Intel寄望歐盟100億美元補貼建造2nm晶圓廠，幾年能夠趕上TSMC？（1）

歐盟希望建造最先進的2nm晶圓廠，為什么英特爾是最佳合作伙伴？100億美元補貼能否實現歐盟領先全球半導體的雄心？Intel的IDM 2.0戰略能否幫助其趕上TSMC？中國半導體可以從中得到什么啟示？本文試圖從以下四個方面回答這些問題。

歐洲的2nm晶圓項目補貼花落誰家？Intel追趕TSMC的晶圓擴展計劃盤點英特爾現有晶圓廠給中國半導體的啟示歐洲的2nm晶圓項目補貼花落誰家？

上周五，歐盟高層官員會見英特爾CEO Pat Gelsinger、臺積電歐洲總裁Maria Merced，以及三星電子的代表，討論在歐洲建造2nm晶圓廠的可行性。過去30年來，歐盟的半導體制造業持續下滑，因為歐洲的半導體廠商大都轉向fab-lite戰略，而將其需要先進制造工藝的數字芯片外包給亞洲代工廠商了。

歐盟希望在下一個10年扭轉下降趨勢，重振歐洲半導體產業，目標是將其芯片產量提升至全球芯片產量的20％。無論在德國、法國還是歐盟其它國家，投資建造2nm晶圓廠有望讓歐盟在全球半導體制造領域占據領先地位。最有可能幫助歐盟實現這一目標的晶圓制造廠商自然非TSMC和三星莫屬，但這兩家最先進的晶圓代工廠商很可能會拒絕，因為他們寧愿在本土（臺灣或韓國），或者在美國建廠（可以更好地迎合客戶需求）。

最有可能與歐盟合作的反而是英特爾，因為該公司最近宣布IDM 2.0戰略計劃，將重新進入晶圓代工市場。英特爾CEO表示，除了在美國本土擴大或新建晶圓廠外，在美國之外他最愿意在歐洲建造先進工藝的晶圓廠，因為亞洲已經是晶圓制造集散地，而且該地區的未來政治有著極大的不確定性。

英特爾本來就有計劃升級或擴張其位于愛爾蘭Leixlip的晶圓產能。如果歐盟愿意拿出80億歐元（約合100億美元）的補貼，英特爾自然樂意接受。但是，能否如歐盟所愿，建造一座最先進的2nm晶圓廠，就不得而知了。

可能有人會問，100億美元還不能建一座晶圓廠？據業內人士分析，其實100億美元也就剛剛夠一座中型晶圓廠的建造和運營成本，而對于一個擁有最前沿技術（比如2nm工藝節點）的晶圓廠來說，100億美元剛夠其成本的三分之一（難怪英特爾伸出了三個手指，原來是三分之一的意思）。目前，英特爾自己還在努力提升自己的7nm制造工藝。

100億美元只夠建三分之一個晶圓廠（來源：電子工程專輯制作）

歐洲大陸必須要有雄心和長遠計劃，建造2nm晶圓廠對歐洲政客來說具有重大戰略意義，但對歐洲半導體廠商高管及其股東而言，這么高昂的投資未必明智。歐洲制造業以汽車和工業控制為主，這些廠商不需要最先進的數字芯片。而最新工藝的芯片主要用于消費電子和高性能計算領域，這又不是歐洲的強項。

許多業界分析人士認為歐盟的野心是幼稚，不切實際的。位于德國柏林的非營利性智庫Stiftung Neue Verantwortung最近發布了一份題為《The lack of semiconductor manufacturing in Europe -- Why the 2nm fab is a bad investment》的分析報告，得出結論說，歐洲建造2nm晶圓廠沒有什么商業價值和發展前景。

該報告的撰寫人Jan-Peter Kleinhans是這家智庫的“技術與地緣政治”項目負責人。他目前的研究重點是全球半導體供應鏈與地緣政治的交叉領域。他認為，歐洲有4條通往2nm的潛在路線，但似乎沒有一條路可以達到預期的結果。

1）吸引三星和/或臺積電在歐洲投資；

2）成立一個EU聯盟，使用三星或臺積電許可的工藝技術來建造和運營一家晶圓廠；

3）成立一個EU聯盟，使用自己的IP建造和運營一家晶圓廠；

4）依靠英特爾在歐洲建立領先的晶圓代工能力。

Kleinhans指出，歐洲幾乎無法提供任何誘惑來吸引三星或臺積電來歐洲建廠，因為這里沒有大量的客戶群。在歐洲建造這么一座晶圓廠需要去美國吸引客戶，這顯然不現實。此外，由于歐洲電力成本比較高，晶圓廠的運營成本要大大高于亞洲。

排除第一條路線，選項二或三有可能付諸實施，但成功的概率不大。

最后，英特爾希望將其位于愛爾蘭和以色列的晶圓廠轉為代工服務工廠，并可能在歐洲建立一個新的晶圓廠，這一提議自然受到歐盟的歡迎，但不太可能達到TSMC或三星的領先地位。鑒于英特爾CEO Gelsinger重新進入代工市場的決心，英特爾很可能會接受歐盟委員會的100億美元補貼。然而，英特爾自己在10nm和7nm節點上一直滯后，要想趕上TSMC還需要幾年時間。

Intel追趕TSMC的晶圓擴張計劃

有媒體批評Intel用于回購股票的錢都比投入研發的錢多，盡管這是其前任CEO（財務出身的Bon Swan）的責任，Gelsinger也坦誠這一事實，并承諾說將加速加大研發投入，這一點在他加入Intel時已經獲得董事會的同意。

Gelsinger最近接受CBS「60分鐘」節目訪談時聲稱，全球半導體短缺沖擊到眾多產業的問題可能在幾年內都無法解決，英特爾正在調整一些工廠產線以提高產能。當CBS主持人Lesley Stahl問到為何不讓商業資本（比如蘋果和微軟等科技巨頭出資）來代替政府發展芯片產業時，基辛格回答道，商業資本很可能會選擇一些亞洲的企業為其生產芯片，而這些芯片所使用的專利技術很可能不包含“美國制造”的基因。所以，要想擁有對半導體技術的長久控制權，需要將更多的晶圓制造產能拉回到美國本土。

Intel CEO Pat Gelsinger向CBS節目主持Lesley Stahl展示一個晶圓。(來源：CBS)

25年前，美國半導體制造產能占全球的37％，而今天這個數字下降到只有12％。相比之下，現在亞洲擁有75％的全球半導體制造產能。Gelsinger表示，作為美國最大的芯片廠商，英特爾有能力也有責任提升美國本土的晶圓制造產能。

為貫徹英特爾的IDM2.0戰略，該公司計劃在其位于亞利桑那州Ocotillo的制造基地新建兩座采用最先進EUV的晶圓廠，估計耗資200億美元。該制造基地已經擁有四座正常運營中的工廠，具備所有支持新工廠的基礎設施，這將加快建設速度。新的晶圓廠將在2024年為英特爾內部業務和外部客戶提供晶圓代工服務。

上周，英特爾CEO Pat Gelsinger在訪問以色列時宣布，計劃在以色列追加投資6億美元，主要用于在耶路撒冷為MobilEye建立一個新的研發園區，以及在海法新建一個研發中心（稱為IDC12）。最終，海法中心將配備6000名員工，開發他們所謂的“未來芯片”。英特爾在2019年承諾投資100億美元在以色列Kiryat Gat新建一座晶圓廠。作為以色列全國最大的私營雇主，英特爾于1974年開始在以色列運營，目前雇用超過1.4萬名以色列員工。

本周，英特爾又宣布將為其位于新墨西哥州Rio Rancho的工廠注資35億美元，用于升級現有制造設施，以制造采用2.5D/3D堆疊結構和異構集成技術的新型微處理器芯片。這座于2002年建造的300毫米晶圓廠主要采用32/45nm工藝生產微處理器芯片。

在強調全球協作的半導體市場，競爭也異常激烈。就在英特爾宣布斥資200億美元建造兩座新晶圓廠后，臺積電宣布將在三年內斥資1000億美元用于研發、升級和新建晶圓制造產能。TSMC計劃在亞利桑那州鳳凰城建造一座新晶圓廠，主要生產蘋果等客戶所需要的高端芯片，目前還沒有美國工廠能夠生產。

臺積電計劃在美國新建6座工廠，新廠計劃直接上馬最新5nm制程節點，產能預計為2萬片/月。雖然還沒有進一步細節，但可以肯定的是，美國政府迫切要求臺積電赴美建廠。此外，英特爾計劃將其部分i3系列芯片外包給臺積電生產，這也可能是臺積電在美國設廠的原因之一。

盤點英特爾現有晶圓廠產能

英特爾目前在美國俄勒岡州Hillsboro擁有4座晶圓廠（D1B/D1C/D1D/D1X），工藝節點包括7/10/14/22nm，主要生產微處理器芯片；在新墨西哥州Rio Rancho有一座晶圓廠（Fab 11x），工藝節點包括32/45nm，主要生產微處理器芯片；在亞利桑那州Chandler擁有4座工廠（Fab 12/32/42），工藝節點包括7/10/14/22/32/45/65nm，主要生產微處理器和芯片組。計劃投資200億美元新建的2座晶圓廠也位于這個園區。

除了位于美國本土的9座晶圓廠外，英特爾在愛爾蘭Leixlip也擁有3座工廠（Fab 10/14/24），工藝節點包括14/65/90nm，主要生產微處理器、芯片組和通信芯片；在以色列Kiryat Gat有一座晶圓廠（Fab 28），工藝節點包括10/22/45nm，主要生產微處理器芯片；在中國大連有一座晶圓廠（Fab 68），工藝節點為65nm，主要生產VNAND存儲器芯片。

英特爾全球晶圓廠分布一覽表。（來源：維基百科/電子工程專輯）

給中國半導體的啟示

為應對當前的全球性芯片短缺，每家半導體廠商都在想盡辦法擠現有產能，或計劃擴產成熟工藝產線。最近業界人士和媒體還對臺積電南京工廠的28nm產線擴產計劃提出異議，竟然擔心會對本土晶圓廠造成威脅。還有人提出為什么在大陸投資成熟的28納米工藝，而不是更為先進的14、7甚至5nm工藝。如果這些人能夠綜觀全球半導體現狀及未來格局，也許就沒有這些疑問了。

與此同時，歐盟和美國政府紛紛拿出先進晶圓制造補貼計劃以吸引廠商投資建廠，目的是占領未來全球半導體格局的制高點。以臺積電和三星為代表的亞洲晶圓制造目前處于領先地位，而中國大陸的半導體產業應采用什么應對措施呢？在5/3/2nm工藝方面，似乎我們沒有太多的話語權，雖然國產半導體設備廠商和晶圓代工廠商都在努力追趕。筆者認為，本土晶圓制造廠商可以抓住現在的供應緊缺和需求旺盛機遇，投資和夯實自家的成熟工藝產線。甚至可以借鑒聯電（UMC）的做法，與IC設計客戶聯合投資新的工藝或產線，以確保未來的投資匯報和產能供應穩定。

要想在未來10-30年在全球半導體行業占據一席之地，甚至領先地位，我們現在應該認識到教育、人才和基礎研究的重要性。單靠引進人才和挖人是無法長久持續發展的，清華成立集成電路學院就是一個好的開端。

從fabless公司的角度來看，各國政府和晶圓制造廠商加大投資制造產能是好事，充足的產能供應才能解除IC設計公司的后顧之憂，從而加大芯片技術的研發以便贏得客戶的長期合作。

結語

英特爾抓住全球芯片短缺和美國政府振興本土制造的機遇，積極在美國和歐洲投資建廠以推動其IDM 2.0戰略。在釋放其現有晶圓制造產能方面，英特爾的決心和能力毋庸置疑。然而在最先進的晶圓制造技術方面，要追趕上TSMC還需要幾年時間，甚至最終能否趕得上還是個問號。

半導體已經成為各國科技競賽的制高點，中國半導體必須加入全球半導體的競爭與協作中，明確自己的價值定位，同時從長期教育和基礎研究做起，唯有如此才能在未來30年占據一席之地，才有可能占領制高點。

參考來源：

CBS NEWS: Chip shortage highlights U.S. dependence on fragile supply chain by Lesley Stahl, 60 Minutes correspondent of CBS.EENEWS EUROPE: $10bn subsidy is price of 2nm EuroFab says Intel by Peter ClarkeWikipedia: List of semiconductor fabrication plants

急！歐洲也推2030年計劃：攻克2nm，芯片產量翻倍、造出量子計算機（2）

急！歐洲也推2030年計劃：攻克2nm，芯片產量翻倍、造出量子計算機

剛剛，歐洲啟動了決勝2nm芯片的計劃。

歐盟委員會正式發布了「2030年數字指南針」規劃（2030 Digital Compass），提出數字化轉型最新目標：

2030年前，決勝2nm，生產的先進芯片價值量占全球的20%（截至去年，這一比例大約為10%）、5年內打造出第一臺量子計算機、10年內實現5G覆蓋歐洲人口密集地區。

并承諾在當前10年內投入1500多億美元發展下一代數字產業。

十年目標：生產2nm半導體，第一臺量子計算機

歐洲的新計劃是基于歐盟去年發布的數字議程，旨在提升歐洲企業和公共服務的數字化程度，改善歐洲人的數字技能，并升級數字基礎設施。

新冠疫情期間，歐盟對其他國家關鍵技術，以及大型科技公司的依賴暴露出自身的弊端。

歐洲委員會主席 Ursula von der Leyen 在一份聲明中表示，「新冠疫情暴露了數字技術和技能的關鍵作用，以及我們需要改善的地方。我們現在必須打造出歐洲的數字十年」。

為了捍衛「數字主權」，歐盟提出了這項27頁的歐盟計劃，名為《2030數字指南針：數字十年的歐洲方式》（2030 Digital Compass: the European way for the Digital Decade）。

提出了未來十年歐洲加快數字化轉型的11個具體目標：

1 專家數量：在職信息和通信技術（ICT）專家達到2000萬名。

2 5G通信：千兆網絡覆蓋所有歐洲家庭，實現5G覆蓋歐洲人口密集地區。

3 2nm芯片：歐洲生產的先進芯片價值量占全球的20%，瞄準2nm節點，能效是今天的10倍。

4 邊緣/云：部署10000個氣候中立高度安全邊緣節點，幫助歐洲發展自己的云基礎設施，以確保企業能夠以幾毫秒的低延遲方式快速訪問數據服務。

5 量子計算：到2025年，歐洲將擁有第1臺具有量子加速功能的計算機。

6 數字企業：實現75%歐洲企業在云計算、大數據、人工智能等領域。

7 數字中小企業：讓90%以上的歐洲中小企業至少達到基本的數字強度水平。

8 獨角獸數量：通過擴大創新規模、改善融資渠道，讓估值10億美元的獨角獸公司數量增加1倍。

9 關鍵公共服務：為歐洲公民和企業提供100%的在線關鍵公共服務。

10 遠程醫療：100%的歐洲公民可以訪問醫療記錄（電子記錄）。

11 數字身份證：80%的公民將使用數字身份證解決方案。

歐洲芯片制造遇瓶頸

研究公司Gartner的全球芯片業的數據曾顯示，歐洲已經逐漸淪為美國和亞洲競爭的「第三者」。

曾經，歐洲是半導體最發達的地區之一，西門子、飛利浦赫赫有名。

但在全球10大芯片企業名單中，歐洲僅有荷蘭恩智浦半導體上榜。

80年代中期，歐盟曾支持恩智浦和英飛凌實現制程工藝跨世代，但結果并未達到歐盟預期，最終兩家公司選擇了芯片外包模式。

20年來，歐洲嘗試多次提升自身的芯片制造能力，但是一直并未出現領先的晶圓廠。著名的芯片制造商，如三星、臺積電、英特爾沒有一家位于歐洲。

目前，歐洲有三家本土芯片制造商，但都采用的是輕晶圓廠（Fab Lite）和小批量生產的模式。

歐洲芯片制造業的退步，主要原因是對芯片業不夠重視。

不久前，歐盟已經討論了建立一個新的代工廠的可能性，或者改造現有的代工廠，作為提高歐洲半導體產量計劃的一部分。

但是建立尖端制造工廠是一個非常昂貴的業務。

美國半導體產業協會(SIA)去年的一份報告顯示，一家大型工廠的建設和組裝成本可能高達200億美元。

然而，這些工廠可能需要很多年才能盈利。

此外，近幾代芯片的成本一直在上升。正如英特爾所發現的那樣，掌握制造最小晶體管所需的最新技術工藝是一項巨大的挑戰。

歐洲已經意識到了美中技術戰爭的現實，想要發揮自己的優勢，降低未來沖擊波的影響，并組織自己的長期韌性，成為全球供應鏈的關鍵參與者。

量子科技改變游戲規則，歐洲再加注

歐盟計劃中，建議對量子技術進行投資，稱量子技術可能會成為在開發新藥和加快基因組測序的游戲規則改變者。

到2025年，歐洲將制造出第一臺具有量子加速能力的計算機，從而為歐洲在2030年之前處于量子能力的前沿鋪平道路。

量子計算引起了包括大眾、福特、戴姆勒和羅伯特·博世在內的汽車公司的興趣，因為它有潛力幫助解決交通堵塞，優化零部件設計，使電動汽車電池的功率提高40% 。

早在2016年，歐洲就開始了量子計算的布局，啟動了一項10億歐元（約76.8億人民幣）的量子技術旗艦計劃。

去年，歐洲對量子計算領域更是加注投資。

4月中，便推出了第一個公共量子計算云平臺「Quantum Inspire」，以使歐洲的研究人員能夠充分利用量子技術的潛力，推動歐洲量子技術的發展。

未來十年，歐洲將發力在量子計算領域的布局。

文章來源：europa