據(jù)他們?cè)谠谌ツ?月通過的歐洲芯片法案,歐盟希望加強(qiáng)當(dāng)?shù)氐闹圃鞓I(yè)活動(dòng),刺激歐洲設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng),并支持整個(gè)價(jià)值鏈的擴(kuò)大和創(chuàng)新?具體而言,歐盟的芯片法案有三個(gè)支柱:

• 一是歐洲芯片計(jì)劃,具體是通過促進(jìn)知識(shí)從實(shí)驗(yàn)室向工廠轉(zhuǎn)移?縮小研究和創(chuàng)新與工業(yè)活動(dòng)之間的差距以及推動(dòng)歐洲企業(yè)將創(chuàng)新技術(shù)工業(yè)化,加強(qiáng)歐洲的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位?“歐洲芯片計(jì)劃”將主要由芯片聯(lián)合組織實(shí)施?該計(jì)劃將得到歐盟 33 億歐元資金的支持,預(yù)計(jì)成員國(guó)也將提供配套資金?

• 二是激勵(lì)公共和私人對(duì)芯片制造商及其供應(yīng)商的制造設(shè)施進(jìn)行投資?做法就是通過吸引投資和提高半導(dǎo)體制造的生產(chǎn)能力來確保供應(yīng)安全?

• 三是建立成員國(guó)與委員會(huì)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制,以加強(qiáng)成員國(guó)之間的合作,監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體供應(yīng),估計(jì)需求,預(yù)測(cè)短缺,并在必要時(shí)啟動(dòng)危機(jī)階段;

根據(jù)歐盟的芯片計(jì)劃,他們希望到 2030 年將其全球市場(chǎng)份額翻一番,達(dá)到 20%?從目前看來,雖然歐洲芯片偶有進(jìn)展,但這不是一個(gè)容易實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?

在晶體管從平面走向3D之際,在FinFET和FD SOI之間曾經(jīng)引起了一場(chǎng)爭(zhēng)奪,但最終在英特爾和臺(tái)積電的強(qiáng)力支持下,FinFET最終勝出?但歐洲最近在FD SOI上,制定了一個(gè)相對(duì)激進(jìn)的目標(biāo),并邁出了重要的一步?

上周,法國(guó)宣布啟動(dòng)一條價(jià)值 8.3 億歐元的 10nm 和 7nm FDSOI 技術(shù)試驗(yàn)生產(chǎn)線,用于下一代5G 和 6G 芯片和系統(tǒng)設(shè)計(jì)?這條位于法國(guó)格勒諾布爾的 FAMES 半導(dǎo)體試驗(yàn)生產(chǎn)線有五個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域,從材料到封裝?耗資將高達(dá) 8.3 億歐元,其最終目的是為 5G 和 6G 打造下一代堆疊式 3D 射頻系統(tǒng)設(shè)備?

據(jù)介紹,該生產(chǎn)線將為 GlobalFoundries 和三星等代工廠以及高通和意法半導(dǎo)體等芯片制造商開發(fā)下一代全耗盡絕緣體上硅 (FD SOI) 工藝技術(shù),節(jié)點(diǎn)可達(dá) 10nm 和 7nm?

“關(guān)鍵市場(chǎng)是 5G 和 6G,在 6G 中,我們需要 7 GHz至 15GHz 的新濾波器,這是非常有前景的,而且需要新的芯片,因?yàn)閷⒂谐^ 100 個(gè)濾波器需要組合,并可以放在 FDSOI 晶體管的頂部,”CEA-Leti首席技術(shù)官 Jean-René Lèquepeys  說?

他表示,10nm FD SOI 工藝將具有 450GHz 的高頻率(Ft),而 7nm 工藝則有望達(dá)到 540GHz?

他表示:“對(duì)于純數(shù)字應(yīng)用,它將具有與 5nm FinFET 相同的性能,而對(duì)于射頻和模擬應(yīng)用,它將具有更好的性能”,其多晶硅間距為 64nm,金屬間距為 48nm 和 40nm?

他說:“未來我們需要為廣泛的應(yīng)用添加具有不同功能的非易失性存儲(chǔ)器?”

“對(duì)于 SoC,采用單片解決方案并不是一個(gè)好辦法,因?yàn)槲覀冃枰獮檎_的功能選擇正確的技術(shù)?要做到這一點(diǎn),我們需要異構(gòu)集成,將芯片與 3D 異構(gòu)和 3D 單片堆疊在一起?

“功率方面也有限制,所以我們需要帶有微型電感器的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器?第一步,這些將是分開的,但可以集成起來?這些都可以混合在一起,以創(chuàng)建顛覆性的芯片架構(gòu),”他說?

僅僅是關(guān)于 5G 和 6G 無線?具有自適應(yīng)背偏壓的 FDSOI 也是量子處理器的關(guān)鍵低功耗技術(shù),Leti 正在研究幾種不同的量子技術(shù),包括光子學(xué)?

“我們有很多賭注,包括量子,對(duì)我們來說,這是一個(gè)非常重要的部分,但我們支持其他法國(guó)和歐洲初創(chuàng)企業(yè)探索超導(dǎo)量子比特和光子學(xué)?這顯然是一個(gè)重大的雄心,成為第一批找到正確解決方案以擴(kuò)大規(guī)模和工業(yè)化的公司之一,因?yàn)檫@將會(huì)帶來不同,”Leti 首席執(zhí)行官 Sébastien Dauvé 說?

Leti 正在開發(fā) CryoCMOS 技術(shù),以控制具有 ECC 錯(cuò)誤代碼校正功能的電路?“我們需要一個(gè)專門在低溫下工作的封裝,這也是一個(gè)大課題,CEA 正在研究一種使用全棧編程新計(jì)算引擎的方法,”首席技術(shù)官 Lèquepeys 說道?

為了生產(chǎn)這條生產(chǎn)線,Leti 正在擴(kuò)建其工廠,增加兩個(gè)潔凈室和設(shè)備,包括一臺(tái) EUV 光刻系統(tǒng),部分是為了容納 FAMES 試驗(yàn)生產(chǎn)線?這將是一條虛擬試驗(yàn)生產(chǎn)線,設(shè)備分布在工廠的多個(gè)潔凈室中,這些潔凈室也用于其他項(xiàng)目?

資料顯示,他們?cè)谌ツ?2 月安裝了一臺(tái) ASML 300 毫米 Twinscan 2050i 浸沒式光刻機(jī),FAMES 項(xiàng)目的一部分將確定這臺(tái)設(shè)備是否可用于 FD SOI 工藝中線寬低至 7nm 的工藝?預(yù)計(jì) EUV 光刻掃描儀要到 2026 年才會(huì)安裝?

“研發(fā)工作將于 2028 年結(jié)束,但仍開放至 2031 年——首批合同將于 2025 年 4 月至 2025 年 9 月開放,他們可以開發(fā)自己的 IP,我們保留該技術(shù)的 IP,但對(duì)于最終的 IC 設(shè)計(jì),我們的合作伙伴擁有自己的 IP?這是一件大事,”Lèquepeys 說道?

FAMES 是歐洲四條試驗(yàn)生產(chǎn)線之一,其開發(fā)經(jīng)過了協(xié)調(diào),以確保不會(huì)出現(xiàn)重大競(jìng)爭(zhēng)或重疊?在關(guān)注的技術(shù)方面,除了10nm到7nm的FD SOI,該產(chǎn)線還關(guān)注嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器和小型電感器以及用于電源管理集成電路(PMIC)的DC-DC轉(zhuǎn)換器?

在歐盟的芯片計(jì)劃中,打造自有的晶圓廠生態(tài)是非常重要的一部分?為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),他們也吸引了臺(tái)積電和英特爾去當(dāng)?shù)亟◤S或者擴(kuò)產(chǎn)?但從最新消息看來,延誤似乎已經(jīng)成為了常態(tài)?

首先看臺(tái)積電,在2023年8月,臺(tái)積電?羅伯特·博世有限公司?英飛凌科技股份公司和恩智浦半導(dǎo)體公司聯(lián)合宣布,計(jì)劃在德國(guó)德累斯頓共同投資建設(shè)歐洲半導(dǎo)體制造公司 (ESMC:European Semiconductor Manufacturing Company ) GmbH,以提供先進(jìn)的半導(dǎo)體制造服務(wù)?

新聞稿表示,該項(xiàng)目是根據(jù)《歐洲芯片法》的框架規(guī)劃的,預(yù)計(jì)每月產(chǎn)能為 40,000 片 300 毫米(12 英寸)晶圓,采用臺(tái)積電的 28/22 納米平面 CMOS 和 16/12 納米 FinFET 工藝技術(shù)?

在5月于荷蘭舉辦的研討會(huì)上,臺(tái)積電歐洲區(qū)總裁保羅·德博特(Paul de Bot)確認(rèn),該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于今年第四季度動(dòng)工,預(yù)計(jì)2027年投產(chǎn)?但考慮到臺(tái)積電在美國(guó)遇到的挫折,這個(gè)進(jìn)展能否如期進(jìn)行,我們保留意見?Silicon Saxony 顧問 Torsten Thieme 更是表示,德國(guó)工會(huì)對(duì)雇主始終持強(qiáng)硬立場(chǎng),這是臺(tái)積電必須克服的挑戰(zhàn)之一?

Thieme表示,面對(duì)勞動(dòng)力短缺的問題,臺(tái)積電需要提供有競(jìng)爭(zhēng)力的薪酬來吸引生產(chǎn)線工人和工程師為 ESMC 工作?德國(guó)電子和數(shù)字行業(yè)協(xié)會(huì)ZVEI首席執(zhí)行官Wolfgang Weber更是直言,他知道臺(tái)灣人工作非常辛苦?工作時(shí)間很長(zhǎng),但不太可能要求德國(guó)工人每周工作50小時(shí)?

這對(duì)于一個(gè)晶圓廠來說,就是一個(gè)兩難的境況?

再看另一個(gè)正在歐洲擴(kuò)產(chǎn)的英特爾?最近有消息指出,因?yàn)闅W盟補(bǔ)貼的原因,他們將放緩歐洲1nm工廠的建設(shè)進(jìn)度?

據(jù)環(huán)球媒體Volksstimme報(bào)道,英特爾位于德國(guó)馬格德堡附近的Fab 29.1和Fab 29.2工廠的建設(shè)因等待歐盟補(bǔ)貼審批以及需要移除和再利用黑土而推遲,開工日期從2024年夏天推遲到2025年5月?

此前有報(bào)道顯示,該芯片工廠最初預(yù)計(jì)在1H23開工,但受補(bǔ)貼延遲影響,建設(shè)被推遲至2024年夏天?而且,施工現(xiàn)場(chǎng)的表土最早也要到2025年5月才能清理完畢?

據(jù)悉,英特爾Fab 29.1和Fab 29.2原計(jì)劃于2027年底投入運(yùn)營(yíng),預(yù)計(jì)將采用先進(jìn)制造工藝,可能是英特爾14A(1.4nm)和英特爾10A(1nm)工藝節(jié)點(diǎn)?不過,英特爾現(xiàn)在估計(jì),這兩座工廠的建設(shè)需要四到五年時(shí)間,預(yù)計(jì)將在2029年至2030年之間開始生產(chǎn)?

另一家因?yàn)檠a(bǔ)貼而被推遲的工廠則是WolfSpedd?

報(bào)道指出,SiC大廠Wolfspeed推遲了在德國(guó)建設(shè)價(jià)值 30 億美元的工廠的計(jì)劃,凸顯了歐盟在增加半導(dǎo)體產(chǎn)量和減少對(duì)亞洲芯片的依賴方面所面臨的困難?

一位發(fā)言人表示,計(jì)劃在薩爾州建立的工廠將生產(chǎn)用于電動(dòng)汽車的計(jì)算機(jī)芯片,該工廠尚未完全被取消,該公司仍在尋求資金?但該發(fā)言人補(bǔ)充說,由于歐洲和美國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)疲軟,總部位于北卡羅來納州的 Wolfspeed 削減了資本支出,目前正專注于提高紐約的產(chǎn)量?該公司最早要到 2025 年中期才會(huì)在德國(guó)開始建設(shè),比原定目標(biāo)晚了兩年?

據(jù)路透社報(bào)道,除了上述公司以外,英飛凌?意法半導(dǎo)體和 GlobalFoundries 也在歐盟于 2022 年出臺(tái)《芯片法案》后,宣布了在歐洲建立新工廠的計(jì)劃?該法案旨在通過公共和私人投資籌集 430 億歐元(470 億美元),以加強(qiáng)該地區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?

但兩年過去了,真正開工建設(shè)的項(xiàng)目卻寥寥無幾,獲得歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)的國(guó)家援助的項(xiàng)目就更少了,如果沒有批準(zhǔn),這些項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上是不可行的?這些拖延減緩了該地區(qū)實(shí)現(xiàn)自給自足和保護(hù)自己免受貿(mào)易緊張局勢(shì)升級(jí)的影響的努力?

德國(guó)科技與政治智庫(kù)Interface(原名Stiftung Neue Verantwortung)的芯片專家Jan-Peter Kleinhans表示,歐盟到2030年贏得全球20%市場(chǎng)份額的目標(biāo)已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)他補(bǔ)充說,鑒于芯片市場(chǎng)的相互關(guān)聯(lián)性,自給自足是不現(xiàn)實(shí)的?

然而“你不得不對(duì)已經(jīng)發(fā)布的項(xiàng)目數(shù)量之多感到驚嘆,”Kleinhans說?“即使其中有幾個(gè)項(xiàng)目永遠(yuǎn)不會(huì)面世?”

對(duì)比臺(tái)積電日本工廠和臺(tái)積電美國(guó)工廠的進(jìn)展和問題,臺(tái)積電在歐洲工廠的未來進(jìn)展一方面除了補(bǔ)貼以外?如前文所說,晶圓廠苛刻的工作環(huán)境和超負(fù)荷的工作時(shí)長(zhǎng),相信也將會(huì)是困住歐洲工廠的主要原因?當(dāng)然,人才的短缺,也是不能不關(guān)注的又一個(gè)因素?