歐洲半導體要實現自主可控?_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2021-07-19 14:05
源:內容由半導體行業觀察(ID:icbank)原創,作者:李晨光,謝謝。
IC Insights發佈的2021年第一季度全球前15大半導體公司營收榜單中,英飛凌和意法半導體(ST)位列其中。如果把純晶圓廠台積電排除在外,那麼總部位於荷蘭的恩智浦(NXP)也將會入圍這個榜單。
圖源:IC Insights
追溯歷史也能發現,自1987年起,三位決賽圈選手常駐全球半導體20強三十餘年。除此之外,光刻機霸主ASML、汽車零件大廠博世等一眾老牌強勢企業,憑藉過硬的實力讓歐洲半導體保有“排面”,支撐着歐洲半導體不容忽視的行業地位。
然而,巨頭光環下的歐洲半導體產業正在歷經新的動盪與陵夷。
德國電氣電子行業協會(ZVEI)公佈的微電子業趨勢報告指出,全球半導體市場2025年前的年成長率達6.5%,比過去5年增加1個百分點。不過,歐洲半導體的全球市佔率反而將從目前的9%,下滑到2025年的8%。經濟日報也有報道指出,儘管歐洲積極打造半導體產業鏈,向自制芯片的目標邁進,但根據研究,未來幾年歐洲對亞洲芯片的依賴度將不減反增。
在全球產業欣欣向榮的產業遠景和趨勢下,歐洲半導體市場份額日漸萎縮已成事實。無論是市場份額、營收排名還是對全球半導體市場的影響力,歐洲各方面表現都呈逐年下降的態勢。
偏安一隅的歐洲半導體產業
上述三巨頭產品佈局的思路也是歐洲半導體發展的縮影,作為早期發展半導體產業的地區之一,歐洲將汽車半導體和工業半導體兩個細分市場視為產業重點方向。以此為基礎,歐洲孕育了上述汽車和工業半導體領域的巨頭,在功率器件、微控制器、傳感器、射頻技術、半導體設備和汽車芯片等傳統領域表現強勢。
然而,在汽車方面的成功,掩蓋不了其在數字芯片上的潰敗。隨着行業向前發展,歐洲半導體在新興消費電子領域缺乏亮點,同時由於沒有重點佈局存儲器、手機芯片、晶圓代工等業務領域,所以當移動芯片和存儲器市場打得熱火的時候,歐洲半導體產業仍“偏安一隅”, 錯過了多個半導體行業發展的風口時刻。如今在5G與人工智能為代表的新興前沿科技領域,歐洲半導體也並沒有太多建樹。
不盡人意的現狀與歐洲半導體廠商將業務外包和“外向型”的發展路線也不無關係。無論是設備製造商還是三巨頭,主要客户都在歐洲之外,據數據統計,2015年還有2/3的芯片在歐洲本地生產,到2020年僅剩55%。同時,ST、英飛凌和恩智浦近五年來把九成以上的晶圓廠都設在了歐洲以外,整個歐洲純晶圓廠銷售額在全球的佔比從十年前的10%降到目前的6%。
2020年度純晶圓代工各地區銷售額佔比,括號內為2010年佔比
(圖源:IC Insights)
另有數據顯示,在2010年至2020年期間,歐洲在全球無晶圓廠半導體領域的份額已從4%降至2%,這一下降趨勢可能還會持續。由此帶來的後果則是產業鏈上晶圓製造和封測工藝部分的 “兩頭缺失”。
各項份額持續下降的背後,較為依賴外部產能、缺少高端芯片製造技術等方面的弱勢,是歐洲半導體產業不爭的事實。目前全球晶圓代工市場,前十大企業中沒有一家來自歐洲,去年下半年左右開始的這輪缺貨潮,更是直接引爆晶圓代工廠產能供需問題,愈發凸顯了歐洲對芯片製造商的依賴。
再加上中美貿易戰中,美國在芯片領域對中國的企業的全方位制裁,令其他國家也意識到產業鏈自主可控的迫切性。很顯然,伴隨着美國一系列振興半導體制造的政策出台,歐洲也感受到了危機感。
重新尋找話語權
為減少對外部的依賴,歐洲正努力打造自己的半導體產業鏈。2020年底,歐盟17國聯合發佈了《歐洲處理器和半導體科技計劃聯合聲明》,旨在推動歐盟各國聯合研究及投資先進處理器及其他半導體技術。
該聲明提出了一項野心勃勃的計劃,計劃在未來兩三年內投入1450億歐元(約合人民幣1.2萬億元)的資金,在2030年前歐盟半導體市場份額提升至全球20%,同時還將有能力生產最先進的2nm芯片。
北京半導體行業協會副秘書長朱晶對此表示,歐洲將重振芯片製造的突破重點放在2nm上,目的顯然是希望在技術革新的關鍵節點導入,實現“換道超車”,同時以此為契機向1nm甚至埃米領域推進。
眾所周知,歐洲是全球半導體產業發達的地區之一,源於歐洲半導體產業長期以來在工業和汽車上的傳統優勢,讓功率半導體和車用半導體成為了歐洲半導體產業最具競爭力的領域。尤其是英飛凌、ST和NXP三巨頭,無論從營收還是排名來講,一直都保持相對平穩的位置。但或許也正因為如此,以三巨頭為代表的歐洲半導體產業似乎顯得穩健有餘,而活力不足。
多年來,歐洲也曾嘗試過提升自身的芯片製造能力,但一直沒有出現更加先進的晶圓廠,始終被美國、韓國,以及台積電等代工廠壓制着。與強大的設計、研發實力相比,歐洲在晶圓製造特別是先進工藝上的實力相對薄弱。
為什麼歐洲在半導體制造方面實力不足?台灣經濟研究院研究員劉佩真指出,重要原因是歐洲企業的意願不強。從三巨頭業務類型來看,恩智浦主攻車載通信和射頻芯片模塊,收購飛思卡爾使其一舉成為MCU領域的全球第一,去年再次收購Marvell的無線連接業務,開始大力拓展射頻業務;英飛凌近來持續加碼功率半導體業務,2019年收購賽普拉斯加強了MCU與互聯技術的實力;ST依託傳感器、MCU、功率半導體等業務的實力,同樣關注汽車、工業半導體與消費電子領域。
不難發現,這些領域的芯片使用到的工藝技術多為傳統特色工藝,加之終端客户大多位於亞洲,因此歐洲半導體企業更傾向於採取Fablite模式,即核心的產品技術在自家晶圓廠中生產,而將非核心產品委託給代工廠加工,此舉也就導致了歐洲企業沒有建設龐大晶圓製造產能的需求。
再看另一邊,長期以來傲慢的美國開始敦促台積電等芯片製造商在美國建廠,一方面反映了美國對失去芯片製程技術主控優勢的焦慮;另一方面也透視出未來芯片產能或將成為國家之間較量的重要武器之一。
急需突圍的歐洲自然也意識到了芯片製造環節的重要性。從技術上考慮,歐盟可以建造和運營先進工藝晶圓廠,但在過去的十年中,歐洲幾乎沒有投資於先進工藝芯片製造,沒有穩定的客户羣支持,歐洲先進工藝晶圓廠很難做到可持續。
2010年、2015年、2020年全球各地區晶圓產能分佈情況
(圖源:SNV)
上圖顯示了2010年、2015年、2020年六個地區的晶圓總產能。可以看到,過去十年,歐洲幾乎沒怎麼投資芯片製造,晶圓產能僅增長18%。相比之下,韓國的產能增長126%,中國台灣的產能增長67%,中國大陸的產能更是增長超過2倍。
結合芯思想在今年4月份對芯片製造廠商擴產情況進行的彙總數據,數千億美元的資本湧入,晶圓製造廠貌似沒有給歐洲一個機會。
2021年全球7/5nm晶圓出貨量客户佔比預測
(圖源:SNV)
因此,相較歐洲而言,晶圓廠似乎更樂意在亞洲、美國等地投資建廠。三星宣佈將在本土增加系統LSI和晶圓代工業務的投資;SK海力士稱將在韓國投資8英寸晶圓代工業務,同時針對ASML的重要性,計劃將在韓國建造一個EUV再製造工廠,用以提升EUV光刻機產能。
在美國,台積電表示將在美國亞利桑那州尖端芯片工廠追加投資;英特爾也承諾在亞利桑那州再建兩家新的製造廠;三星則計劃斥資170億美元在得克薩斯州建造新廠。
在先進晶圓製造方面,歐洲正在被遺忘。
押寶2nm的可行性
與其討論實現2nm工藝有多難,不如來看歐洲在2nm研發上走到了哪一步?
據瞭解,目前歐洲有近50%的晶圓產能是180nm及以上的節點,主要用在功率半導體、傳感器和其他類型的模擬半導體方面。在10-20nm節點,歐洲的晶圓產能主要來自英特爾在愛爾蘭(14nm)和以色列(10nm)的晶圓廠,目前這些晶圓廠主要服務於英特爾自身的芯片生產需要。就現在來看,歐洲是在先進製程產能方面佈局最少的地區。
以世界規模最大的代工龍頭台積電為例,台積電代表了目前最先進的芯片工藝水平,從28nm到14nm,再到7nm和5nm,台積電每次突破的時間都在兩年左右。在去年下半年,台積電就實現了5nm芯片的量產,如今正朝着3nm和2nm製程進發。
歐盟重點提到的2nm先進工藝製造,是未來尚待量產的新工藝,憑藉歐洲目前的晶元代工水平,仍存在較大差距。《聯合聲明》大張旗鼓的背後,實際上除去1450億的投資數額,並沒有提到這筆錢怎麼花,執行方案、實施步驟、組織架構甚至產業分工都含糊不清,更多的是高喊數字主權和芯片自主可控的口號。至於計劃能否成功,尚需説服先進晶圓廠以及更多企業對此計劃產生足夠的意願。
在德國智庫(SNV)研究員Jan-Peter Kleinhans看來,建設一個2nm晶圓廠在技術上是可行的,但如果不能確保其可持續發展,則將浪費數百億歐元,也與歐洲長期的投資趨勢背道而馳。
歐洲本土企業的“生意經”
值得注意的是,很多歐洲半導體企業對發展先進製造的意願並不強烈。
英飛凌CEO Reinhard Ploss表示,歐洲的科技產業規模不夠大,不值得讓芯片生產本地化。即使資金被用來在歐盟境內興建晶圓製造廠,它們的最大客户仍然是外國科技巨頭,在這種情況下,生產本土化於事無補;意法半導體CEO也曾表示,沒有理由加入潛在的歐盟半導體聯盟,即使歐盟委員會正尋求提高歐洲在微芯片方面的獨立性;ASML首席執行官Peter Wennink也對此持懷疑態度,他表示:“建立產業鏈全球化的半導體生態系統已經花費了數十年的時間。如果打算將其分解,將增加成本。”
從市場透露的消息來看,歐洲半導體廠商們對半導體聯盟並不熱衷的原因不難理解,該計劃所涉及的項目並不在這些公司規劃的藍圖當中。歐洲主要半導體公司都專注於傳感器、電源管理、射頻器件和車用半導體。歐洲IDM企業越來越多地投資化合物半導體(如GaN、SiC),給功率半導體、射頻芯片等半導體提供了巨大的優勢。
從歐洲半導體幾大巨頭的業務重心上看,他們未來將圍繞着其強勢領域進行發展,以擴大其在半導體行業的影響力。尤其是汽車半導體的發展被業界所看好,被視為下一個能夠攪動半導體格局的背景下,在這領域有着數十年積累的歐洲半導體廠商們已然佔據了先天優勢,自動駕駛成了歐洲努力的重要方向。錯失互聯網為代表的數字時代,歐洲依靠自身在汽車行業的深厚積澱,發力自動駕駛穩固基本盤,也算得上是一個比較穩妥的選擇。
寫在最後
從整體來看,歐洲在半導體產業擁有很強的實力,人才、技術、資金等都不是歐洲芯片發展的阻礙。目前,歐洲的主要短板在於處理器的設計,晶圓代工等領域,缺少這些領域的領軍企業。但在先進製程高度壟斷的環境下,短期內很難打破亞洲企業的壟斷優勢,歐洲半導體產業單靠砸錢是不夠的。
半導體研究機構Gartner副總裁盛陵海強調,終端需求是影響半導體企業營收和產量的主要因素。以日本和韓國為例,都是因為電子製造業發展起來了,進而帶動了半導體企業的發展。而後,日本電子產業衰落,日本大公司無法支撐半導體的巨大投入,所以日本半導體產業也只能日漸衰落。
歐洲的企業文化、市場規則相比美國和亞洲國家有巨大差別,過去歐洲半導體曾經輝煌過,但是當消費電子產業衰退之後,剩下的主要半導體廠商都是和工業和汽車行業相關。鑑於此,歐洲重建半導體產業鏈很有可能是一個假命題,本來就已經有和當地需求比較相符的半導體企業,再去建先進工藝產線,可能會造成無法盈利的情況。
道阻且躋的先進晶圓製造之外,或許還有其他選擇。歐盟可以考慮把資金和精力花在建立歐洲領先的芯片設計能力上,不執着於換道超車,使歐洲具備領先的芯片設計能力和需求。假以時日,歐洲的芯片設計能力或許會產生吸引製造能力的槓桿作用。
此時再回看歐洲半導體的自救計劃,這份價值1450億歐元的《聯合聲明》象徵着歐洲振興半導體的決心,也傳遞着一向平靜的歐洲半導體戰場即將狼煙四起的信號。但水花能有多大,能不能成功實現聲明中所提到的種種目標,一切都還很難説。