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Europe 德國智庫：歐洲建2nm晶圓廠是徒勞的努力( 二 )


Europe 德國智庫：歐洲建2nm晶圓廠是徒勞的努力
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▲2003~2020年全球各地區(qū)設(shè)備耗資變化
從市占率來看，2003年，歐洲占全球設(shè)備支出的12%，但到2020年這一數(shù)字下降到3% 。歐洲、日本、美國在2003年占有全球設(shè)備支出的近60%，這一數(shù)字在2020年降至23%，同一時期，中國大陸及臺灣、韓國的設(shè)備支出總額從2003年的32%左右增至2020年的超過73% 。
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▲2003~2020年全球各地區(qū)設(shè)備市占率變化
那難道是歐洲領(lǐng)先的半導體公司對自家的制造能力投資不足，從而變得越來越依賴海外代工廠嗎？未必 。
雖然歐洲公司在邏輯半導體方面高度依賴海外晶圓廠，但一些歐洲公司對自身產(chǎn)能進行了大量投資 。如圖，當將資本支出（CAPEX）、利潤率（CAPEX相對于收入）與其他領(lǐng)先的模擬半導體公司進行比較時，可以看到并沒有明顯的差異 。
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▲2011-2020年全球各地區(qū)多家領(lǐng)先半導體公司的平均資本支出利潤率
在過去10年里，模擬半導體供應商的資本支出利潤率在3%到15%之間 。像英特爾（15-25%）和臺積電（30-50%）這樣專注于延續(xù)摩爾定律的公司，資本支出利潤率要高得多 。
當升級舊晶圓廠或建造新晶圓廠時，歐洲IDM越來越多地投資于化合物半導體，如GaN和SiC 。這些復合材料的物理特性對尤其是功率半導體、射頻芯片等半導體提供了巨大的優(yōu)勢 。
由于歐洲主要半導體公司都專注于傳感器、電源管理和射頻半導體，因此它們在這方面做更多投資，本身歐洲IDM芯片最終用在消費電子產(chǎn)品的數(shù)量就比較少，再加上通往先進制程的門檻越來越高，歐洲在先進邏輯半導體方面的投資越來越少，也不足為奇 。
在Jan-Peter Kleinhans看來，建設(shè)一個2nm晶圓廠在技術(shù)上是可行的，但如果不能確保其可持續(xù)發(fā)展，則將浪費數(shù)百億歐元，也與歐洲長期的投資趨勢背道而馳 。
而如果要使得先進晶圓廠有長期的發(fā)展空間，那么歐盟首先應該做的，是投資先進芯片設(shè)計 。
二、為什么歐盟應該先投資芯片設(shè)計？
依賴于“摩爾微縮”的邏輯芯片通常是通過無晶圓廠公司和晶圓廠的協(xié)作，這樣的勞動分工更具成本收益 。
如今，無晶圓廠芯片設(shè)計公司占全球集成電路銷售額的近33%，遠高于2000年的9% 。
美國擁有65%的市場份額，是迄今最大的無晶圓廠公司聚集地 。由于無晶圓廠公司可以完全專注于芯片設(shè)計，他們擁有半導體行業(yè)中最高的研發(fā)利潤率，通常是20-30%甚至更高 。
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▲2011-2020年十大無晶圓廠上市公司研發(fā)耗資
如圖顯示了10家最大的無晶圓廠上市公司在過去10年的累計研發(fā)投資 。此類研發(fā)活動使得美國無晶圓廠公司長期保持領(lǐng)先地位，并開發(fā)越來越復雜的邏輯芯片 。
同期，歐洲無晶圓廠行業(yè)的市場份額從2010年的4%下降到2020年的2% 。目前歐洲只剩下兩家公開上市的無晶圓廠芯片設(shè)計公司，分別是總部在英國的Dialog半導體和總部在挪威的Nordic半導體 。隨著日本瑞薩電子宣布收購歐洲最大的無晶圓廠企業(yè)Dialog半導體后，歐洲無晶圓廠的這種下滑趨勢很可能會持續(xù)下去 。
2013年，歐盟確定需要加強芯片設(shè)計能力和無晶圓廠行業(yè) 。歐盟委員會和該行業(yè)計劃“加強其電子設(shè)計行業(yè)和無晶圓廠半導體公司的實力” 。2018年，歐盟委員會再次計劃通過“歐洲設(shè)計聯(lián)盟”和“戰(zhàn)略設(shè)計倡議”來加強歐盟芯片設(shè)計生態(tài)系統(tǒng) 。
但現(xiàn)實并沒有如計劃那樣發(fā)展，相反，歐盟的無晶圓廠產(chǎn)業(yè)在過去10年中萎縮了50% 。
更糟糕的是，歐盟委員會最新的《2030數(shù)字指南針》十年計劃，幾乎只關(guān)注制造業(yè)，而對芯片設(shè)計投資缺乏清晰的愿景 。
在Jan-Peter Kleinhans看來，如果歐盟不能通過顯著加強其芯片設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)，來創(chuàng)造對尖端晶圓制造的需求，那么投資于先進晶圓廠將是徒勞的努力 。
三、歐洲建芯片工廠，能否緩解汽車芯片緊缺？
此前在接受德媒采訪時，Thierry Breton曾說，因汽車產(chǎn)業(yè)深受缺芯之苦，歐洲有必要強化半導體產(chǎn)業(yè)鏈，歐盟對10nm以下的先進制程尤其感興趣，計劃擴充設(shè)計和制造的產(chǎn)能 。
但先進晶圓廠的建設(shè)，真的來得及解決歐洲汽車業(yè)的痛處嗎？

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