3月，歐盟委員會(huì)發(fā)布了其“數(shù)字指南針”（Digital Compass），表示有意將半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝控制在5nm節(jié)點(diǎn)以下，目標(biāo)是2nm，到2030年，將歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)量提升至占全球產(chǎn)值的20%，能效達(dá)到今天的10倍。

　　歐盟舉措當(dāng)然與近年來(lái)的芯片短缺以及美中科技戰(zhàn)有很大關(guān)系。那么，當(dāng)前全球半導(dǎo)體代工格局如何，歐洲能否挽回頹勢(shì)，中國(guó)有沒有機(jī)會(huì)呢？

　　半導(dǎo)體代工格局隱憂不斷

　　芯片不同于簡(jiǎn)單產(chǎn)品，一家工廠不給加工，拿著圖紙就可以轉(zhuǎn)到另外一家去生產(chǎn)。芯片設(shè)計(jì)必須與代工廠的工藝高度綁定，在芯片設(shè)計(jì)之初就要確定代工廠和使用的工藝，并根據(jù)代工廠提供的元件庫(kù)和復(fù)雜的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果在芯片設(shè)計(jì)完成后更換代工廠，大部分設(shè)計(jì)工作都要返工，這將浪費(fèi)巨大的人力、物力，還會(huì)拖累上市時(shí)間。因此，一些頭部公司會(huì)同時(shí)研發(fā)兩套芯片，一個(gè)交給臺(tái)積電（TSMC），另一個(gè)交給三星電子（Samsung Electronics），以保證萬(wàn)無(wú)一失。而業(yè)內(nèi)大多數(shù)公司哪有這樣的實(shí)力，怎么承擔(dān)得起在兩家代工廠先進(jìn)工藝流片的高昂費(fèi)用呢？

　　雖然在全球代工廠中臺(tái)積電和三星是老大和老二，但三星的產(chǎn)能和性能遜色很多。雖然是老大，全球芯片業(yè)在很大程度上受制于臺(tái)積電，但目前其在臺(tái)灣既缺水、缺電，又缺場(chǎng)地和人才，制約了其產(chǎn)能擴(kuò)張。如果臺(tái)積電停產(chǎn)，蘋果、高通、英偉達(dá)（NVIDIA）、AMD等一大批美國(guó)頭部公司都將受到嚴(yán)重影響。

　　顯而易見，出于對(duì)亞洲芯片生產(chǎn)過度依賴的擔(dān)憂，以及美國(guó)與中國(guó)政治摩擦導(dǎo)致的科技戰(zhàn)，也讓多少國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和戰(zhàn)略制定者難以入睡。

　　美中科技戰(zhàn)影響半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

　　在此背景下，美國(guó)芯片工業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）和包括半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）在內(nèi)的眾多行業(yè)組織最近給總統(tǒng)拜登寫了一封信，敦促美國(guó)政府支持國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)。與此同時(shí)，中國(guó)政府也在最近的五年計(jì)劃中宣布了“技術(shù)獨(dú)立”的目標(biāo)。

　　全球芯片焦慮下連鎖反應(yīng)

　　最近芯片短缺的不只是汽車行業(yè)，本質(zhì)上，芯片的短缺是上述各種因素聚積的蝴蝶效應(yīng)。在某種意義上講并不是真正的半導(dǎo)體短缺，而是整個(gè)供應(yīng)鏈對(duì)芯片供應(yīng)預(yù)期的一種焦慮。

　　早在2020年3月，隨著新冠疫情流行勢(shì)頭日盛，全球汽車制造商突然停止生產(chǎn)，導(dǎo)致芯片供應(yīng)商和設(shè)備制造商一夜之間損失了數(shù)以億計(jì)美元的訂單。作為一種迅速補(bǔ)救措施，產(chǎn)能被重新分配給其他行業(yè)，包括筆記本電腦和家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，這些企業(yè)正在爭(zhēng)相滿足疫情催生的經(jīng)濟(jì)新模式帶來(lái)的前所未有的需求。

　　臨近年底，汽車制造商試圖重啟生產(chǎn)，但半導(dǎo)體產(chǎn)能正如火如荼地為消費(fèi)電子和通信行業(yè)交付芯片。年底，顯卡、手機(jī)、電腦、游戲機(jī)、汽車等產(chǎn)品都因晶圓廠商產(chǎn)能不足而出現(xiàn)缺貨。

　　根據(jù)供需基本規(guī)律，芯片供應(yīng)商都會(huì)將重點(diǎn)放在利潤(rùn)更豐厚的客戶身上。在缺貨時(shí)，芯片供應(yīng)商就會(huì)提出以更高價(jià)格向制造商提供芯片。缺貨就會(huì)延時(shí)交貨，漲價(jià)是自然而然的事情。

　　雪上加霜的是，美國(guó)不斷打壓華為，導(dǎo)致后者開始大量?jī)?chǔ)備芯片，其他手機(jī)廠商見狀也開始搶購(gòu)芯片，致使缺貨焦慮越來(lái)越嚴(yán)重。

　　今年3月，因汽車芯片斷供，蔚來(lái)汽車停產(chǎn)5日。此前，福特、奧迪、本田、寶馬、韓國(guó)現(xiàn)代也都受到影響，以停產(chǎn)、減產(chǎn)或裁員予以應(yīng)對(duì)。汽車缺芯又反射到手機(jī)供應(yīng)鏈。三星暫停了Note系列手機(jī)生產(chǎn)；蘋果砍掉了iPhone 12mini產(chǎn)能；小米也處于停產(chǎn)邊緣。

　　其次是技術(shù)使然，5G和新能源汽車是近年來(lái)火爆的應(yīng)用，都需要更多芯片的支持。5G手機(jī)產(chǎn)能的增加使芯片供需失衡，疫情帶動(dòng)的PC、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)也增加了芯片需求。相比傳統(tǒng)燃油車近百顆的芯片用量，智能化、網(wǎng)聯(lián)化、新能源汽車對(duì)芯片的需求翻了幾番。當(dāng)然，還有地震、火災(zāi)、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害的影響。

　　其實(shí)芯片短缺問題是一個(gè)波段起伏的現(xiàn)象，只是某些因素會(huì)改變波段的頻率。新冠疫情的存在和中美關(guān)系預(yù)示著，我們可能將面臨更長(zhǎng)期的短缺和不確定性。

　　美中科技戰(zhàn)中的臺(tái)積電

　　先說一個(gè)真實(shí)的案例——華裔美國(guó)人創(chuàng)建的Zoom。由于新冠疫情爆發(fā)，Zoom的易用性和良好的通話質(zhì)量成為了眾多公司網(wǎng)上會(huì)議的首選。雖然下載量飆升，在美股中表現(xiàn)非常搶眼，卻因?yàn)槠淙A人血統(tǒng)被美國(guó)政客視為國(guó)安威脅，其不得不放棄了中國(guó)市場(chǎng)。

　　在美國(guó)看來(lái)，臺(tái)積電仍然是中國(guó)人的公司，美國(guó)雖然占有臺(tái)積電最大的股份，但是經(jīng)營(yíng)權(quán)畢竟不在自己手中，這本身就是一種焦慮。因此，臺(tái)積電的地位目前非常敏感，既是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支柱，各國(guó)不得不重視，又是欲取而代之的目標(biāo)。

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　　面對(duì)全球芯片短缺一片漲聲，進(jìn)退維谷的臺(tái)積電宣布今年將投入280億美元巨資，在美國(guó)亞利桑那州建造一座價(jià)值120億美元的5nm代工廠，到2024年，該廠每月可生產(chǎn)約2萬(wàn)片晶圓；同時(shí)依據(jù)需求在中國(guó)大陸擴(kuò)充產(chǎn)能。目前，臺(tái)積電的芯片制程工藝領(lǐng)先于英特爾，甚至有消息說英特爾也將部分訂單交給臺(tái)積電代工。三星也表示，考慮在德克薩斯州建設(shè)先進(jìn)代工廠，可能在2023年開始運(yùn)營(yíng)。臺(tái)積電在各國(guó)建立工廠，除了擴(kuò)張產(chǎn)能，也是緩解各國(guó)地緣政治焦慮的考量。

　　在技術(shù)領(lǐng)先的基礎(chǔ)上，臺(tái)積電還在不斷投入巨資，尋求技術(shù)上的突破，如今3nm、2nm已經(jīng)有所突破，拉開了與英特爾技術(shù)上的距離。

　　目前，臺(tái)積電和三星電子正主導(dǎo)著半導(dǎo)體代工市場(chǎng)。美國(guó)和歐盟的半導(dǎo)體廠商已經(jīng)接受了這種“無(wú)代工廠”的商業(yè)模式，因?yàn)樗哂芯薮蟮挠麧摿Α５乐匈Q(mào)易戰(zhàn)和新冠疫情大流行恰恰說明了世界對(duì)這兩個(gè)行業(yè)巨頭的依賴程度。

　　歐洲不輸研發(fā)輸制造

　　歐洲是情況最為尷尬，其研發(fā)能力不錯(cuò)，有不少世界排名靠前的大學(xué)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。但和中美相比并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，且目前歐洲的半導(dǎo)體制造水平也不比中國(guó)強(qiáng)。

　　中美科技戰(zhàn)讓歐洲更加意識(shí)到科技獨(dú)立自主的重要性。其實(shí)，歐洲欲建2nm代工廠的野心恰恰是一種無(wú)奈，主要是擔(dān)心臺(tái)積電受美國(guó)控制，同時(shí)也想擺脫對(duì)亞洲半導(dǎo)體代工廠的進(jìn)口依賴。

　　半導(dǎo)體行業(yè)專家指出，建設(shè)一個(gè)300億美元的5nm或2nm代工廠并不能真正讓歐洲走出窘境。Yole Developpement的行業(yè)分析師說：“實(shí)際上，300億美元的代工廠是確保歐洲技術(shù)主權(quán)的一種危險(xiǎn)的方式?！痹跊]有臺(tái)積電或三星支持的情況下，建造這樣一個(gè)最先進(jìn)的工廠至少需要10到15年的時(shí)間，還需要數(shù)百億美元的投資。此外，它甚至可能不會(huì)以成功告終。

　　看看英特爾面臨的挑戰(zhàn)，分析師說：“英特爾在推出自己的先進(jìn)7nm制造工藝方面遇到了困難——如果這家美國(guó)計(jì)算巨頭不能輕易在這一工藝節(jié)點(diǎn)取得成功，歐洲是否應(yīng)該追求更高風(fēng)險(xiǎn)的5nm躍升呢？”

　　半導(dǎo)體工藝越先進(jìn)參與者越少

　　分析表明，歐盟建立5nm代工廠的唯一途徑是美國(guó)如出一轍——與臺(tái)積電或三星合作。這種聯(lián)合行動(dòng)將減少歐洲的資金投入（約100億美元），并將開發(fā)時(shí)間從10至15年大幅縮短至3到4年。

　　但這不一定能解決歐洲焦慮的主權(quán)問題。問題在于：不管有沒有臺(tái)積電或三星，三到四年后，歐洲對(duì)5nm的需求會(huì)有多大？分析師認(rèn)為：“歐洲大陸（不包括英國(guó)和愛爾蘭）的電信、汽車和其他行業(yè)生產(chǎn)所需的所有芯片數(shù)量根本無(wú)法填滿這樣一個(gè)代工廠，這扼殺了這一巨大投資的理由?！?/p>

　　為歐洲支招兒

　　位于法國(guó)里昂的Yole指出，歐洲已經(jīng)擁有尖端芯片制造商和設(shè)備供應(yīng)商，每年的銷售額從40億美元到160億美元不等。其中包括意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、英飛凌科技（Infineon Technologies）、恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors）、艾邁斯半導(dǎo)體（ams）和光刻機(jī)霸主荷蘭的ASML，以及美商格羅方德（GlobalFoundries）的德國(guó)工廠、英特爾的愛爾蘭工廠。與此同時(shí)，一些規(guī)模較小但實(shí)力強(qiáng)大的行業(yè)參與者也在歐洲，包括半導(dǎo)體代工廠Tower Semiconductor和X-Fab，每年的銷售額都在5億至10億美元之間。

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　　此外，至少有200家公司，包括IDM（集成設(shè)備制造商）、系統(tǒng)制造商和半導(dǎo)體設(shè)備制造商的子公司分布在歐洲各地。Elmos、Murata Europe、Besi、EVG、Soitec和Siltronic等公司的年收入都在5億美元左右，保持了歐洲制造業(yè)和技術(shù)的獨(dú)立性。

　　那么，解決方案是什么？Yole表示：“我們的想法是，不管怎樣，臺(tái)積電和三星的制造外包都會(huì)增加，只是因?yàn)橹圃臁惭b和調(diào)試設(shè)備的時(shí)間太長(zhǎng)了。實(shí)現(xiàn)技術(shù)主權(quán)的最佳途徑是明智地投資，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，是創(chuàng)造一個(gè)為歐洲企業(yè)提供半導(dǎo)體產(chǎn)品的強(qiáng)大的制造生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

　　這家分析公司還說：“鑒于半導(dǎo)體企業(yè)的豐富和成熟，歐盟和各國(guó)需要一個(gè)堅(jiān)實(shí)的戰(zhàn)略來(lái)強(qiáng)化這些供應(yīng)商。第一個(gè)重要步驟是在歐洲建立中間節(jié)點(diǎn)，即14nm或7nm代工廠，以支持歐洲大陸當(dāng)前的汽車、電信、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)應(yīng)用。這些設(shè)施可以由歐盟資助，也可以與ST、英飛凌、NXP、ams和ASML共同開發(fā)。”

　　此外，歐盟應(yīng)在異質(zhì)集成、先進(jìn)封裝和芯片分割（從14nm到7nm）等活動(dòng)上進(jìn)行投資。這將避免激進(jìn)的5nm和2nm芯片生產(chǎn)，同時(shí)豐富歐洲的技術(shù)專知。另一步驟是利用歐洲在新興計(jì)算和光子學(xué)領(lǐng)域的強(qiáng)大研發(fā)力量，包括大量公司和初創(chuàng)企業(yè)。

　　這一戰(zhàn)略將加強(qiáng)歐洲的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，并提供一條長(zhǎng)期走向5nm及以下的道路。它還將抑制更多制造商被美國(guó)和亞洲公司收購(gòu)的日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。例如，2014年，LFoundry關(guān)閉了其在法國(guó)羅塞特的工廠；2016年意大利工廠Avezzano被出售給中國(guó)中芯國(guó)際；然后在2020年底，美國(guó)英偉達(dá)提議收購(gòu)總部位于英國(guó)的Arm。今年早些時(shí)候，日本的瑞薩收購(gòu)了英國(guó)的Dialog，臺(tái)灣地區(qū)的Globalwafers正在談判收購(gòu)歐洲主要的晶圓襯底供應(yīng)商德國(guó)的Siltronic。

　　歐洲謬誤

　　規(guī)劃有余 執(zhí)行不足

　　Yole指出了試圖建立2nm或5nm代工廠的謬誤：“在歐洲大陸最優(yōu)秀的半導(dǎo)體企業(yè)可能被美國(guó)和亞洲的龐然大物吞并之際，為一家5nm代工廠融資的前景就像在沙漠中建造一座大教堂?！币?yàn)橹挥型顿Y本土企業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施，才有助于歐洲的技術(shù)生態(tài)體系蓬勃發(fā)展，這是最重要的唯一出路，“否則，歐洲大陸有一天會(huì)變成一片工業(yè)沙漠，中心只有一座空教堂?！?/p>

　　持這種觀點(diǎn)的大有人在。位于比利時(shí)的IMEC（歐洲微電子研究中心）首席戰(zhàn)略官Jo De Boeck最近在接受采訪時(shí)表示：“歐洲要考慮建立一個(gè)代工廠還需要數(shù)年和大量的努力。我們不能簡(jiǎn)單地跳過多個(gè)節(jié)點(diǎn)，而需要逐步實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。歐洲應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)在研發(fā)、制造設(shè)備和材料方面的強(qiáng)大基礎(chǔ)。當(dāng)基本技術(shù)準(zhǔn)備好后，我們應(yīng)該把公司召集起來(lái)，啟動(dòng)試驗(yàn)性生產(chǎn)線，以便有前景地應(yīng)用于我們的工業(yè)和社會(huì)。一旦生產(chǎn)準(zhǔn)備就緒，也許建立一個(gè)領(lǐng)先代工廠才是有意義的。另一種選擇是考慮引進(jìn)一家領(lǐng)先的公司來(lái)加速這一進(jìn)程?！?/p>

　　事實(shí)上，歐洲需要采取更加務(wù)實(shí)、循序漸進(jìn)的做法。有遠(yuǎn)大的愿景很好，但這是一個(gè)長(zhǎng)期的迭代過程，而不是通過投入資金來(lái)構(gòu)建一個(gè)領(lǐng)先代工廠而迅速變出的魔術(shù)。歐洲需要把優(yōu)秀的研究和知識(shí)基礎(chǔ)之間的聯(lián)系與已有的產(chǎn)業(yè)參與者聯(lián)系起來(lái)，代工廠要建立在已經(jīng)具備的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上。

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　　從過往看，歐盟委員會(huì)是個(gè)頗具規(guī)劃能力的機(jī)構(gòu)。2020年12月，歐盟17國(guó)剛剛簽署了1450億歐元的《歐洲處理器和半導(dǎo)體科技計(jì)劃聯(lián)合聲明》，旨在開發(fā)下一代處理器和2nm等先進(jìn)技術(shù)。歐盟委員會(huì)表示，從汽車、醫(yī)療設(shè)備、移動(dòng)電話和網(wǎng)絡(luò)到環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能設(shè)備和服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域的嵌入式處理器、安全和尖端半導(dǎo)體技術(shù)是關(guān)鍵行業(yè)能夠在全球范圍內(nèi)展開競(jìng)爭(zhēng)的能力所在。

　　該聲明指出，目前歐盟的半導(dǎo)體技術(shù)與自身經(jīng)濟(jì)地位不匹配，歐盟國(guó)家占全球GDP的16%，但在價(jià)值4400億歐元的半導(dǎo)體市場(chǎng)上，歐盟國(guó)家的份額只有10%。

　　這個(gè)報(bào)告重點(diǎn)列出了幾個(gè)技術(shù)，除了5G外還有未來(lái)的6G，而半導(dǎo)體技術(shù)中，除了芯片，還提到了2nm先進(jìn)工藝制造，這是未來(lái)尚待量產(chǎn)的新工藝，當(dāng)前最先進(jìn)的是5nm工藝。

　　分析起來(lái)，歐洲的問題不是眼光是否長(zhǎng)遠(yuǎn)，而是執(zhí)行效率。前車之鑒是歐盟組建的伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)。伽利略的研發(fā)過程中對(duì)中國(guó)嚴(yán)加防范，卻在北斗導(dǎo)航全面建成后全線崩潰，24顆衛(wèi)星癱瘓?jiān)谔铡?/p>

　　因此，歐洲的技術(shù)獨(dú)立需要一個(gè)適合其現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期戰(zhàn)略，而不是一個(gè)價(jià)值300億美元的“大教堂”。

　　寫在最后

　　缺芯是中國(guó)的機(jī)會(huì)

　　從中國(guó)的角度來(lái)看，臺(tái)積電可以說是美國(guó)手中用來(lái)對(duì)付中國(guó)的一個(gè)棋子。美國(guó)要求它停止為哪家公司供貨，它沒有二話。這正是中國(guó)要全力發(fā)展自己的半導(dǎo)體先進(jìn)制造和先進(jìn)封裝的初衷所在。

　　事實(shí)上，歐洲建成先進(jìn)工藝代工廠對(duì)中國(guó)有利無(wú)弊。對(duì)于中國(guó)公司來(lái)說，不必將先進(jìn)工藝都放到一個(gè)籃子里，又多了另一個(gè)選擇。而對(duì)全球來(lái)說，也能緩解產(chǎn)業(yè)過度集中，過于依賴臺(tái)灣地區(qū)及韓國(guó)的焦慮，有利于全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。看歐洲怎么做吧！