大象怕老鼠,資本巨頭們怕什么?
如今,全球晶圓代工龍頭——臺積電也正在經歷大象的煩惱:一個不起眼的小物件,不僅讓臺積電深陷“有錢無處花”的窘境,更直接威脅到了張忠謀的千億擴產計劃。
前段時間,臺積電罕見派出高規格管理團隊親赴日本,去考察代工設備供應情況,此次考察的重點,是以往由東京電子和迪恩士長期負責的半導體清洗設備——化學沖洗機。
要知道,兩家設備巨頭的交貨期限已延遲了半年之久,來自沖洗環節的瓶頸,也讓臺積電眾多年內欲投產的先進制程,推遲到了2023年。僅從表象來看,日本企業此舉,如同2019年用限供光刻膠敲打韓國三星的復現!
因此,張忠謀派出團隊去日本,既是為了催單,同時也在探底:日本企業為何要卡臺積電的產能?臺積電的千億擴產,還能不能如期實現了?
一、煉沙成硅,清洗環節少不得
生產芯片形象地說,就是一個“煉沙子”的過程。雖然聽上去有點玄幻,但確實非常貼切。
芯片制造的第一步,是將SiO?(二氧化硅)提煉為硅含量99.99%的高純硅,而SiO?的天然來源,正是生活中隨處可見的沙子。不過,僅經歷提純一項,還不能直接用于芯片生產。
從高純硅到成品芯片,中間還需經歷切割研磨、拋光清洗、氧化擴散、濺鍍、光刻蝕刻等一系列環節,其中的晶圓清洗,直接制約了半導體材料的光電轉換性能,是芯片代工無法繞過的關鍵環節。
據業內統計,完整地集成電路制造流程,往往伴隨上百個清洗工序,清洗時間可占微電子生產總時間的30%。
總體上看,半導體晶圓清洗技術,先后經歷了機械清洗、化學試劑清洗、同位素示蹤法清洗,以及專用溶液清洗四個發展階段。
其中在溶液清洗階段,由日本學者Shiramizu探索出的電極電化學方法,通過應用電解氯化銨陽極液作為清洗液,將晶圓清洗效率、清洗質量直接提升了一個量級。這一技術創新,也為東電、迪恩士等一眾日企稱霸半導體清洗細分賽道,奠定了技術基礎。
截至2022年,迪恩士(DNS)、東京電子(TEL)兩家日企,已占據全球清洗設備77%的市場,客觀來看,它們還真有拿捏臺積電的底氣和實力。
但現實情況卻是,臺積電被“卡”住了脖子,不是他們故意的。
二、螢石礦:破解臺積電產能瓶頸的關鍵
臺積電高管們的夏季出訪,為張忠謀帶來了一個好消息和一個壞消息。
好消息是日企方面對臺積電確實不存在任何敵意,畢竟按照規劃,臺積電今年還要在日本九州投產新工廠,扶持日本半導體技術,日企沒有理由拿出當年對三星的敵視態度。
那么壞消息是什么呢?迪恩士們的停產,也是無奈之舉。
按照日方解釋,之所以沖洗機無法按時供貨,是因為制造沖洗機閥門、管道的特殊塑料,也斷貨了。具體來講,這是一種由高純含氟聚合物(PFA)制成的材料。
原本掌握PFA制備技術的也是美國、日本的少數企業,不過,加工高純氟聚物的主要原材料螢石,有60%由中國企業提供。而由于眾所周知的原因,自2020年起,中國嚴格執行了本世紀初制定的戰略資源限制出口政策,所以PFA巨頭們紛紛陷入了“巧婦難為無米炊”的局面。
這會臺積電才明白,如今的困境,早在當初跟風斷供華為芯片開始,就已經注定了。
三、逆全球化沒有贏家?
在2021年芯片荒席卷全球時,張忠謀曾不失時機地公開表示:臺積電將千億擴產,幫助友商應對產能危機。一番表態,頗有幾分“救世主”的架勢,但事實真的如此么?
一方面,三星、英特爾兩大競爭對手已經先于臺積電,推出了數百億美元不等的擴產計劃。此外在技術層面,另外兩位對手也各有優勢。比如三星,領先臺積電5年,推出了3nm芯片GAA工藝;英特爾則與IBM一道,合作推出全球首個2nm芯片制造技術。在這種背景下,臺積電的止步不前,意味著失去未來。
另一方面,國產半導體在設計、制造、封裝三大環節的全面自主化浪潮,正在全面重塑既有半導體產業的條條框框。
設計環節,海思、紫光相繼入圍全球10大“芯片設計公司”排名;制造環節,自主品牌已相繼實現14nm芯片量產、掌握5nm蝕刻工藝技術,并完成7nm光刻膠的獨立供應;封測環節,更是國產半導體的傳統強項,如長電、華天、通富等企業,均成功入圍全球封測前20強。
四、結語
一個小小的復合材料,攔住了張忠謀1000億的擴張步伐。可以說,逆全球化,沒有人會成為贏家。
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