美國正在制定雄心勃勃的芯片製造業本土迴流計劃。
儘管美國的芯片技術處於世界領先地位,在芯片產業鏈的設計、設備等環節具備絕對優勢,但在芯片最後的製造過程,不僅在規模上,只佔到全球半導體制造能力的12%,而且製造技術上,也落後第一梯隊的台積電和三星。
製造技術是芯片產業重要環節,是一系列上游技術彙集的結晶,半導體產業鏈最後的製造和封裝測試恰恰是美方相對薄弱的領域,也是美國250億資助計劃《CHIPS法案》的扶植重點。在半導體行業,害怕被卡脖子的不止是中國公司,實力最強的美國也一樣擔心,因為除了Intel x86處理器之外,蘋果、AMD、NVIDIA、高通、賽靈思等公司的芯片都是海外公司代工的。
美國最強芯片製造工廠英特爾和格羅方德已經掉隊
英特爾和格羅方德是目前美國半導體制造環節的最強力量,但這兩個企業在技術上,已經完全從第一陣容退出,無法與台積電和三星產生競爭,也無法勝任美國本土尖端芯片設計環節後,加工成片的需求。
Intel 沒有走出10nm工藝的困局
根據Intel的產品路線計劃,10nm工藝本應該在2019年就量產。但根據英特爾2019年Q1季度財報,因10nm產能爬坡就虧損5.3億美元。再結合最近很多媒體傳出,GPU部門可能尋找三星7nm或者5nm工藝代工的消息,可以得出結論:英特爾的10nm工藝問題比想象中還要難解。很有可能到2021年,英特爾能夠依賴的可大規模量產工藝只能是14nm。
可能還有很多人認為,單純比較晶體管密度,英特爾的10nm工藝可以媲美台積電的7nm工藝。10nm 估計量產的時候,台積電和三星的3nm也大概率推出了,這是整整兩代的差距。
格羅方德2019年已經退出7nm工藝的開發
格羅方德是僅次於台積電和三星的純代工企業。2019年格羅方德在全球佔據的份額僅為8%,而台積電則為51%。由於芯片製造產業投入成本巨大且極具壟斷效應,所以格羅方德連年虧損。此外,由於無法負擔高昂成本,他們在2019年選擇退出 7nm 工藝的開發。目前,其全新FinFET半導體制程計劃12LP+已完成技術鑑定,12LP+以GF已有的14nm/12LP為基礎設計的工藝。美國的專項資金支持很有可能重燃格羅方德7nm製程的夢想。
封裝測試環節的缺失
英特爾、美光和TI都在美國生產了很大一部分半導體晶圓,但大多數情況下,他們只能將這些晶圓運送到亞洲,進行封裝組裝和最終測試。英特爾、格羅方德在中國都投資的半導體生產廠,主要就是完成芯片的封裝測試工作。
封裝測試行業在整個產業鏈中地位不高,是典型的勞動和資本密集型企業,中國台灣、中國大陸廠商逐漸佔據優勢,兩者合計佔 80%以上的份額。封裝和測試發展到目前,其現代化程度開始提升,直接人工通常僅佔製造成本的10%至15%。封裝組裝和測試雖然不如前沿晶圓製造那樣成本高昂,但確實需要持續的投資來支持手機設備中的更高級別的功能集成SOC,以及用於雲處理的高性能計算芯片。
封裝測試環節的缺失,也是美國製造業迴流計劃最擔心的問題之一。
美政府呼喚英特爾迴歸代工業務彌補一些差距
特朗普政府已經多次邀請台積電、三星等公司去美國建設晶圓廠,但台積電、三星畢竟不是親生企業。
於是,特朗普政府無比殷切地希望Intel公司能開展代工業務,為美國芯片設計公司代工各種芯片,不再依賴外國企業,Intel充當製造業領軍人物,這大概能減少美國芯片製造的一些擔憂。早在22nm工藝上,Intel也嘗試過對外提供代工服務,然而Intel的代工服務一直進展的不夠順利。比如與LG的代工業務,就不了了之。在2018年,Intel 低調退出代工市場,放棄了與台積電、三星等公司爭奪代工市場的努力。
況且,即便Intel有心重返代工,他們的產能也不夠,目前的主力產能14nm工藝都不夠Intel自己用的,10nm 工藝還不知道哪天才能大規模量產。
結語
美國政策制定者正在考慮一項半導體激勵計劃,該計劃將在五年內為該行業注入約250億美元。該法案包括研發税收抵免和設備購買抵免,旨在提高美國芯片產業的全球競爭力,吸引能夠生產下一代半導體制造工廠的建設。本來,半導體和電子行業是真正的全球性行業,這兩個領域的創新和協同發展,可以提高人類的科技發展水平。重要的是,美國半導體產業才是全球供應鏈的主要受益者。而此刻美國力推半導體逆全球化進程,將技術政治化,顯然是錯誤的決策,但這無疑也是我們的機會。