美国、日本联合开展比2纳米更尖端的半导体技术合作意欲何为?

时间:2022-08-29 14:56:23 作者:乐鱼全站APP下载 来源:leyu乐鱼正版下载 

  上周五,我们分析了台积电1.4纳米制程芯片研发,在当下芯片制程的你追我赶中,在台积电宣布这一最新...

  上周五,我们分析了台积电1.4纳米制程芯片研发,在当下芯片制程的你追我赶中,在台积电宣布这一最新方向之前,美国、日本已确定联合开展比2纳米更尖端的半导体技术合作,意在两国联手掌握先进制程领域的主控权。

  整体来看,美国和日本在半导体材料、设备、设计领域占据优势。其中,美国的芯片设计在全球独占鳌头,代表企业有博通、高通和英伟达,而AMD、赛灵思、苹果也极具竞争力;美国的半导体设备业在全球同样处于垄断地位,拥有除光刻机以外几乎所有的设备生产能力;在EDA工具、IP及计算光刻软件等领域,美国处于绝对垄断地位,主要为Cadence、Synopsys、Siemens EDA三大巨头垄断,整体市场集中度高,前三大企业占比超70%。

  而美国唯一的短板是半导体材料。此外,美国半导体业仍是全球首位,如英特尔,它的销售额全球第一,尽管在先进工艺制程暂时落后,但是它的先进封装实力,与台积电相当,是全球一流水平。近期英特尔的IDM 2.0计划雄心很大,要全方位的赶超世界先进水平,更何况它有美国政府的直接支持。

  日本作为曾经的“芯片巨头”,在材料和半导体设备领域两大环节拥有优势。特别是在半导体材料领域,日本的产业地位完全可以用“全球垄断”来界定。日本在半导体各类材料中处于领导地位,包括大硅片(日本信越、Sumco)、掩膜版(日本DNP、Toppan)、光刻胶(日本JSR、东京应化、富士电子材料)、溅射材料(日矿金属、日本东曹、住友化学等)。但美国材料企业包括 Cabot、Honeywell、Photronics、DOW等,依次在 CMP研磨液、PVD溅射材料、掩膜版、光刻胶等领域处于龙头地位。

  日本在研发领域的人才及水平很高,加上日本在半导体材料方面占优,设备也不弱,而美国拥有IBM、Intel,且美国在设计,EDA,设备等方面占优,再加上金融运作是它的强项,因此双方合作能起到互补效应,能力不可小视。

  就先进制程的具体技术而言,之前半导体业内专家包括台积电张仲谋在内普遍认为半导体工艺距离物理极限还有8—10年,而延续摩尔定律的另一条路是在封装工艺上发力,即向上堆叠。未来新的技术也将能够保持整个行业的成长活力。

  工艺不行,晶体管来战,晶体管尺寸减小可以直接使芯片性能得到提升,但是当工艺达到一定程度无法带来更进一步优化时,诸多晶圆厂和不同领域的芯片公司巨头们自然就会想到去优化单个晶体管以提升芯片整体性能,作为取代 3D FinFET 晶体管以延续摩尔定律的全新技术, GAA 环绕式栅极技术晶体管技术近年来受到广泛关注。同时,在产业链上下功夫也是晶圆厂首选的保守改革之路,且容易实现。在封装方面,台积电陆续推出CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)、bumping、InFO(Integrated Fan-Out)等后端3D封装产品和前道3D封装工艺SOIC(system-on-integrated-chips)和全新的多晶圆堆叠(WoW,Wafer-on-Wafer)。

  日前的FUTURE SUMMITS 2022大会上,IMEC(比利时微电子中心)展示了最新的路线nm工艺。IMEC预计在2028年实现A10工艺,也就是1nm节点了,2030年是A7工艺,之后分别是A5、A3、A2工艺,2036年的A2大概相当于0.2nm节点了。IMEC的路线图基本上还是按照摩尔定律2年升级一代的水平发展的,证明了未来芯片工艺还可以迭代下去。

  总体上,如果仅停留在技术层面,美日联盟主导的2纳米以下制程还是有胜算的,或许能解决他们对台积电控制最先进制程芯片制造的不安和焦虑。上周,美国商务部长雷蒙多在达沃斯在接受美国CNBC采访时发出所谓警告,美国最精密主要用于军事设备的芯片70%产自台湾,这不利于美国的安全。因此,她呼吁国会尽快通过美国芯片制造法案。雷蒙多说,要让企业在美国本土制造芯片,以巩固美国的未来。她并表示,「美国的国家安全无价」。

  众所周知,国家主导下的合作,政治中的考量与计较,将成为国家间合作的关键因素。在美日合作中,美国是主动发起方,日本是承接方。日本的态度就非常重要。日本会否全心全意地支持这一联盟呢?这恐怕是要打问号的。因为在上世纪80年代,日本半导体产业一骑绝尘之时,美国通过金融手段强制日元升值,最终导致日本失去了半导体制造的主动权。《日经新闻》近期就刊出了有关这段历史至为惨痛的回忆文章。这也说明,日本方面对这一历史的记忆是很难抹平的。这必然会成为美日半导体联盟中的一个重要心结。

  另外,就是在美日联盟形成后,美国政府还希望将韩国纳入这一体系中,形成美日韩三国的新联盟。但事实上,韩日之间的关系,因历史上日本对朝鲜的殖民统治,始终是韩国与日本合作的芥蒂。而日本半导体失去的痛,却成为韩国半导体产业的喜,则令这一芥蒂更难去除。这次美国总统亚洲之行首访韩国也打破了韩日之间过往的平衡,为美日联盟增添了新的变量。

  美国想拉韩国入局,但韩国方面的态度目前并不明朗。韩国媒体《韩民族日报》日前发表评论,指出韩美两国在半导体领域加强合作的同时,不应排斥中国。该报援引智库学者意见称,韩国经济实质上处于贸易依赖中国,安全依赖美国的格局,对华进出口占到韩国半导体贸易额的50%以上,将中国排斥于供应链之外,对韩国长远看没有任何好处,会损害韩国企业国际竞争力。

  不仅是韩国媒体态度鲜明,连美国研究机构也表示了忧虑,如果美方推动中美半导体产业“硬脱钩”,美国半导体企业将失去18%的全球份额和37%的收入,导致一万五千到四万个高技能工作岗位流失。

  因此,所谓美日半导体联盟,我们还是且看且观察吧!不排除美国会“竹篮打水一场空”。返回搜狐,查看更多