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三星超前台积电量产三奈米晶片背后地缘政治

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发表于 2022-7-29 11:15:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

三星超前台积电量产三奈米晶片:半导体大战背后的地缘政治

吕嘉鸿
BBC中文记者

韩国半导体大厂三星电子(Samsung Electronics)6月30日宣布2022年下半年起率先开始量产3纳米(台湾译奈米)的半导体晶片(chip,又称芯片)。面对挑战,全球晶片代工龙头台积电(TSMC)数天后在年度技术论坛上宣布其3奈米制程(泛指产品生产加工的过程)将如期于下半年进入量产。

台积电是苹果手机及iPad等产品处理器的独家供应商,多年前从三星手上拿走苹果晶片代工订单。有评论称,三星若要“弯道超车”,亦即超越台积电现有的5奈米晶片制程,拿回苹果等大客户订单,此次生产3奈米晶片是极为重要的一步。

新一波半导体大战再起。

根据半导体研究机构集邦谘询(Trendforce)今年4月发布的统计,2022年第1季度台积电在全球市场市的占有率以53.6%位居第一,三星电子以16.3%位居第二。三星晶片的良品率(一般指合格产品数量在总产品数量中所占的比率,又称良率)一直被业界认为是其主要痛处。根据台湾《经济日报》报导,业界估计三星晶圆代工3奈米良品率可能低于60%,意味着需要与客户协商量产问题,在考虑涨价转嫁生产成本的情况下,才能量产。

面对三星宣布下半年量产3纳米的“超车”举动,科技界关注台积电能否持续占据市场优势。这也包含台积电宣称2025年将生产的2奈米晶片的进度如何。而就三星而言,面对总体晶圆代工良率长期落后于台积电的困境,此次率先以新的环绕式栅极(GAA)制程生产高端3奈米晶片,未来成效如何都是产业界焦点。

除了技术及市场竞争之外,被称为本世纪石油的半导体晶片从材料研发、晶片设计,到代工及下游的销售,整个生产链都充满国际地缘政治凿痕。

新加坡国立大学李光耀管理学院资深研究员艾力克斯·卡普里 (Alex Capri )向BBC分析,从地缘政治的角度来看,三星与台积电的竞争可以从他们选择向谁出售先进晶片看出端倪,尤其是在中国市场方面的考虑。

中国一直是这两个全球最大晶片厂的最大客户,两公司在中国多年来的竞争一直是全球半导体的焦点。卡普里表示,对于与中国抗衡的G7集团来说,他们肯定会确保能安全可靠地获得高端晶片,并“同时努力阻止北京追赶,并最终能够自产自足地制造高端晶片”。

“良率”定成败?

三星这几年开始倾注所有资源挹注在3奈米晶片技术以试图超越台积电

三星这几年开始倾注所有资源挹注在3奈米晶片技术以试图超越台积电

三星这几年开始倾注所有资源挹注在3奈米晶片技术以试图超越台积电。
图像来源,GETTY

根据韩联社报导,新一代3奈米晶片是基于尖端半导体制造技术——环绕式栅极(Gate-All-Around,GAA)技术。三星称,与现有台积电生产5奈米晶片的鳍式场效电晶体(FinFET)制程相比,环绕式栅极技术允许晶片的尺寸缩小35%、能耗降低50%,而性能能够提高30%。

但是许多科技专家都认为,尖端晶片生产的良率才是决胜之处,而GAA技术是“先做出成品”后才能确定成功或失败,风险较大。

半导体产业研究者、台湾南台科技大学助理教授朱岳中便向BBC中文强调,良率是关键。朱博士说,以2015年苹果手机iphone 6S型号发生的争议来看,便能明白。据报导,当时该款手机同时使用三星的14奈米及台积电的16奈米手机晶片,结果有科技部落客(即博客博主)质疑,后者在该款苹果手机上的电池续航力更强,引发苹果澄清。

朱岳中指出:“良率就等于厂商的成本,也是产品的效能,即能不能销售出去的重点。在晶片场上拼搏,谁的制程比较快没有多大意义。”

无论如何,三星这几年开始倾注所有资源挹注在GAA3奈米晶片技术,以试图超越台积电。

譬如,2021年,三星集团“太子”、现任副会长李在镕因涉嫌贿赂韩国前总统朴槿惠入狱,数月后获假释,便开始整顿三星。他将旗下许多主管撤换,并开启廉能调查,追究为何投放大笔资源在半导体晶片的代工及研发。但三星自家晶片的生产良率仍然不佳,落后于台积电。

另外,今年6月,李在镕飞抵荷兰,与全球最大晶片光刻机(又称曝光机)供应商艾司摩尔(ASML)高层会面,称三星已确保能取得“额外”的极紫外光(EUV)设备,并保证光刻机能在韩国组装。艾司摩尔是全球唯一高阶晶片制程设备制造商,他们生产的光刻机可以确保高阶晶片生产,因此成为半导体大厂争夺之地。

以上这些行动都显示三星试图与台积电拼搏的决心。

台美晶片之争背后的地缘政治

台积电成为全球市值最高的半导体制造商

台积电成为全球市值最高的半导体制造商

台积电成为全球市值最高的半导体制造商(Credit: Getty Images)
图像来源,GETTY IMAGES

如同石油在过去冷战期间成为美苏两阵营激烈争夺的资源。来到2022年,晶片用于高科技军武、电子产品以及汽车等领域,已经让它被认为取代石油,成为地缘政治的新热点。

自从美国前总统特朗普(Donald Trump,川普)发动美中贸易战之后,晶片成为美中贸易及科技战的主要场域。美国除了将中国最大晶片厂中芯国际列入黑名单,还拉拢台湾的台积电,邀请其到美国设厂,希望台积电的高阶晶片可以“就近生产”,以规避风险。

不过,之后美国英特尔公开要求华府扶植美国公司,停止与台积电合作。有分析认为,在大国政治下,台积电等台湾半导体大厂可能成为美国用过即丢的牺牲品。

2021年9月,美国商务部长吉娜·玛丽·雷蒙多(Gina Marie Raimondo)要求全球主要半导体制造商及客户提交数据,以“提高供应链透明度”,在全球科技业引发风波。韩国等国家认为美国此举是施压半导体对手,彼时首尔派出副总统层级官员,飞抵华府斡旋,表达不满。

在此之前不久,英特尔(Intel)执行长季辛格(Pat Gelsinger)抨击台积电,在台海局势紧张当下,台湾“不是稳定的地方”,他公开呼吁美国政府不应补助台积电赴美设厂。

今年5月,雷蒙多在世界经济论坛受访时再次剑指台湾称,“美国最精密的晶片有70%从台湾购买,而这些晶片主要用于军事设备.......标枪飞弹(javelin)发射系统大概要用到250颗晶片,你想要全部都跟台湾买吗?这并不安全。”

雷蒙多因此呼吁美国国会通过美国晶片制造法案,让美企在本土制造晶片,“巩固我们的未来”。

台湾内部有分析认为,台湾在半导体行业上不应“亲美”,认为美国将积极赞助本土的半导体大厂,并强力围堵台积电及台湾半导体在全球市场的竞争力。

芯片已经成为“现在的石油”

芯片已经成为“现在的石油”

芯片 图像来源,REUTERS

有些专家认为,芯片已经成为“现在的石油”,容易受地缘政治影响而触发全球危机

不过,由于英特尔的制程仍徘徊在10奈米,有分析称,美国大厂不可能放弃购买来自三星或台积电的高端晶片。目前苹果及高通还是台积电的大客户。

另外,2022年7月,美国在台协会(AIT)发出新闻稿称,台湾半导体大厂环球晶圆(GlobalWafers)将在德州晶圆厂开始动工,并称该厂落成后将是美国数一数二大规模的半导体大厂,可以为德州带来上千工作机会,活络该地经济。

据此,卡普里向BBC解释,台湾与美国或者韩国与美国在地缘政治上的盟友关系,让“晶片大战”陷入一种竞争性的盟友关系,他并不认为美国政府正在扼杀台湾或韩国的半导体发展。他又预计美国政府将同包括台湾和韩国在内的关键供应商,在电动汽车、物联网和电信、清洁技术等新兴领域上加强合作。

"这是由涉及经济和技术的反馈循环驱动的行动",卡普里告诉记者。他又解释,美国及其盟友将寻求继续与三星和台积电,以及其他有相同价值理念的半导体厂商,加入区域化的生态系统和供应链。“这些半导体的生态系统和供应链被安全地包围起来,就是所谓的‘全球在地化’(glocalization)”

台积电已经与日本政府投下钜资,在日本成立研发中心。之前亦有消息传出,台积电继美国之后亦有接受新加坡邀请,前往当地设厂的消息,引发关注。

中国角色

半导体成为世界经济的重中之中

半导体成为世界经济的重中之中

晶片 图像来源,GETTY IMAGES

但面对半导体成为世界经济的重中之中,以及由美国主导的结盟游戏,世界第二大经济体中国亦十分警惕。

中国半导体集团紫光曾扬言要买下台积电,合并台湾另一大厂联发科。紫光在去年集团申请破产资产重组。但这并不代表中国对台积电的兴趣趋缓。

根据法广报导,今年五月,中国智库“国际经济交流中心”总经济师陈文玲,5月底出席中国人大主办的“中美论坛”时谈到,“在美国西方像制裁俄罗斯一样对中国进行毁灭式制裁的情况下,我们一定要收复台湾,特别是进行产业链、供应链重构方面,一定要将台积电这本来属于中国的企业抢到中国手里。台积电正加快向美国转移,要在美国建立六个厂,我们绝对不能让它转移的目标全部实现”。

陈文玲说法在台湾引起舆论激烈反应,也同时显露出北京对台积电的重视。

经济学人北京分社社长任大伟(David Rennie)之前接受BBC中文采访时便说,台积电在美中之间处境不易。他举例称,台积电当年被美国前总统特朗普邀请去美国设厂,台积电担忧恐失去中国订单,或被中国制裁;但台湾更不可能拒绝美国。他因此说台积电处境就好比“拳击沙包”,两方都有理由因故对台湾报以老拳。

从台湾的角度来看,占全球市占一半以上的晶片似乎也成为处理与北京经贸纠纷的重要筹码。台湾西部沿岸林立的半导体厂,被一些评论称为“矽盾”(Silicon Shield),成为抵御中国政经压力的科技象征。

但也有评论持不同观点,比如美国军事专家梅慧琳(Oriana Skylar Mastro)指出,“台积电过大的影响力,反而让北京更亟欲侵略台湾,拿下台积电”。

今年6月初,中国海关再次以检疫不合格为由,暂时禁止台湾石斑鱼进入中国大陆市场,引发两岸口水战。之后台湾贸易代表邓振中在出席世界贸易组织(WTO)部长级会议时向《路透社》表示,在面对北京在经贸上对台湾施压时,他盼望台湾对中国大陆出口贸易额能从现行40%的占比往下修正。占台湾出口到中国大陆最高贸易份额的便是半导体产品。不过后续台湾政府是否会调整晶片出口,尚需观察。

无论如何,台积电、三星等公司在先进制程上的竞逐凸显出,半导体晶片制造背后是激烈的地缘政治角力。这场聚焦在印太地区的竞逐预计将长期持续。

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