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半导体

欧洲再提芯片法案,“芯片自立”道阻且长

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近日,欧盟准备提出一项新的欧洲芯片法案,以促进该地区国家的半导体自给自足。面对日益激烈的全球半导体竞争,欧盟委员会主席冯德莱恩近期在欧洲议会上表示:“我们将提出一项新的欧洲芯片法案,旨在共同打造包括生产在内的最先进的欧洲芯片生态系统。这将确保我们的供应安全,并为突破性的欧洲技术开发新市场。”

去年年底,欧洲十多个国家签署《欧洲处理器和半导体科技计划联合声明》,宣布未来两三年内将投入1450亿欧元(约合人民币 11527.645 亿元)研究半导体技术。此次新芯片法案的提出,更加表明欧洲渴望实现“芯片自立”。

在半导体产业的进击之路上,欧洲要守住功率器件、微控制器、传感器、射频技术、半导体设备和汽车芯片等传统领域的优势,也要弥补在先进制程方面的短板。进击之路漫漫,欧洲半导体产业且行且稳。

车用半导体“家底”深厚

作为早期发展半导体产业的地区之一,欧洲将汽车和工业半导体两个细分市场视为半导体产业发展的重点方向。以此为基础,欧洲孕育了汽车和工业半导体方面的巨头企业,英飞凌、意法半导体和恩智浦是其中突出代表。这三家企业的微控制器(MCU)及功率半导体市占率领先全球,车用芯片市场更是几乎全被三大厂占据,这也是欧洲半导体产业“家底”深厚的重要体现。

根据IC insights发布的全球前15大半导体公司在2021年第一季度的销售额情况,英飞凌和意法半导体是入围本榜单的欧洲半导体厂商,分别位列第12位和第14位。报告进一步强调,如果把纯晶圆厂台积电排除在外,那么总部位于荷兰的恩智浦也会入围这个榜单。报告显示,在2021年第一季度,恩智浦营收为25.03亿美元。

值得一提的是,在IC insights的统计显示中,英飞凌和意法半导体在该季度中销售额均实现了两位数的同比增长,恩智浦第一季度的销售额也实现同比增长27%。

从具体业务来看,英飞凌拥有汽车电子(ATV)、工业功率控制(IPC)、电源管理及多元化市场(PSS)及数字安全解决方案(CSS)等事业部,其中汽车部门重点负责与汽车电子半导体相关的业务,这一部分占据公司营收最大来源。英飞凌工业电源控制部分专注于主要用于工业应用的功率半导体,电源和传感器系统部分则主要针对面向消费者的应用和电源产品。

意法半导体拥有汽车产品和分立器件产品部(ADG),模拟器件、MEMS和传感器产品部(AMS),微控制器和数字IC产品部(MDG),其中AGD和AMS占公司营收比重较高,单季度业务营收超过10亿美元。

恩智浦则在射频、模拟、电源管理、接口、安全和数字处理等方面具备专长,能够提供高性能混合信号和标准产品解决方案。目前恩智浦半导体主要专注于四大块市场:汽车电子、工业&IoT、手机、通信&基础设施,汽车业务是其营收主力。

当前,在新一轮技术的迭代中,围绕汽车和工业等领域的竞争已进入下半场。芯谋研究分析师王立夫对《中国电子报》记者表示,新能源汽车产业带动了碳化硅MOSFET市场的发展。“欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件及应用产业链,在全球宽禁带电力电子市场拥有强大的话语权。”王立夫说。

赛迪智库信息化与软件产业研究所研究员钟新龙向《中国电子报》记者表示,SiC应用于车用逆变器能大幅降低逆变器尺寸及重量,做到轻量化与节能,其中特斯拉Model 3就采用了意法半导体(后增加英飞凌)生产的 SiC逆变器。在5G和电力电子器件等领域,GaN的优势逐步凸显,英飞凌专注于功率半导体领域,主要产品集中于6英寸GaN产线,8英寸产线也在发展中。

芯片先进制程短板明显

研发创新的需求来源于市场,由于没有智能手机制造商和数据中心产业,更没有大量的买家或制造商,欧洲本土市场对先进半导体的需求很低。但当缺“芯”潮逐渐蔓延,欧洲开始为芯片短缺现象感到焦虑。在全球4400亿欧元的半导体市场规模中,欧洲约占10%,很大程度上依赖于海外制造的芯片。数据显示,去年欧洲半导体收入下降12.7%,为77亿欧元。而综观整个芯片制造领域,欧洲芯片制造的缺失是最大且最明显的“短板”。

全球半导体市场2020年市场规模占比情况

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“专注于汽车电子产业的欧洲半导体错过了存储器、晶圆代工、智能手机芯片等高速发展的热门领域,错过了半导体行业的几个风口时刻。”钟新龙向记者表示,在当前以5G与人工智能为代表的新兴前沿科技领域,欧洲半导体没有太多建树。

这一点从英飞凌、意法半导体和恩智浦的身上可见一斑。近五年来,这三家公司把九成以上的晶圆厂都设在了欧洲以外,整个欧洲纯晶圆厂销售额在全球的占比从2020年的10%降到目前的6%。

欧洲半导体收入情况(单位:亿欧元)

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“欧洲半导体产业面临的核心问题是先进制造工艺的缺失。”钟新龙告诉记者,包括意法半导体、英飞凌、恩智浦、艾迈斯、欧司朗在内的欧洲半导体公司,它们在行业都具有重要地位,但它们都没有布局先进半导体,而是主要关注功率器件、LED、传感器以及很多非先进领域的发展,很久之前就停止投资先进技术了。钟新龙表示,总体来看,欧洲半导体的发展集中在汽车业务,在工业、医疗、国防等领域的实力也很强大,但这些领域不涉及先进半导体。

汽车电子一直是欧洲半导体引以为傲的领域,但是欧洲能否在新兴的新能源汽车领域固守领先优势,目前看来难度颇大。钟新龙认为,由于先进制造的缺乏,欧洲可能在汽车半导体、功率半导体等领域丧失自己的固有优势。

正如TrendForce集邦咨询分析师姚嘉洋对《中国电子报》记者所言,先进制程是高算力芯片的重要环节,比如车用中央计算机所需要的运算芯片就需要先进制程。长期来看,ADAS的Camera ECU所需要的处理器或车用传感器融合的运算芯片,均需要先进制程的协助。在2024年及其之后的时间里,预计5nm制程将在车用半导体市场逐渐普及,7nm与16nm制程在车用半导体的能见度也有望提升。

由此可见,在汽车领域采用先进制程芯片将成为一种必然趋势。在这一背景下,芯片先进制造的缺失将成为欧洲守住传统优势的屏障。

“芯片自立”道阻且长

进入2021年,很多半导体相关厂商都在欧洲加快了建厂的步伐。苹果公司宣布未来3年将投入10亿欧元在欧洲进行芯片研发,斥资打造欧洲芯片中心,开展5G和无线技术的半导体研发;英特尔寻求80亿欧元的公共补贴,用于在欧洲建设一座先进的半导体制造工厂,之后又为200亿美元(约172亿欧元)欧洲建厂计划游说欧盟;欧洲也多次向台积电抛出橄榄枝,邀请台积电赴欧建厂。

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为了弥补自身在先进制程方面的缺失,同时对缺“芯”潮进行深刻反思的欧洲采取了多种措施,励精图治发展半导体产业。

在政策层面,钟新龙告诉《中国电子报》记者,从顶层设计角度出发,欧洲颁布了有关先进半导体的法案。包括德国、法国在内的多个欧盟国家同意联手投资处理器和半导体技术,共同为芯片行业制订所谓的“欧洲共同利益重要计划”,计划在这一框架内,借助税款推动对半导体研发和设计。

在投资合作方面,欧洲希望英特尔、台积电和三星电子来欧洲投资,同时正在与技术、电信和汽车公司进行谈判,以寻求更多支持。

在寻求代工方面,欧洲半导体厂商正在加大与晶圆代工厂的合作力度。王立夫向《中国电子报》记者表示,落后制程自给自足、先进制程寻求代工在汽车半导体领域已经是一种很成熟的模式了。当前欧洲半导体产能紧缺,欧洲可以将部分成熟制程需求转移到中国代工厂。这可以帮助欧洲半导体厂商缓解部分产能问题,中国大陆代工厂也可以借此获得车规市场整车厂产品批量生产的经验。

种种举措的背后,或许是欧洲半导体厂商对于成本问题的谨慎考量。在激烈的半导体市场竞争中,把握成本性能优势是欧洲企业重要的发展方向之一。钟新龙以寻求代工合作为例向记者表示,欧洲企业放弃IDM模式,为了成本考量完全放弃制造环节、转型成为完全的芯片设计企业,其实是没有足够资金、政策扶持,且在高成本制造煎熬下的必由之路。

“考虑到各国政治环境、行业支持、人才及生活费用,欧洲的生活成本并不低。”钟新龙向记者表示,要平衡政治愿景,吸引大制造业是很复杂的一件事。相比于成本较高的欧洲地区,亚洲地区不仅有人才库,生产成本也要低很多。由于在欧洲建厂的成本要比亚洲高20%,所以欧洲半导体产业要向解决成本问题实现进一步发展,还需要更好地利用各国政府及欧盟整体的支持,以弥补成本上这20%的先天损失。

责任编辑:赵强


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