芯片法案是美国围堵中国语音ic半导体发展的新战略

韩国半导体大厂三星电子（Samsung Electronics）今（2022）年下半年开始量产3奈米的半导体芯片（chip）。面对挑战，全球芯片代工龙头台积电（TSMC）也宣布其3奈米制程（泛指晶圆生产加工的过程）将如期于下半年进入量产。全球两大晶圆代工龙头在先进制程的角力进入新阶段。

与此同时，芯片背后的地缘政治竞逐也越来越白热化。美国总统拜登（Joe Biden）上台后力推的《芯片法案》（CHIPS Act），本周三已经在参议院通过，预计众议院周四表决。

该法案旨在协助美国半导体产业自给自足，并补助「价值相近」的外国半导体大厂在美设厂，扩展就业机会。但是，该法案在补助外国大厂的但书（法律文本）上，要求受补助者10年内不得在中国建造新的半导体厂房等。有分析认为，这是美国围堵中国半导体发展的新战略。

良率为关键

根据韩媒《韩联社》报导，三星称，与现有台积电生产5奈米芯片的鳍式场效晶体管（FinFET）制程相比，GAA技术允许芯片的尺寸缩小35％、能耗降低50％，而性能能够提高30％。

但是，许多分析指出，尖端芯片生产的「良率」（yield）才是决胜之处，而过去GAA技术是「先做出成品」后才能确定成功或失败，风险较大。

所谓良率泛指良品生产率，一般商品良率即是「良品数」在总产量的比例。但晶圆制造的良率计算更加复杂。

台湾南台科技大学朱岳中助理教授告诉《BBC中文》，晶圆制造良率泛指Wafer（晶圆）良率、Die（晶粒）良率和封测良率三者的总乘积：「良率越高，意味好的晶体管数越多，效能自然也会越好。良率低不意味产品坏掉，但势必效能会较差。至于那些真的有问题坏掉的，在测试过程中就已经被淘汰。」

朱岳中说，良率确实是厂商的商业机密，并没有专门统计的机构。但基于商业诚信及对投资者负责，基本上厂商都会在财报中揭露大致数据，客户端也能计算得出来。

可以说，这些年来三星与台积电在高阶芯片生产代工的竞逐，关键便是在良率。

科技网站WccfTech分析，同样接到高通公司（Qualcomm）升级版Snapdragon 8 Gen 1处理器的4奈米芯片订单，三星代工的芯片良率为35％，台积电则达70％，这使高通最后选择了台积电成为其代工伙伴。不过，高通的第一代Snapdragon 7 Gen 1仍继续让三星晶圆代工，三星仍是高通的第三大客户。

朱岳中强调，三星紧追台积电试图以新的代工技术，打破良率表现落后台积电的劣势，还需要许多资金及技术投入。他认为，「良率就等于厂商的成本，也与产品的效能相关，这是产品能不能销售出去的重点。在芯片制程拚搏谁的制程比较快，其实意义不大」。

刘佩真亦同意，虽然三星率先宣布3奈米GAA制程，意图超越台积电，「但（3奈米芯片）良率情况仍不明，且也尚未取得大量客户订单，加上GAA制程良率要提升仍有相当的难度，故短期内仍看好台积电先进制程竞争力」。

目前台积电3奈米制程预计仍采用鳍式场效晶体管，在2奈米制程才使用GAA新技术。

无论如何，韩国这几年几乎是倾全国之力，扶持三星。根据路透社，在今年5月拜登及尹锡悦总统访问三星厂房后，三星集团随即在5月底宣布，该公司未来五年资本支出将增高至450兆韩元（约3600亿美元）领域，是该集团成立数十年以来最大的投资金额。

此外，6月，三星负责人李在镕飞抵荷兰，与全球最大芯片光刻机（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，并保证光刻机机台能在韩国组装。

艾司摩尔是高阶芯片制程的设备制造商，该公司全球独家生产的EUV机台，是确保晶圆切割精确的机台，因此成为半导体大厂的必争之地，也被认为是李在镕亲自飞往荷兰与该国政府及厂商谈判的原因。

三星希望抢下更多机台，为其高阶芯片代工加快脚步。根据《日经新闻》（Nikkei）统计，目前台积电拥有50台艾司摩尔EUV机台，三星则有20台。

三星未来在芯片代工市占率及良率，能否迎头追上或超前台积电，都是科技界观察重点。

地缘政治

如同上世纪的石油大战，本世纪的芯片大战从设计、代工到销售都充满地缘政治凿痕。

有分析称，即便台积电在代工芯片的市占率高出全球一半以上，但是除了苹果之外，高通与辉达（NVIDIA）等大客户仍然没有完全截断与三星或英特尔的订单。从商业角度来看，这是避免依赖单一供应商可能带来的风险，但从地缘政治来看，则是各个经济体谋算保全自己的利益。

今年5月，美国商务部长雷蒙多（Gina Marie Raimondo）在世界经济论坛受访时剑指台湾称：「美国最精密的芯片有70％从台湾购买，而这些芯片主要用于（美国的）军事设备，你想要全部都跟台湾买吗？这并不安全。」

美国政府力推的《芯片制造法案》（CHIPS Act）目的是扶植美国本土半导体的发展。共约500多亿美元预算，其中90亿美元补贴半导体业者在美国盖晶圆厂；112亿美元补贴美国本土半导体研发等等。

7月25日，英特尔宣布，台积电的第二大客户，即主要生产中国手机的台湾IC设计大厂联发科（MediaTek），将成熟制程（泛指7奈米以上的芯片）的一笔订单给了英特尔。外界分析，在美国芯片法案的影响下，联发科必须开始表明与美国合作。

许多分析称，美国试图与台韩甚至日本结盟，在东亚半导体建立排除中国的「干净产业链」的战略越来越明显。卡普里向BBC强调，美国并非正在扼杀台湾或韩国的半导体发展，而是「策略性」的与台韩在内的关键供应商，在电动汽车、物联网和电信等新兴领域上加强合作，「这是涉及经济和技术的反馈」。

台湾财经评论人谢金河认为，今年5月拜登亚洲第一站先到三星，是美国与台积电合作后稳住半导体产业链的另个重要脚步：「如此一来，全球重要半导体聚落，从台积电等都在美国阵营底下。」防堵手段包含芯片法案提到的十年内不准到中国盖新厂。

2020年底，美国禁止企业向中国出售可用于制造10奈米或更先进制程设备。此外，台湾法规限制台积电在中国至多只能生产14奈米芯片。

欧洲方面，美国这两年则持续动用外交手段，阻断艾司摩尔公司销售EUV机台中国半导体厂商。荷兰外交部长胡克斯特拉（Wopke Hoekstra）今年7月13日便证实，美国正与荷兰磋商有关禁止艾司摩尔向中国出口芯片制造技术，及销售EUV机台相关事宜。

卡普里认为，为了对抗中国在5G等科技的持续发展，美国及其主要战略合作伙伴（特别是包含日本，英国等七大工业国组织会员（G7），将借着与三星和台积电其他半导体大厂，「融入当地的半导体供应链及产业生态系统，这些生态系统和供应链会被安全地包围起来，这就是所谓的『全球在地化』（glocalisation）」

因此，在这背景下，未来中国半导体产业如何突破美国联合「盟友」的防堵，也是各界焦点。

根据《法广》报导，2022年五月，中国智库「国际经济交流中心」总经济师陈文玲，出席中国人大「中美论坛」时突然提到，应对美国及西方「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，我们絶对不能让它转移的目标全部实现」。

无论如何，未来半导体的生产及代工，势必影响国际情势。在中美贸易战持续激烈的背景下下，美国能否成功在半导体界拉拢盟友，中国该如何抵御美国牵制，都是未来焦点。

半导体良率是什么？

具体而言，一般商品良率即是「良品数」在总产量的比例。但晶圆制造的良率计算就更加复杂。根据朱岳中博士分析，晶圆制造良率泛指Wafer（晶圆）良率、Die（晶粒）良率和封测良率三者的总乘积。

晶圆良率越高，意味同一片晶圆上产出通过测试的好芯片数量越多。没通过测试的晶粒就会被淘汰，不会被封装成芯片。当然，封装过程也可能再次出问题，所以还会再次测试。「事实上晶圆制造过程有超过300个步骤，每个步骤都有可能产生问题，所以都会有专门的工程师监控测试，随时注意良率变化。所以制造厂商其实也不知道具体良率，只知道最终总良率。」

他分析，基本上一平方单位英寸上会有动辄数亿颗的晶体管，但不可能每一个晶体管都是好的，「良率越高，意味好的晶体管数越多，效能自然也会越好。良率低不意味产品是坏掉或故障的，因为真的有问题的，在测试过程中就已经被淘汰，但势必效能会较差。」

而良率确实是厂商的商业机密，并没有专门统计的机构。但基于商业诚信及对投资者及股东负责，基本上厂商都会在财报中揭露大致数据，客户端其实也有专门推算的部门。过去就有半导体大厂疑似窜改良率数据，被发现丢掉订单的纪录。

审核编辑 黄昊宇