臺(tái)積電作為全球最大的半導(dǎo)體代工廠，制程工藝上遙遙領(lǐng)先 ！

美國(guó)和日本關(guān)系確實(shí)鐵，不僅在軍事和外交上鐵，在科技領(lǐng)域上也是一樣。譬如，在5G射頻芯片領(lǐng)域，美日就是行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)頭羊，主導(dǎo)先進(jìn)技術(shù)，并通過(guò)技術(shù)壟斷讓華為至今都裝不上5G射頻芯片，吃相固然難看，但也足見(jiàn)美日在技術(shù)上的先進(jìn)性。最近，這倆哥們又開(kāi)始了，據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)道，日本和美國(guó)正計(jì)劃更緊密地合作建立芯片供應(yīng)鏈，以減少對(duì)中國(guó)臺(tái)灣廠商和其他生產(chǎn)商的依賴，并將深化在建立 2nm 等尖端半導(dǎo)體供應(yīng)鏈方面的合作。日本方面更是重視，經(jīng)濟(jì)大臣萩生田光計(jì)劃訪問(wèn)美國(guó)，商量芯片合作事宜，看得出誠(chéng)意十足，美國(guó)方面也不會(huì)怠慢，畢竟半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)，雙方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，又能主導(dǎo)這個(gè)行業(yè)一段時(shí)間。

據(jù)說(shuō)，雙方這次將攜手在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈上深化合作，合力攻破2nm技術(shù)壁壘，并且商量半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在突破2nm未來(lái)的前進(jìn)方向，儼然一副半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭人的姿態(tài)，美日雙方真的有這個(gè)實(shí)力嗎?美日兩國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)力確實(shí)不俗，從 VLSI 公布的 2020 年前十五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商的排名榜單來(lái)看，美國(guó)廠商有 4 家，日本廠商有 7 家，但這只是半導(dǎo)體設(shè)備廠商的排名，在實(shí)際代工和工藝水平上來(lái)看，美日只怕還是得看臺(tái)積電的臉色。

臺(tái)積電作為全球最大的半導(dǎo)體代工廠，制程工藝也稱得上遙遙領(lǐng)先，據(jù)悉，臺(tái)積電2nm工藝最晚將于2025年正是量產(chǎn)，這是半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域的又一次飛躍式進(jìn)步。比較起來(lái)，日美雙方還剛剛開(kāi)始準(zhǔn)備合作，臺(tái)積電這邊已經(jīng)開(kāi)始實(shí)操了，差距還是非常明顯的。日美這次選擇不帶上臺(tái)積電，對(duì)于整次合作的前瞻性和規(guī)模，都是非常大的損失。可以看出，日美對(duì)于臺(tái)積電是非常忌憚的，畢竟一家企業(yè)手握斷層科技，很難不對(duì)其它企業(yè)造成壓制，美國(guó)方面也是擔(dān)心自己對(duì)臺(tái)積電產(chǎn)品過(guò)于依賴，才會(huì)選擇換條賽道重新開(kāi)始。這樣的狀況也不禁讓人唏噓，原來(lái)一向無(wú)法無(wú)天的美國(guó)，也會(huì)有一天被別人掣肘。這也讓我們深刻認(rèn)識(shí)到，唯有科技才是核心競(jìng)爭(zhēng)力!

據(jù)日經(jīng)報(bào)道，在中美之間日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，日本和美國(guó)將深化在建立尖端半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈方面的合作。

日經(jīng)獲悉，美日兩國(guó)政府已深化合作就生產(chǎn)超過(guò) 2 納米的芯片達(dá)成一致。他們還在研究一個(gè)框架，以防止技術(shù)泄漏到中國(guó)等其他國(guó)家。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣萩田晃一將于周一訪問(wèn)美國(guó)，會(huì)見(jiàn)商務(wù)部長(zhǎng)吉娜·雷蒙多。預(yù)計(jì)他們將在訪問(wèn)期間宣布芯片合作。

兩國(guó)都擔(dān)心自己對(duì)中國(guó)臺(tái)灣和其他供應(yīng)商的依賴，并尋求來(lái)源多樣化。臺(tái)積電是 2 納米技術(shù)的領(lǐng)先開(kāi)發(fā)者。

日本政府已邀請(qǐng)臺(tái)積電在西南九州島建廠，以增加國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)量。然而，這家工廠只會(huì)生產(chǎn)不太先進(jìn)的10到20納米芯片。此次美日新合作，聚焦前沿發(fā)展，定位為繼臺(tái)積電邀請(qǐng)后的下一步。

在日本，東京電子和佳能等芯片制造設(shè)備供應(yīng)商正在國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)先進(jìn)生產(chǎn)線的制造技術(shù)。日本和美國(guó)希望在 2 納米芯片生產(chǎn)方面趕上中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)公司，并最終在更先進(jìn)的半導(dǎo)體領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)。

英特爾在小型化電路線寬方面落后于臺(tái)積電和其他公司，這決定了半導(dǎo)體的性能。日本的芯片制造商較少，但在用于芯片生產(chǎn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和材料方面實(shí)力雄厚。

日本加強(qiáng)與美國(guó)芯片合作的舉措是出于對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)和該行業(yè)生產(chǎn)減弱的擔(dān)憂。

1990 年，日本擁有約 5 萬(wàn)億日元(按當(dāng)前匯率計(jì)算為 380 億美元)的全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的 50% 左右。但該市場(chǎng)份額已縮水至約 10%，盡管行業(yè)規(guī)模已膨脹至約 50 萬(wàn)億日元。

我國(guó)臺(tái)灣媒體報(bào)道指出，當(dāng)前臺(tái)積電在其2nm芯片制造技藝研發(fā)上迎來(lái)重大突破——已成功找到切入環(huán)繞式柵極技術(shù)(gate-all-around，簡(jiǎn)稱 GAA)技術(shù)的路徑。此外，臺(tái)積電還被曝出已向美國(guó)提交相關(guān)的申請(qǐng)資料，打算進(jìn)一步爭(zhēng)取對(duì)華為供貨的“寬限期”。

綜合多方媒體的報(bào)道，可以猜測(cè)臺(tái)積電此次向美國(guó)“求情”供貨華為，或是擔(dān)憂來(lái)自三星的趕超。據(jù)悉，為了進(jìn)一步在芯片代工領(lǐng)域?qū)ε_(tái)積電發(fā)起攻勢(shì)，三星決定在其3nm的芯片制程上率先導(dǎo)入GAA技術(shù)，并宣稱要到 2030 年超過(guò)臺(tái)積電，坐上全球邏輯芯片第一代工巨頭的寶座。

按照臺(tái)積電的計(jì)劃，其2nm制程芯片將在2023年-2024年間推出。以此計(jì)算，若三星率先在其3nm制程中用上臺(tái)積電2nm制程的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)計(jì)未來(lái)臺(tái)積電2nm芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也將進(jìn)一步減弱。截至目前，華為是臺(tái)積電最大的芯片客戶。因此，與華為維持合作在此時(shí)對(duì)臺(tái)積電來(lái)說(shuō)就顯得至關(guān)重要。

今年5月中旬，美國(guó)升級(jí)了相關(guān)的限制舉措——要求任何企業(yè)對(duì)華為出口含美國(guó)技術(shù)的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品，要經(jīng)過(guò)美國(guó)的批準(zhǔn)。在美國(guó)的干預(yù)下，日經(jīng)中文網(wǎng)曾報(bào)道稱，臺(tái)積電將停止接受華為新訂單，隨后遭到該集團(tuán)的否認(rèn)。不過(guò)，海外機(jī)構(gòu)卻對(duì)發(fā)出警告，若臺(tái)積電失去華為這個(gè)大客戶的訂單，其年?duì)I收預(yù)計(jì)最高將減少20%。

5月18日當(dāng)天，華為官方也對(duì)美國(guó)的舉動(dòng)回應(yīng)道，華為目前正在對(duì)此進(jìn)行全面評(píng)估，預(yù)計(jì)自身業(yè)務(wù)將不可避免地受到影響，但是會(huì)盡最大努力尋找解決方案。事實(shí)上，早從去年5月美國(guó)啟動(dòng)其限制措施以來(lái)，華為就開(kāi)始將供應(yīng)B計(jì)劃提升日程。其中，聯(lián)發(fā)科、中芯國(guó)際、紫光展銳等國(guó)內(nèi)企業(yè)就被其寄予厚望。

據(jù)媒體最新統(tǒng)計(jì)，今年以來(lái)，華為旗下已有7款智能手機(jī)中使用了來(lái)自聯(lián)發(fā)科的曦力4G芯片和5G天璣芯片。此外，市場(chǎng)還有傳聞稱華為曾找到三星，要求其加大半導(dǎo)體相關(guān)零部件的供應(yīng)量。數(shù)據(jù)顯示，華為每年從韓國(guó)供應(yīng)商發(fā)出的存儲(chǔ)類(lèi)芯片采購(gòu)訂單就高達(dá)10萬(wàn)億韓元(約合81億美元)。

2019年，日韓鬧了矛盾，雙方都很剛，但日本斷供了韓國(guó)幾款半導(dǎo)體材料后，沒(méi)多久韓國(guó)三星掌門(mén)人李在镕就飛往日本懇請(qǐng)松口了，后來(lái)他更是跑到比利時(shí)、中國(guó)臺(tái)灣，試圖繞道購(gòu)買(mǎi)或者收點(diǎn)存貨過(guò)日。

按理說(shuō)，韓國(guó)也是半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó)，三星在設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域更是主要玩家，但面對(duì)區(qū)區(qū)幾億美金的材料，卻被鬧得狼狽不堪。

材料真的有這么難嗎?講真，半導(dǎo)體原始材料是非常豐富的，比如硅片用的就是滿地球的沙子。但要實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的‘材料自由’，卻并不容易，必須打通任督二脈：‘純度’、‘配方’。

純度是一個(gè)無(wú)止境之路。我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)的光伏硅片，一般純度是6-8個(gè)9，即99.999999%，但半導(dǎo)體的硅片純度卻是11個(gè)9，而且還在不斷提高。小數(shù)點(diǎn)后多3到5位，就意味著雜質(zhì)含量相差了1000到10萬(wàn)倍。

這個(gè)差距有多大呢?假設(shè)，光伏硅片里包含的雜質(zhì)，相當(dāng)于一桶沙子灑在了操場(chǎng)上;那么半導(dǎo)體硅片的要求則是在兩個(gè)足球場(chǎng)大的面積里，只能容下一粒沙子。

那么，為什么必須將雜質(zhì)含量降到這么低呢?因?yàn)殡娮拥拇笮≈挥?/10納米，哪怕僅有幾個(gè)原子大小的雜質(zhì)出現(xiàn)在硅片上，也會(huì)徹底堵塞一條電路通道，導(dǎo)致芯片局部失靈。如果雜質(zhì)含量更高的話，甚至?xí)凸柙踊煸谝黄穑苯痈淖児杵脑优帕薪Y(jié)構(gòu)，讓硅片的導(dǎo)電效率完全改變。