认清自我：欧洲先进半导体制造还有多少家底？

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集微网消息，近日《金融时报》对欧洲的半导体制造计划做了详细介绍和分析，认为该地区在芯片制造设备方面仍有潜在优势，但面临技术工人缺乏的问题。文章一开始提到，在距离斯图加特一小时车程的宁静森林边缘，沿着小径蜿蜒穿过树木，穿过平缓起伏的丘陵，那里坐落着欧洲在全球竞赛中开发全球最先进半导体的秘密武器之一。奥伯科亨是巴登-符腾堡州西南部一个只有8000人口的小镇，也是蔡司半导体公司的总部，该公司是世界上最先进的芯片制造设备所使用的反射镜和透镜的唯一制造商。它的超精密反射镜和透镜非常精确，其精度是詹姆斯·韦伯太空望远镜的200倍。欧洲各活跃半导体实体分布（设备、材料、制造端等等）
总部位于荷兰的ASML公司在制造尖端芯片所需的极紫外光刻（EUV）机方面拥有全球垄断地位，也是蔡司最重要的客户之一。ASML首席执行官Peter Wennink表示，蔡司拥有“一种独特的能力”。如果没有蔡司的光学系统，ASML就无法制造EUV机器。如果没有ASML的机器，就不可能制造出人工智能、自动驾驶和量子计算等未来技术所需的最先进芯片。10nm以下的尖端芯片制造，欧洲只有英特尔的尚未完全上量的爱尔兰工厂先进的芯片制造设备是欧洲隐藏的优势之一，因为世界各国都试图在这个处于现代经济中心的行业中分一杯羹，而这个行业正日益受到地缘政治风险的影响。芯片生产所需的化学品和材料供应商的投资也参差不齐，落后于其他地区同行。欧洲有一些历史较为悠久的化学品和材料供应商，但也落后于其他地区同行根据麦肯锡的数据，半导体市场在2021年首次突破5000亿美元，预计到2030年其将成为一个价值万亿美元的产业。中国台湾是全球最先进的芯片制造中心。就10纳米以下的芯片制造而言，中国台湾占据了全球90%以上的市场份额。美国、日本和欧洲许多国家的政府急于鼓励扩大本国的芯片生产，也引发了人们对过多的产能同时投产的担忧。对许多国家来说，半导体是国家安全的问题，因为大部分经济体越来越依赖半导体提供的功能。疫情期间的严重短缺影响了从智能手机、个人电脑到服务器和汽车等全球众多行业的生产。随着这场竞赛的加速，欧洲决心不落在后面。上图是欧洲的一些重要的半导体实体企业今年早些时候，欧盟委员会公布了一项投资430亿欧元的计划，旨在吸引全球最大的芯片制造商在欧盟设厂。美国芯片巨头英特尔已承诺对在欧盟进行330亿欧元的初始投资，其中170亿欧元用于在德国建设一个大型工厂。意法半导体和英飞凌等欧洲芯片制造商也在扩大其欧洲的工厂。欧盟还试图吸引全球最大的芯片代工制造商台积电在欧盟开展大规模业务。布鲁塞尔方面希望，到2030年，这些投资将使欧盟在全球半导体市场的份额从目前的不足10%增加一倍，2030年达到20%。但比市场份额更重要的是，在东西方紧张关系可能对供应构成潜在威胁之际，减少欧盟对台积电和三星等亚洲制造商的依赖。在2021年至2025年期间，至少有81家新芯片厂将建成；总部位于美国的半导体行业组织SEMI 今年9月份的最新数据显示，欧洲将建造10家芯片厂，而美国和中国台湾分别建造14家和21家芯片厂。欧洲的芯片设计实体寥寥无几加上欧洲在化学品和材料方面的坚实基础，蔡司半导体和ASML等公司及其供应链对欧洲立志成为世界上最重要的一个高端芯片供应商至关重要。但欧洲半导体市场的发展仍存在重大差距。所需资金数额巨大。希望为芯片厂供货的公司警告称，没有足够的技术工人来维持工厂的运营。荷兰恩智浦半导体首席技术官Lars Reger表示:“到2030年，我们能否达到20%的市场份额还存在疑问，但压力越来越大，因为什么都不做将使情况变得更糟。”ASML的Wennink表示:“这一切都与相关性有关，你必须在地缘政治背景下保持相关性。”这有意义吗？
欧洲围绕《欧洲芯片法案》制定的雄心勃勃的微芯片计划尚未得到普遍认可。包括业内高管在内的一些批评人士认为，欧洲在浪费纳税人的钱。他们认为，更好的办法是把钱花在扩大欧洲自己产业（如汽车和工业应用）所使用的成熟芯片技术的产能上，而不是承担开发最新芯片的巨大成本。欧洲手机产业的衰落使欧洲大陆没有明显的先进芯片客户。一家芯片公司的高管表示，随着复杂芯片生产成本的增加，“能够跟上竞赛步伐的公司越来越少”。“许多欧洲公司退出了竞赛行列。”这使得欧洲的供应链失去了先进半导体制造所需的一些关键能力。咨询公司Counterpoint Research驻伦敦高级分析师Yang Wang指出，欧洲没有从事7纳米及以下节点技术的芯片设计师。他表示:“全球前十大芯片设计公司没有一个在欧洲，而美国在半导体设计方面处于全球领先地位。”业内专家表示，欧盟确实拥有现有的半导体供应链集群，如比利时的鲁汶、德国的德累斯顿和法国的格勒诺布尔，但欧洲将不得不提高芯片设计能力，并投资于先进芯片制造业的生态系统，以及投资于芯片制造业本身。资金也是一个关键因素。芯片制造得越先进，整个过程的资本密集度就越高。例如，台积电2022年的资本支出将达到360亿美元。本月该公司宣布，计划在未来几年将其在亚利桑那州的投资从120亿美元增加两倍至400亿美元，到2026年还将在亚利桑那州推出更先进的3纳米技术。今年，美国通过了自己的《芯片与科学法案》，这是一项价值527亿美元的激励和减税计划。业内高管表示，建立一个与最先进芯片技术所需的供应链一样复杂的供应链需要数年的时间，甚至需要更多纳税人的支持。几十年来，中国大陆、中国台湾和韩国等国家/地区已投资数十亿美元支持本土的芯片制造商。意法半导体是一家总部位于日内瓦的公司，主要为汽车和工业市场提供成熟技术的芯片，该公司首席执行官Jean-Marc Chery表示:“《欧洲芯片法案》是一个很好的工具，因为它让我们在全球享有同等的激励措施，”“但如果我们必须建造(先进技术)和大型晶圆厂……那欧洲不太有竞争力。”但欧洲并非要从头开始。欧盟拥有先进的芯片设备是一个重要优势。有了ASML的EUV机器，台积电、三星和英特尔等全球最大的芯片制造商能够挑战物理极限，在越来越小的芯片上封装越来越多的工艺晶体管。如今，最尖端的量产工艺是3纳米（指芯片上每个晶体管的尺寸），但技术正在将其提升到2纳米及以下。蔡司首席技术官Thomas Stammler表示：“如果没有EUV，你就无法在芯片中实现如此大密度的晶体管。由于我们是EUV的唯一供应商，我们也将此视为扩大和支持芯片行业的义务……我们已经在研究下一代EUV。”除了ASML和蔡司(阿斯麦持有蔡司25%的股份)之外，德国的通快激光是EUV机器所用激光器的全球领导者。通快激光的激光器产生的等离子体(用于产生EUV光)温度为22万摄氏度，几乎是太阳表面温度的40倍。这种先进技术使EUV能够帮助苹果等公司在其MacBook笔记本电脑的中央处理器上安装多达160亿个晶体管，而20世纪70年代的电子设备中只有1000个晶体管。欧洲在生产先进芯片制造中使用的高度定制、复杂的材料和化学品方面也具有很大的优势。这些产品主要来自默克、巴斯夫和索尔维等少数几家欧洲公司，以及JSR和信越化学等日本公司。它还拥有世界上最重要的一个研究中心IMEC，其位于布鲁塞尔郊外的纳米技术研究中心，被最先进的芯片制造商用来制造原型。其他世界知名的研究中心包括德国的弗劳恩霍夫研究所和法国的CEA-Leti。但挑战依然存在。其他国家在建立自己芯片制造能力方面的投资远远超过欧洲国家，而且围绕新工厂的生态系统已经开始形成。欧洲新增半导体实体和产能方面已经落后了在欧洲，关键化学品和材料供应商的投资速度一直低于美国和中国台湾的供应商。一些业内人士认为，这是因为《欧洲芯片法案》没有充分覆盖芯片制造以外的投资，或者是因为欧洲的环境法规使扩大化学工厂变得更加困难。当然，欧洲的天然气危机也推高了本已很高的能源价格，迫使欧盟能源密集型化学工业关闭或暂停某些产品的生产。业内高管表示，如果没有强有力的激励措施，目前在欧洲扩张并没有吸引力。索尔维技术解决方案总裁Rodrigo Elizondo告诉英国《金融时报》：“向新半导体工厂供应化学品需要对专用资产进行投资。因此，缺乏国家支持肯定会成为化学品供应商的一个障碍，在我们看来，缺乏强劲的区域化学品供应，肯定会危及欧洲半导体晶圆厂厂的运营。”巴斯夫和索尔维预计，除非在这些领域进行投资，否则未来几年，当新芯片产能增加时，化学品和材料将出现短缺。巴斯夫电子材料高级副总裁Lothar Laupichler示：“每个人都在谈论半导体制造业，但对生产这些微芯片所需的化学品却不够关注，感觉化学品就像水或电一样，你打开水龙头，它就会流出来，但这是一种误解。”默克公司执行董事会成员、电子部门首席执行官Kai Beckmann补充道：“我们需要与欧盟共同研究这个问题，因为我们谈论的是高度专业化的材料，欧洲的雄心可能无法很好地体现这些材料。”招聘员工
欧洲面临一个更基本的问题：找到足够的技术工人。欧洲劳工局对欧盟最严重的劳动力短缺进行的一项调查发现，工程师和技术人员（芯片产业的支柱）在十个国家中位居人才短缺的前四位。德国英飞凌、英国Edwards Vacuum（ASML的关键组件和子系统供应商），以及奥地利奥特斯（高端半导体基板的主要供应商之一）等公司都警告称，外国人才将对欧洲半导体行业的进一步发展和可持续性至关重要。奥特斯首席执行官Andreas Gerstenmayer表示，该公司正在努力为其在奥地利的新研发中心寻找所需的800名技术工人。“我们必须在全球范围内招聘人才，因为这里还没有(芯片基板的)经验和技术。”英飞凌的人力资源主管Martin Stöckl表示，整个供应链都在寻求同样的人才，这会使情况变得更糟。他表示：“欧洲的人才短缺问题很严重，如果你快速计算一下，我们(英飞凌)将建造一个新的晶圆厂，意法半导体和英特尔也在扩张。未来几年，我们(公司)至少还需要数千名工程师和技术人员。”然而，业内高管表示，这场战斗还远未结束。2021-2022欧洲主要的半导体投资项目尽管面临种种挑战，但业内高管对欧洲在这一关键行业的前景持乐观态度。拥有ASML、蔡司和通快激光等公司是一个不错的起步点。英特尔的一名高管表示:“过去几年，欧洲在半导体制造设备方面确实保存了真正的实力。这确实给了它一个重新进入市场的机会，否则它就不会有这样的机会。如果没有这些滩头阵地，欧洲要想回到以前就会非常困难。”

图源｜网络

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