眾所周知,臺(tái)積電之所以在半導(dǎo)體(芯片)代工市場(chǎng)獲得全球幾乎一半的份額,極大的因素就是在半導(dǎo)體制造中的制程方面技術(shù)優(yōu)秀,目前在7nm、5nm方面已經(jīng)領(lǐng)先全球,3nm制程的研發(fā)和量產(chǎn)也日益臨近。三星電子是緊隨其后的另一家巨頭,此外,其他半導(dǎo)體企業(yè)在這方面就略遜一籌了。包括近日表示要重返半導(dǎo)體代工市場(chǎng)的英特爾也是吃了制程的虧,一直“跳票”自己的先進(jìn)制程出品時(shí)間,讓AMD等企業(yè)搶到了不少的份額,甚至蘋(píng)果公司的最新研發(fā)的電腦芯片M1也已經(jīng)量產(chǎn),還是臺(tái)積電為其代工。當(dāng)大合作伙伴都不再使用英特爾公司的芯片時(shí),對(duì)其壓力是可想而知的。

可以說(shuō),先進(jìn)制程對(duì)于半導(dǎo)體制造來(lái)說(shuō)是異常重要的。制程實(shí)際上就是半導(dǎo)體工藝,5nm、7nm、10nm等等都代表了什么?一般的用戶或許根本不關(guān)注。不過(guò),對(duì)于制程我們還是經(jīng)常會(huì)聽(tīng)說(shuō)的。其實(shí),簡(jiǎn)單地說(shuō),制程就是我們能夠把一個(gè)單位的電晶體刻在多大尺寸的一塊芯片上。先進(jìn)制程生產(chǎn)出來(lái)的芯片主要應(yīng)用在移動(dòng)終端產(chǎn)品上,比如手機(jī)。因?yàn)槭謾C(jī)處理器不同于一般的電腦處理器,手機(jī)中能夠給芯片留下的尺寸是相當(dāng)有限的。尺寸越小,相同大小的處理器中擁有的計(jì)算單元也就越多,性能也就越強(qiáng)。這也是為何廠商會(huì)頻繁強(qiáng)調(diào)處理器制程的原因。

還有一個(gè)非常重要的技術(shù)支持是,隨著頻率的提升,處理器所產(chǎn)生的熱量也會(huì)提高,先進(jìn)的蝕刻技術(shù)就是可以減小晶體管間電阻,讓CPU所需的電壓降低,從而使功率大幅度減小。先進(jìn)制程帶來(lái)的好處就是不僅性能大幅度提高,功耗和發(fā)熱量還會(huì)不斷降低。在先進(jìn)制程的布局方面,需要使用到另一個(gè)設(shè)備,那就是新的蝕刻工藝—極紫外光刻(EUV),用更小更鋒利的“刻刀”來(lái)切割出更小的電晶體結(jié)構(gòu)。這也是為何臺(tái)積電和三星電子都在搶購(gòu)最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)的原因所在,而我們的企業(yè)在這方面存在的差距就更大了。

如今,臺(tái)積電的制程領(lǐng)先其他企業(yè),技術(shù)的能力也是最強(qiáng)的。包括三星電子、英特爾都和其有一定的差距。或許是因?yàn)檫@個(gè)原因,日本官方將出資420億日元,聯(lián)合日本三大半導(dǎo)體廠商——佳能、東京電子以及Screen Semiconductor Solutions共同開(kāi)發(fā)2nm先進(jìn)制程工藝。同時(shí),還將與臺(tái)積電建立合作關(guān)系,尋求收復(fù)在全球半導(dǎo)體競(jìng)賽中的失地。而在這個(gè)市場(chǎng),臺(tái)積電和三星電子都有布局。

曾幾何時(shí),日本也是半導(dǎo)體大國(guó),不過(guò),近年來(lái)的技術(shù)下滑,已經(jīng)被擠出了市場(chǎng)前列。這一次,日本聯(lián)合制造光刻機(jī)的佳能、半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商?hào)|京電子以及半導(dǎo)體設(shè)備商Screen Semiconductor Solutions,共同研發(fā)2nm先進(jìn)制程工藝。也是希望在先進(jìn)的制程工藝方面,能夠有所突破。而且,早在2020年5月,日本政府邀請(qǐng)國(guó)外芯片制造商赴日建設(shè)晶圓工廠的消息就屢屢傳出。不過(guò),后來(lái)臺(tái)積電選擇去美國(guó)建廠。

有消息稱,臺(tái)積電的先進(jìn)封測(cè)廠將設(shè)在東京,日本茨城縣筑波市也將新設(shè)臺(tái)積電的技術(shù)研發(fā)中心,研發(fā)內(nèi)容主要涉及晶圓制程研發(fā)及3D封裝。在半導(dǎo)體制造市場(chǎng),其實(shí)日本也有自己的優(yōu)勢(shì),其中,日本很多廠商在EUV光刻工序方面,都有參與。比如,全球僅有日本廠商能夠提供EUV光刻膠。東京應(yīng)化、合成橡膠(JSR)、住友化學(xué)、信越化學(xué)和富士膠片這五家日本廠商,可以生產(chǎn)出EUV光刻工序中不可缺少的EUV光刻膠,日本企業(yè)在EUV光刻膠領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率為100%。

同時(shí),東京電子生產(chǎn)的EUV涂覆顯影設(shè)備能夠?qū)⑻厥獾幕瘜W(xué)液體涂在硅片上,作為半導(dǎo)體材料進(jìn)行顯影。在這個(gè)領(lǐng)域,日本企業(yè)也是獨(dú)一無(wú)二的。除了在技術(shù)上積累之外,日本的半導(dǎo)體企業(yè)也看到中國(guó)的龐大市場(chǎng)需求,也在積極布局中國(guó)市場(chǎng)。其中,Ferrotec實(shí)施了中國(guó)晶圓子公司等增資和股權(quán)出售。積極融資之后,在尖端半導(dǎo)體采用的直徑12英寸晶圓產(chǎn)品的量產(chǎn)方面進(jìn)行投資。Ferrotec自2020年度起在浙江省杭州市啟動(dòng)量產(chǎn),計(jì)劃到2022年將產(chǎn)能增至每月10萬(wàn)片,擴(kuò)大晶圓業(yè)務(wù)的投資額預(yù)計(jì)至少達(dá)到1500億日元。對(duì)于我們的企業(yè)來(lái)說(shuō),在芯片制造方面,也應(yīng)該好好地深耕市場(chǎng),把技術(shù)研發(fā)投入到量產(chǎn)中,盡快彌補(bǔ)差距才是王道。