?眾所周知,臺積電之所以在半導體(芯片)代工市場獲得全球幾乎一半的份額,極大的因素就是在半導體制造中的制程方面技術優秀,目前在7nm、5nm方面已經領先全球,3nm制程的研發和量產也日益臨近。三星電子是緊隨其后的另一家巨頭,此外,其他半導體企業在這方面就略遜一籌了。包括近日表示要重返半導體代工市場的英特爾也是吃了制程的虧,一直“跳票”自己的先進制程出品時間,讓AMD等企業搶到了不少的份額,甚至蘋果公司的最新研發的電腦芯片M1也已經量產,還是臺積電為其代工。當大合作伙伴都不再使用英特爾公司的芯片時,對其壓力是可想而知的。

可以說,先進制程對于半導體制造來說是異常重要的。制程實際上就是半導體工藝,5nm、7nm、10nm等等都代表了什么?一般的用戶或許根本不關注。不過,對于制程我們還是經常會聽說的。其實,簡單地說,制程就是我們能夠把一個單位的電晶體刻在多大尺寸的一塊芯片上。先進制程生產出來的芯片主要應用在移動終端產品上,比如手機。因為手機處理器不同于一般的電腦處理器,手機中能夠給芯片留下的尺寸是相當有限的。尺寸越小,相同大小的處理器中擁有的計算單元也就越多,性能也就越強。這也是為何廠商會頻繁強調處理器制程的原因。

還有一個非常重要的技術支持是,隨著頻率的提升,處理器所產生的熱量也會提高,先進的蝕刻技術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。先進制程帶來的好處就是不僅性能大幅度提高,功耗和發熱量還會不斷降低。在先進制程的布局方面,需要使用到另一個設備,那就是新的蝕刻工藝—極紫外光刻(EUV),用更小更鋒利的“刻刀”來切割出更小的電晶體結構。這也是為何臺積電和三星電子都在搶購最先進的EUV光刻機的原因所在,而我們的企業在這方面存在的差距就更大了。

如今,臺積電的制程領先其他企業,技術的能力也是最強的。包括三星電子、英特爾都和其有一定的差距。或許是因為這個原因,日本官方將出資420億日元,聯合日本三大半導體廠商——佳能、東京電子以及Screen Semiconductor Solutions共同開發2nm先進制程工藝。同時,還將與臺積電建立合作關系,尋求收復在全球半導體競賽中的失地。而在這個市場,臺積電和三星電子都有布局。

曾幾何時,日本也是半導體大國,不過,近年來的技術下滑,已經被擠出了市場前列。這一次,日本聯合制造光刻機的佳能、半導體生產廠商東京電子以及半導體設備商Screen Semiconductor Solutions,共同研發2nm先進制程工藝。也是希望在先進的制程工藝方面,能夠有所突破。而且,早在2020年5月,日本政府邀請國外芯片制造商赴日建設晶圓工廠的消息就屢屢傳出。不過,后來臺積電選擇去美國建廠。

有消息稱,臺積電的先進封測廠將設在東京,日本茨城縣筑波市也將新設臺積電的技術研發中心,研發內容主要涉及晶圓制程研發及3D封裝。在半導體制造市場,其實日本也有自己的優勢,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。東京應化、合成橡膠(JSR)、住友化學、信越化學和富士膠片這五家日本廠商,可以生產出EUV光刻工序中不可缺少的EUV光刻膠,日本企業在EUV光刻膠領域的市場占有率為100%。

同時,東京電子生產的EUV涂覆顯影設備能夠將特殊的化學液體涂在硅片上,作為半導體材料進行顯影。在這個領域,日本企業也是獨一無二的。除了在技術上積累之外,日本的半導體企業也看到中國的龐大市場需求,也在積極布局中國市場。其中,Ferrotec實施了中國晶圓子公司等增資和股權出售。積極融資之后,在尖端半導體采用的直徑12英寸晶圓產品的量產方面進行投資。Ferrotec自2020年度起在浙江省杭州市啟動量產,計劃到2022年將產能增至每月10萬片,擴大晶圓業務的投資額預計至少達到1500億日元。對于我們的企業來說,在芯片制造方面,也應該好好地深耕市場,把技術研發投入到量產中,盡快彌補差距才是王道。