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禁令從點到鏈 美國全面獵殺中國先進製程全解析 (下)  
  2023/08/15
林宏達
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關鍵字:美國;中國;半導體;供應鏈;日本;管制出口;AI;晶片法案;省電;先進製程
圖片來源:網路資訊

(接上篇)

《關鍵2》產能與市場 各國競爭擴廠 供需平衡點受關注

  韓國也全面加速,譚耀南觀察,韓國在尹錫悅上任後,美國加深和韓國的合作,同時尹錫悅也宣布了韓版《晶片法案》和十年發展藍圖,計畫在2026年之前吸引4,220億美元投資,同樣瞄準AI、車用、先進邏輯和記憶體等產品。

  美國去年通過晶片法案,提供390億美元資助在美國本土興建半導體製造,若加上聯邦貸款,總金額達520億美元;後續還有兩千億美元資金將用於新製造計畫和科學研究。美國是目前全世界頂尖IC設計公司最多的國家,對先進製程的需求也最大,因此美國投資半導體的目標,是在美國本土建立兩個最先進的邏輯晶片產業聚落,生產其他類型晶片設施以及相關半導體供應鏈。但更重要的是在研發,今年4月25日,美國政府宣布,將斥資110億美元,在美國各地成立國家級新組織—國家半導體技術中心,結合學界與業界打造下一代晶片技術,預計今年底前開始運作。

  中國的半導體供應鏈則著重在提高自給率。吳金榮估計,目前中國的半導體生產設備自給率只有二到三成,中國雖然在蝕刻等設備上已有突破,但28奈米以下做不出來,上海微電子目前只能做出90奈米製程使用的曝光機,「要能完全自製,10到15年跑不掉」。因此,中國今年重啟大基金二期,大力投資EDA軟體、半導體製造、材料等環節,以提高國產化速度。

  「所有人都在強化自己的供應鏈自保。」一位業界人士觀察。那麼各國拚命擴產,是否會導致供過於求?
  根據麥肯錫估計,半導體產業從現在到2030年之前將持續成長。麥肯錫報告指出,全球半導體市場規模將從2021年的5,900億美元,到2030年達到10,650億美元。吳金榮分析,AI和車用需求將會推動市場進一步成長,但如果中國市場不佳,全球GDP(國內生產毛額)成長率放緩,1兆美元的數字也許要略微下修。但成長的方向不變。以賽亞調研分析,無線通訊、車用、高性能運算,將是未來幾年的成長動能。

《關鍵3》決戰新技術 能源運用效率 半導體下一個戰場

  以賽亞調研預估,從2023到2025年,全球晶圓代工廠的產能仍將以每年5%~6%速度增加。值得注意的是,各國的產業政策都瞄準未來十年高成長的新技術,只要製造出像AI晶片等,價格能提高20倍的產品,就能降低成本影響。

  換言之,當全球半導體市場分成兩大壁壘後,即使少了中國當後盾,整體市場仍會隨著新技術的應用增加而持續成長;但值得注意的是,中國全力提升自給率時,在成熟製程占比愈來愈高,也意味著未來在該領域的競爭可能加劇。

  美系半導體供應鏈一面拖慢中國半導體發展速度,一面加速和同盟國發展新技術。今年傳出美方曾探詢台灣和韓國是否有意在紐約設立半導體研發中心;今年5月,台美科技合作會議擴大舉行。目前,美國國家科學基金會已與台大合作,進行先進人工智慧晶片、矽光子、超低功率人工智慧用記憶體等項目的研發。

  綜觀各國的產業報告,能源效率將是驅動未來半導體商機的關鍵字。日本經產省的報告指出,從2010年開始,全世界對算力的需求每3~4個月增加一倍,但運算所需要的電力也急速增加。

  根據日本政府估計,日本2018年用於AI的電力約為0.7TWH(10億瓦時),大約相當台灣核一廠一座機組的發電量;但到2030年,日本用於AI的電力將達16 TWH,等於22座核能發電機組的供電量。換句話說,下一輪AI晶片的競爭關鍵將是誰更省電,否則就算有晶片,也沒有足夠的電可消耗。

  日本政府也估計,電動車用電池市場將從2019年5兆日圓,成長到2030年的40兆日圓;因此,第三類半導體如碳化矽的市場規模,從2021年到2030年將成長24倍,達到3.4兆日圓,關鍵就在碳化矽能減少能源轉換時的損耗。

  由於未來運算愈來愈要求能源效率,先進封裝、記憶體和先進邏輯晶片仍是各國搶著要的技術。日本更打算大力投資光電融合技術,因為只要能用光代替電傳輸資料,就能降低資料中心四成因傳輸資料產生的能耗。

關鍵時刻 台灣抉擇
明年總統大選 攸關台廠競爭力道

  對台灣來說,地緣政治仍是台灣能否在這場半導體戰爭中勝出的關鍵。現在的態勢是,美國會持續拖慢中國跨入先進製程的進程,同時跟盟國加速發展AI、自駕車等新技術,台商是美中兩大陣營都搶著要的關鍵力量。

  同時,美國也相當謹慎的觀察台灣會不會在政策上倒向中國。「美國不會干預各國的選舉,但會很在意各國政策的穩定度,」譚耀南觀察,「這一次的總統大選相當重要。」他說,如果台灣選擇持續和美國站在同一陣線,而非兩面討好,未來台美還會有機會在各方面更進一步合作。

(本文獲授權轉載自財訊雙週刊)

     
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