持有 10% 股權(quán)。通過(guò)股權(quán)注資、借債，以及在歐盟和德國(guó)政府的支持下，預(yù)計(jì)總投資金額超過(guò) 100 億歐元（109.8 億美元），據(jù)悉，德國(guó)政府將出資 50 億歐元，臺(tái)積電出資約 35 億歐元。

新廠將以 12 英寸晶圓產(chǎn)線為主，重點(diǎn)面向汽車和工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)開發(fā)和制造芯片。據(jù)悉，該晶圓廠的制程為 28/22nm 平面 CMOS，以及 16/12nm 的 FinFET，預(yù)計(jì) 2024 下半年開始建廠，2027 年底量產(chǎn)，計(jì)劃月產(chǎn)能約 40000 片 12 英寸晶圓。

大廠扎堆合資的原因

以上三大「抱團(tuán)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(gòu)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)則凸顯出歐洲晶圓廠長(zhǎng)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(guó)的操作下，全球電子半導(dǎo)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(zhǎng)期缺乏存在感的日本，看到了發(fā)展的契機(jī)，在引進(jìn)全球最強(qiáng)晶圓代工廠和最先進(jìn)制程工藝方面顯得不遺余力。日本似乎又看到了上世紀(jì)六、七十年代電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起的盛況。

當(dāng)時(shí)，在美國(guó)的支持和援助下，由日本政府主導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研各界通力合作，使得日本的電子半導(dǎo)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(jī)械工業(yè)振興臨時(shí)措施法》和《特定機(jī)械情報(bào)產(chǎn)業(yè)振興臨時(shí)措施法》，為日本電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)時(shí)，作為主管工商貿(mào)易的機(jī)構(gòu)，日本通產(chǎn)省聯(lián)合日本財(cái)團(tuán)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(guī)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(xiàng)政策實(shí)施 4 年后，日本在超大規(guī)模集成電路技術(shù)上就與美國(guó)并駕齊驅(qū)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(guó)，特別是在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，日本公司的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)，在一定程度上迫使英特爾放棄了該業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)投向 CPU。

不過(guò)，從 1985 年開始，特別是上世紀(jì)九十年代，受多種因素影響，日本半導(dǎo)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(guó)和中國(guó)臺(tái)灣碾壓了。

當(dāng)下，日本又看到了與當(dāng)年產(chǎn)業(yè)崛起初期十分相似的國(guó)際貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)局面，因此，再一次躊躇滿志起來(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(duì)方的 2nm 制程工藝外，日本政府還在積極拉攏臺(tái)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。

臺(tái)積電已經(jīng)確定在熊本建造一座晶圓廠了，那是臺(tái)積電與日本索尼、電裝（DENSO）合資建造的，名為 JASM，該廠將采用 12/16nm 和 22/28nm 制程技術(shù)，計(jì)劃于 2024 年底量產(chǎn)。日本政府為該廠提供的補(bǔ)助達(dá)到 35 億美元，占總投資額的 40%，看到日本政府如此有誠(chéng)意，臺(tái)積電將熊本廠資本支出從原計(jì)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(tái)積電能夠建造第二座晶圓廠，并納入更先進(jìn)制程，這對(duì)于發(fā)展本土的先進(jìn)制程工藝很有幫助。日本執(zhí)政黨推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵議員表示，日本政府可以為臺(tái)積電熊本二廠提供約建廠成本三分之一的補(bǔ)貼，一位日本官員表示，如果臺(tái)積電能給日本帶去先進(jìn)制程（10nm 以下），政府給予的補(bǔ)貼還會(huì)升高，可能達(dá)到總投資額的 50%。

日本經(jīng)產(chǎn)省的數(shù)據(jù)顯示，迄今，日本為芯片與數(shù)字戰(zhàn)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(dǎo)體領(lǐng)域，日本的目標(biāo)是將國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售額在 2030 年前提高兩倍，達(dá)到 15 萬(wàn)億日元。

下面看德國(guó)。

作為歐洲半導(dǎo)體制造的最強(qiáng)地區(qū)，德國(guó)是歐洲發(fā)展本地芯片制造業(yè)的重點(diǎn)投資國(guó)。為了爭(zhēng)取臺(tái)積電在德國(guó)新建晶圓廠，歐盟和德國(guó)政府都給予了臺(tái)積電很大的資金支持，德國(guó)政府出資達(dá) 50 億歐元，占該晶圓廠總投資額（超過(guò) 100 億歐元）近 50% 的比例，當(dāng)然，這部分錢并不是完全由德國(guó)政府承擔(dān)，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(nèi)施行的。

臺(tái)積電德國(guó)晶圓廠另外 3 個(gè)合作廠商博世、英飛凌和恩智浦都與臺(tái)積電有著長(zhǎng)期的合作關(guān)系，特別是英飛凌和恩智浦，作為全球車用芯片大廠，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(tái)積電代工，如恩智浦前兩年新開發(fā)的汽車用處理器，采用的就是臺(tái)積電的 5nm 制程工藝。博世也是車用零部件的主要供應(yīng)商，近些年，該公司也在向上游的芯片業(yè)拓展，博世集團(tuán) CEO 暨董事會(huì)主席 Stefan Hartung 表示，計(jì)劃在 2026 年前再投入 30 億歐元，以德累斯頓為主要基地，新建車用芯片產(chǎn)線。

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

最后看一下新 RISC-V 聯(lián)盟。

作為一種開源的指令集架構(gòu)，RISC-V 近些年發(fā)展迅速，對(duì) Arm 的威脅也越來(lái)越大，同時(shí)，軟銀通過(guò) Arm，提高授權(quán)費(fèi)或擴(kuò)大收費(fèi)范圍，不斷加強(qiáng)對(duì) IP 被授權(quán)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(gòu)，人們自然有意愿減少對(duì) 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?yàn)樵撔酒揞^苦 Arm 久矣，為了榨取更多的授權(quán)費(fèi)，Arm 已經(jīng)將高通告上了法庭，雙方的官司依然在進(jìn)行當(dāng)中。高通曾表示，可能會(huì)在該公司 Snapdragon 智能手機(jī)處理器和汽車芯片等產(chǎn)品中使用 RISC-V，替換 Arm 的意愿很強(qiáng)。

不過(guò)，到目前為止，還沒(méi)有一家公司推出能夠與 Arm 架構(gòu)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(tǒng)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(nèi)難以被取代。

目前，Arm 的主陣地——智能手機(jī)應(yīng)用——已經(jīng)飽和，很難再有增量市場(chǎng)，RISC-V 要想在這一應(yīng)用領(lǐng)域有所作為難度太大，未來(lái)，該指令集架構(gòu)的最大發(fā)展空間和希望是物聯(lián)網(wǎng)和汽車。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(yīng)用方向能有更進(jìn)一步的拓展，特別是汽車，這幾家廠商都與車用芯片和元器件有著或多或少的關(guān)聯(lián)。

扎堆合資的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

多家知名廠商合資成立新公司，特別是在日本和德國(guó)新建晶圓廠，這種規(guī)模的行動(dòng)，在 2019 年之前是不太可能出現(xiàn)的，特別是對(duì)于臺(tái)積電而言，同時(shí)在美國(guó)、日本、德國(guó)新建晶圓廠，從純商業(yè)角度看，是不會(huì)出現(xiàn)的，之所以出現(xiàn)了，主要是受美國(guó)對(duì)內(nèi)和對(duì)外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的影響，特別是每個(gè)國(guó)家政府都提供了巨額補(bǔ)貼，以及配套的政策支持，這才使臺(tái)積電有意愿去建廠?？梢哉f(shuō)，無(wú)論是日本，還是德國(guó)廠商，都是因?yàn)橼s上了這樣的發(fā)展機(jī)遇，才可以實(shí)現(xiàn)在本地?fù)碛邢冗M(jìn)的晶圓廠，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(jī)遇到來(lái)的同時(shí)，也存在著挑戰(zhàn)。

首先，日本和德國(guó)的新建晶圓廠，臺(tái)積電都是主要角色，因此，該晶圓代工龍頭面對(duì)的挑戰(zhàn)首當(dāng)其沖。在美國(guó)，臺(tái)積電遇到了越來(lái)越多的麻煩，如政府補(bǔ)貼大打折扣，熟練工人短缺，美國(guó)本土晶圓廠工人不愿加夜班，以及當(dāng)?shù)毓?huì)對(duì)臺(tái)積電用工強(qiáng)勢(shì)干預(yù)等。在日本和歐洲建廠后，臺(tái)積電將面臨更多挑戰(zhàn)，對(duì)晶圓代工廠來(lái)說(shuō)，產(chǎn)線集中在一個(gè)地區(qū)能最大化發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檠邪l(fā)和制造產(chǎn)線靠近，工程師可以高效溝通，使芯片生產(chǎn)更靈活，快速響應(yīng)，如今，其晶圓廠遍布亞、美、歐三大洲，以上優(yōu)勢(shì)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(shù)，解決起來(lái)，比在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)要復(fù)雜得多。

除了臺(tái)積電，對(duì)于日本和德國(guó)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，也有挑戰(zhàn)。

日本政府為臺(tái)積電提供的各項(xiàng)補(bǔ)貼總額達(dá) 5000 億日元，對(duì)此，《日經(jīng)亞洲》（Nikkei Asia）以「臺(tái)積電會(huì)拿日本納稅人的錢跑掉嗎？」為題撰文，質(zhì)疑日本政府可從這些補(bǔ)助中得到多少回報(bào)，仍是未知數(shù)。報(bào)道指出，只有日本對(duì)國(guó)外公司如此慷慨，動(dòng)作如此之快，在兩年多之前吸引到臺(tái)積電的美國(guó)，至今仍未兌現(xiàn)補(bǔ)貼，質(zhì)疑日本政府似乎只顧招商，把臺(tái)積電帶到日本才是最重要的，而把發(fā)展本土半導(dǎo)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(guó)也存在與日本類似地情況，還有一點(diǎn)隱憂，德國(guó)與日本和美國(guó)不同，并不著急發(fā)展最先進(jìn)制程工藝，仍然很看重 14nm 和 28nm 的大規(guī)模發(fā)展，這也符合歐洲芯片制造業(yè)的傳統(tǒng)。然而，中國(guó)大陸也在大力發(fā)展成熟制程，特別是 14nm 和 28nm，未來(lái)，當(dāng)全球新建晶圓廠產(chǎn)能都出來(lái)以后，整體產(chǎn)能有很大的過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)，擁有先進(jìn)制程技術(shù)的美國(guó)和日本（假設(shè)日本的 2nm 制程工藝產(chǎn)線發(fā)展順利）可憑借資源相對(duì)稀缺的優(yōu)勢(shì)占有一席之地，而重點(diǎn)發(fā)展成熟制程的德國(guó)，在與中國(guó)大陸等擁有大規(guī)模成熟制程產(chǎn)能地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，優(yōu)勢(shì)如何體現(xiàn)呢？

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

對(duì)中國(guó)的啟示

當(dāng)下，美國(guó)、日本和德國(guó)這三大傳統(tǒng)科技和工業(yè)強(qiáng)國(guó)，都出現(xiàn)了本土大企業(yè)與外來(lái)知名企業(yè)合資新建晶圓廠的情況，中國(guó)可以從中獲得一些啟示。

首先，它們采取的大多是中國(guó)擅長(zhǎng)的方式（不是中國(guó)首創(chuàng)，卻是由我們發(fā)揚(yáng)光大的），即中央政府提供大額補(bǔ)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，如今，這些方法也被各大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)用上了。這應(yīng)該進(jìn)一步堅(jiān)定我們按這條路走下去的決心和信心。

其次，全球電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈「去中化」態(tài)勢(shì)顯現(xiàn)，我們必須做好兩手準(zhǔn)備：一是積極爭(zhēng)取歐美日優(yōu)質(zhì)企業(yè)，如英特爾、英偉達(dá)、高通、AMD 和 ASML 等，使中國(guó)電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國(guó)際市場(chǎng)保持盡量多的通路；二是加強(qiáng)本土芯片設(shè)計(jì)、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(jìng)爭(zhēng)中擁有更多籌碼。

再有，產(chǎn)業(yè)發(fā)展是個(gè)精細(xì)活兒，具有長(zhǎng)期性，無(wú)論是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的確立，還是軟硬件生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，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(jiān)持不懈的決心和毅力，才能在未來(lái)有巨大的收獲。