各方發(fā)聲：完整的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈不是有錢就能堆出來的

來源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

從中國到美國再到歐洲，半導(dǎo)體制造商都在享受大量補(bǔ)貼，但這帶來了什么影響呢？

問題是這些努力只觸及半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的可見端。在芯片生產(chǎn)的背后，是一個供應(yīng)設(shè)備和其他項目的網(wǎng)絡(luò)，其中包括數(shù)百種原材料、化學(xué)品、易損件、氣體和金屬，沒有它們，令人難以置信的精確芯片制造過程就無法運(yùn)轉(zhuǎn)。中國也投資了億元人民幣，以在其境內(nèi)復(fù)制芯片供應(yīng)鏈。

“如果你想在美國重建一個完整的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，你不會發(fā)現(xiàn)這是一項可能的任務(wù)，”他在去年的一個行業(yè)論壇上表示。“即使你花費(fèi)了數(shù)千億美元，你仍然會發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈?zhǔn)遣煌暾?，你會發(fā)現(xiàn)它的成本非常高，比你目前的成本要高得多?！?/span>上游瓶頸盡管它們聽起來微不足道，但這些閥門、管道、管道、泵和容器是復(fù)雜性的案例研究，正在讓高管們非常困擾。“我不是在開玩笑！我們?nèi)匀皇盏揭荒甓嗲坝嗁彽拈y門和管子，”一位臺積電供應(yīng)商的高管說到。“打開盒子的時候，我們常常會很震驚。訂單上是100件，打開盒子里面可能只有10件?！?p>

由于只有少數(shù)專業(yè)供應(yīng)商能夠滿足防污染標(biāo)準(zhǔn)并處理具有潛在軍事用途的制造項目的繁文縟節(jié)，因此提高產(chǎn)能并非易事，尤其是在原材料供應(yīng)有限的情況下。這些物品由稱為含氟聚合物的特殊塑料制成，對于處理在所有芯片制造設(shè)施和芯片制造機(jī)器中流動的腐蝕性化學(xué)品和超純水來說是必不可少的，這些標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。例如，用于構(gòu)建最新 iPhone 和 MacBook 處理器的最先進(jìn)芯片現(xiàn)在處于 5 納米級別。納米尺寸是指芯片上晶體管之間的線寬。一納米大約是一張紙或人類頭發(fā)厚度的 1/100000。納米尺寸越小，芯片就越尖端和強(qiáng)大，因此開發(fā)和生產(chǎn)也更具挑戰(zhàn)性。反過來，芯片制造商需要在芯片上放置數(shù)十億個晶體管。對缺陷或微污染的容忍度極低。“一個新冠病毒的大小約為 100 納米，”德國默克電子公司集成供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型高級副總裁Kevin Gorman告訴日經(jīng)新聞?！?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; font-family: 微軟雅黑;">這樣你就知道芯片制造工作的精細(xì)程度以及為什么所有材料都至關(guān)重要。”

今年早些時候頒布《歐洲芯片法》時，歐盟委員會主席烏爾蘇拉·馮德萊恩承認(rèn)，“沒有一個國家——甚至沒有一個大陸——可以完全自給自足?！?/span>“歐洲將始終致力于保持全球市場的開放并保持它們之間的聯(lián)系。這符合世界的利益；這也符合我們自己的利益，”她說?！皻W洲將與志同道合的合作伙伴建立芯片合作伙伴關(guān)系，例如美國或日本。這關(guān)乎平衡的相互依存關(guān)系，關(guān)乎可靠性?！?/span>美國財政部長Janet Yellen提出了“friendshoring”作為一種妥協(xié)的概念?！拔覀儾荒茉试S各國利用其在關(guān)鍵原材料、技術(shù)或產(chǎn)品方面的市場地位來擾亂我們的經(jīng)濟(jì)或行使不必要的地緣政治影響力，”她在 4 月表示?！白屛覀冊趯γ绹と烁欣臈l件下，建立和深化經(jīng)濟(jì)一體化及其帶來的效率。讓我們與我們知道我們可以依靠的國家合作?！?/span>

俄羅斯失去西方的青睞表明聯(lián)盟會隨著時間的推移而發(fā)生變化，甚至在表面上致力于自由貿(mào)易的國家之間也會出現(xiàn)爭吵。在 2019 年東京-首爾貿(mào)易戰(zhàn)期間，日本限制了光刻膠（一種由日本供應(yīng)商主導(dǎo)的關(guān)鍵芯片制造化學(xué)品）向韓國的出口。BCG 的一項評估表明，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的設(shè)計工具、制造、包裝、材料和設(shè)備至少存在 50 個瓶頸。研究發(fā)現(xiàn)，美國在芯片設(shè)計工具和至少23種基本設(shè)備方面占主導(dǎo)地位。日本在包括晶圓和光刻膠在內(nèi)的關(guān)鍵材料的生產(chǎn)和關(guān)鍵配方方面處于領(lǐng)先地位。歐洲是工業(yè)氣體的領(lǐng)導(dǎo)者。荷蘭 ASML 獨(dú)家制造的極紫外 (EUV) 光刻機(jī)提供了一個很好的例子，說明在芯片供應(yīng)鏈中切換組件是多么困難。有時根本無法找到替代品。EUV機(jī)器在7納米及以下尖端芯片的生產(chǎn)中是必不可少的，有助于將復(fù)雜的集成電路圖案投射到微尺度上。生產(chǎn)延遲阻礙了增加新產(chǎn)能的能力，延長了當(dāng)前的芯片緊縮期，并阻礙了更多尖端芯片的引入。知情人士告訴日經(jīng)新聞，由于包括光學(xué)鏡和鏡頭在內(nèi)的重要部件受到限制，ASML 已將幾款產(chǎn)品的等待時間延長至兩年。公司發(fā)言人承認(rèn)存在一些延誤，并表示該行業(yè)的限制“非常多樣化，而且涉及多層次的供應(yīng)商”。在機(jī)器的真空室內(nèi)制造 EUV 光極具挑戰(zhàn)性，德國通快公司提供強(qiáng)大的激光源，另一家德國合作伙伴光學(xué)專家蔡司集團(tuán)提供反射和引導(dǎo)光線的鏡子系統(tǒng)。由于即使是最小的不規(guī)則也會導(dǎo)致像差，蔡司吹噓其產(chǎn)品是世界上“最精確”的鏡子?！叭绻渲幸粋€ EUV 反射鏡將激光束重定向并瞄準(zhǔn)月球，它將能夠擊中月球表面的乒乓球，”首席執(zhí)行官 Andreas Pecher 說到。蔡司和 ASML 已經(jīng)合作了近 30 年。幾位高管告訴日經(jīng)新聞，即使 ASML 想要加強(qiáng)自己的供應(yīng)鏈彈性并尋找其他光學(xué)合作伙伴，也需要至少 5 到 10 年的共同開發(fā)工作才能獲得初步成果。“實(shí)際上，在未來的許多年里，它幾乎是不可替代的，”日本鏡頭制造商的一位高管也這么說到。幾乎沒有一個芯片制造過程不需要深度專業(yè)化，也沒有一個供應(yīng)鏈可以簡單快速地復(fù)制。芯片工廠使用的化學(xué)品和溶劑需要達(dá)到所謂的萬億分之一 (PPT) 級別——一個粒子到 1 萬億滴。在尖端芯片生產(chǎn)方面，氣體需要達(dá)到高達(dá) 99.9999% 的純度——即所謂的 6N。芯片材料分銷商華利工業(yè)的一位高管說到，對于硅晶圓，制造芯片的基本基板材料都需要純度為 9N，即 99.9999999%。
“如果你想要一個有彈性的芯片供應(yīng)鏈，你不僅需要芯片廠，還需要一整套來自關(guān)鍵化學(xué)品和精密零部件的供應(yīng)商，”日本大金的一位高管表示?！敖ㄔ彀雽?dǎo)體工廠需要數(shù)年時間，但考慮到廣泛的環(huán)境評估和處理化學(xué)品的法規(guī)，建造化工廠將需要更長的時間?！?/span> 漫長的外包之路中國的努力表明，構(gòu)建芯片供應(yīng)鏈的實(shí)際困難不是投入數(shù)十億美元就能克服的。早在 2014 年，北京就以 1387 億元人民幣207 億美元啟動了中國集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金一期。2019年又新增2040億元。第一筆國家種子基金帶動民營和地方政府投資超過5000億元；二期基金有望再投入1萬億元。IC Insights 的數(shù)據(jù)顯示，中國確實(shí)增加了本土芯片產(chǎn)量——到 2021 年，其國內(nèi)需求的比例從十年前的 12.7% 增加到 16.7%。讓許多國家創(chuàng)建新的陸上芯片供應(yīng)鏈的數(shù)學(xué)含義是，產(chǎn)能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整個世界的實(shí)際需求。該行業(yè)表示，這些通常是非經(jīng)濟(jì)投資計劃，在許多情況下，只有在獲得大量補(bǔ)貼的情況下才會建造工廠。隨著消費(fèi)者在電子產(chǎn)品上的支出明顯放緩以及經(jīng)濟(jì)衰退的傳言不斷，至少在短期內(nèi)，實(shí)際芯片需求的前景突然變得不確定。默克電子的戈爾曼承認(rèn)當(dāng)?shù)毓S能否達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模的問題，但表示如果其主要客戶能夠共同承擔(dān)風(fēng)險，本地化仍然是有意義的。“保持供應(yīng)線短對我們的環(huán)境也更好，”他告訴日經(jīng)新聞?！拔覀兊目蛻魧⒏矚g本地供應(yīng)，而不是必須跨越國際邊界的供應(yīng)?！?/span>巴斯夫的 Liebermann 告訴日經(jīng)新聞，建立在岸芯片供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€“非常大規(guī)模和長期的旅程”?！斑@將花費(fèi)大量時間和大量成本，只有在這些新工廠的利用率滿足需求并且需求足夠高的情況下，成本才合理?！?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; font-family: 微軟雅黑;">大多數(shù)行業(yè)高管認(rèn)為，無論當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境如何，隨著日常用品變得更加互聯(lián)和復(fù)雜，以及汽車走向電動化并最終實(shí)現(xiàn)自動駕駛，芯片需求的長期增長將被鎖定。2021 年收入接近 6000 億美元的半導(dǎo)體行業(yè)被廣泛預(yù)測到 2030 年將達(dá)到 1 萬億美元。Entegris 首席執(zhí)行官 Bertrand Loy 告訴日經(jīng)新聞：“如果我們真的相信該行業(yè)將達(dá)到 1 萬億美元......我們應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的制造業(yè)區(qū)域化并擁有適當(dāng)?shù)母軛U作用?！薄?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; color: rgb(51, 51, 51); font-size: 12pt; font-family: 微軟雅黑;">但我們不可能在所有地方都有制造業(yè)并獲得適當(dāng)?shù)母軛U作用。我們正在一些國家、一些產(chǎn)品進(jìn)行投資，但不是在所有國家為所有產(chǎn)品進(jìn)行投資，因為我們無法承擔(dān)這樣做。”ASML 的發(fā)言人說，區(qū)域投資“如果與全球生態(tài)系統(tǒng)相連，就可以共存”。“區(qū)隔化會導(dǎo)致次優(yōu)化，從而導(dǎo)致依賴這種創(chuàng)新的消費(fèi)者、公司和政府的成本更高、創(chuàng)新速度更慢?！?img class="rich_pages wxw-img" height="693" width="634" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/202208/69805275c36aaec2f2b613a39bd87141.png" alt="圖片" /> “不再是自由貿(mào)易的時代”臺灣地區(qū)芯片制造化學(xué)品供應(yīng)商三富化學(xué)的總裁 Simon HH Wu 認(rèn)為，地緣政治沖突和貿(mào)易壁壘正在壓倒全球化，而芯片行業(yè)正是建立在全球化之上。他告訴日經(jīng)新聞，"這不再是一個自由貿(mào)易的時代，"他警告說，政策制定者和行業(yè)不應(yīng)該對未來的困難抱有幻想。“任何控制某些自然資源或關(guān)鍵技術(shù)的國家都希望保護(hù)和利用這些資源以獲得經(jīng)濟(jì)和政治利益，”吳說。“公司可以做的是尋找盟友和合作伙伴，以減輕潛在的干擾。“總有一些東西你需要從另一個地方、國家甚至大陸進(jìn)口和運(yùn)輸。如果你沒有磷酸鹽巖，你如何生產(chǎn)芯片制造磷酸？如果你沒有螢石，你如何生產(chǎn)含氟聚合物？在歸根結(jié)底，你不能把所有的地雷和自然資源搬走?！?/span>BCG 半導(dǎo)體和材料主管 JT Hsu 表示，芯片緊縮表明現(xiàn)在是時候建立一些“冗余”產(chǎn)能，為行業(yè)提供緩沖以吸收沖擊?！暗牵彼f，“就芯片從頭到尾的一切制造而言，任何國家或地區(qū)都能夠達(dá)到 100% 自力更生的地步幾乎是不可能和不現(xiàn)實(shí)的?，F(xiàn)在這是不可能的，在未來也不太可能。”

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