想要先進製程晶片,找台積電設廠就能搞定?英特爾才是美國政府的寶

2022-09-28 09:40

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雖然找台積電就能製造先進製程晶片,但美國政府不放棄英特爾。(圖/英特爾)

雖然找台積電就能製造先進製程晶片,但美國政府不放棄英特爾。(圖/英特爾)

新冠肺炎疫情對產業結構帶來根本性的改變,加上美國與中國欲將全球價值鏈內在化(internalization)所引起的去全球化,中期恐怕難以有太大改變。這種趨勢若延續下去,中國的半導體業者很難再以全球競爭者的姿態壯大。反觀美國,為了將全球半導體供應鏈吸引到境內,預估會傾注全力施展支持政策。

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在美國境內擁有生產設施的企業

若考慮目前晶片短缺對產業可能造成的影響,美國極可能建立生產涵蓋所有價位晶片的半導體供應鏈。目前在美國境內擁有8吋與12吋晶圓廠的美國業者有英特爾、格羅方德、恩智浦半導體(NXP Semiconductor)、德州儀器(Texas Instruments)、高塔半導體(Tower Semiconductor)、安森美半導體(ON Semiconductor)等(編按:英特爾2022年2月15日宣布以54億美元收購高塔半導體)。

強化英特爾的製造能量與美國晶片製造崛起的交會點

美國晶片製造崛起的核心是確保製造能量,若要提高美國的晶片製造能量,必須①吸引台積電與三星電子這種國外企業到美國興建採用先進製程的工廠,或者②由美國企業自主研發先進製程,在美國境內設廠。

美國將對台積電與三星電子提供獎勵措施,鼓勵兩家業者在美國設廠,並且導入先進製程,但從國家安全的角度來看,設法提高英特爾的製造能量還是比較迫切。英特爾目前是美國晶片製造的領先業者,英特爾除了獲得政府的建廠補助,也將獲得美國國防部的強力支持。

雖然英特爾不見得能迅速開發出採用EUV製程的晶片製造技術,但就美國政府的立場,還是無法放棄英特爾。萬一英特爾不能如美國政府的期待,恢復製造上的競爭力,英特爾將會利用台積電位在美國的工廠代工生產。

台積電與三星電子

台積電與三星電子在美國設廠,應該採用五奈米以下的先進製程。通常大規模設廠會對業者造成極大的設備投資負擔,但美國亟欲以晶片製造崛起,各項補助政策可助業者減輕負擔。台積電可因此①降低地緣政治上的風險,②避免近期因氣候變化造成的缺水問題,③不至於放棄獲得美國政府大規模補助的機會。2021年4月台積電宣布千億美元投資計劃,預定「未來三年投資一千億美元」提高晶片產能。這應是台積電評估美國政府的租稅減免制度,在2024年以前最多可獲得40%優惠所做的決定。

三星電子若利用美國的獎勵政策,則可有更多套劇本。目前先進製程晶圓代工市場由台積電與三星電子兩強瓜分,若英特爾在美國政府積極扶植之下成功恢復競爭力,市場就會變成三強鼎立。萬一三星電子未像台積電與英特爾積極利用美國的補助政策,或美國將晶片製造與國家安全掛鉤,強化原產地規範,三星電子可能陷入不利地位。假設美國阻止中國取得EUV光刻設備,三星電子就必須積極考慮在美國擴充晶圓代工產能。

三星電子也可能分割晶圓代工事業成為獨立子公司,讓晶圓代工子公司在美國那斯達克證券交易所上市,利用首次公開募股取得投資設廠的資金。未來三年內晶圓代工產業的價值應該都會獲得相當高的評價,全世界對碳化矽(SiC)等化合物半導體(compound semiconductor)的需求預估將會成長,三星電子也可能進軍化合物半導體領域。

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全球半導體設備企業

由於未來半導體業者可能集中在美國進行投資,對總公司就在美國的應用材料公司(Applied Materials)、科林研發(Lam Research)等半導體設備業者而言,後續發展性看好。預估2022年半導體業者應會對快閃記憶體增加投資,2023年進入MEC晶片需求週期的景氣繁榮時期。由於2024年是美國政府提供投資租稅抵減40%的最後一年,中期投資力道將是「晶圓代工>快閃記憶體>DRAM」。

不過所有半導體投資將以艾司摩爾為中心展開,因為晶圓業者若要興建12吋晶圓廠,艾司摩爾的光刻機台絕不可少。預估未來零組件的價格會全面上升,線寬製程持續微縮,機台價格也會上漲,但新冠肺炎疫情逐漸趨緩,將可期待業者增加產線人力與產量。與EUV設備相關的供應鏈業者,例如:科磊(KLA-Tencor)、日本的雷泰光電(Lasertec)等,未來發展性看好。東京威力科創(TEL,Tokyo Electron)雖然未列在上頁的供應鏈整理表上,但東京威力科創的設備在構成EUV製程也接近於市場獨占,預估也可受惠。

美國的晶片製造崛起表面上的目的是,2030年以前要將沒有經濟支持就會往中國聚集的晶圓廠留在美國。只要美國與中國彼此都希望建立自主且排他的半導體供應鏈,預期2030年以前有高額設備投資計劃的企業都會往美國投資。韓國的晶圓代工領域,營收比例高的企業有圓益艾伯斯(Wonik IPS)、比思科(PSK)等。

半導體零組件與材料

美國的半導體零組件與材料企業有陶氏公司(Dow)、杜邦(Du-Pont)、空氣產品公司(Air Products & Chemicals)、液空(Air Liquide)等,都是銷售遍及全球的化學與材料業者。日本JSR已經在美國投資EUV光阻液(photoresist)的生產設施,後續在新世代光阻液市場大有可為的Inpria也是美國企業(編按:2021年9月17日,JSR加碼買進美國半導體材料廠商Inpria公司的79%股份。再加上JSR在之前取得的21%股份,Inpria成為JSR全資子公司)。

若三星電子在美國增加投資,對原本就與三星電子長期合作、已經在美國設廠或有意進軍美國的韓國企業也會是發展機會,例如:Soulbrain與ENF Technology已經在美國有據點、SK Materials具有投資潛力。這些公司的投資策略都值得留意。

OSAT與相關設備市場

由於製造晶片的晶圓代工產業重要性增加,晶片封裝、測試等後段製程的重要性也跟著提升。美國欲成為晶圓代工的產業重地,不惜祭出比中國力道更強的發展政策,艾克爾(Amkor)等負責封裝與測試的後段製程業者未來發展性也相當看好。此外,由於五奈米以下的先進製程生產將會增加,彈簧針連接器(pogo pin)、原子力顯微鏡(AFM,Atomic Force Microscope)領域的需求將會成長,後段製程普遍使用的雷射雕刻機(laser marker)、鑽孔機(driller)等設備業者的業績同樣成長可期。

化合物半導體時代腳步近

化合物半導體是由週期表兩個以上不同族的化學元素構成。依照應用材料公司的資料顯示,化合物半導體有直接能隙(direct bandgap)、高絕緣崩潰電場(breakdown field)、高電子遷移率(electron mobility)等,優於矽的材料特性,可實現光子(photon)、高速、高效能元件技術。化合物半導體內部的電子比在矽基半導體移動快,最多比目前快上一百倍。

化合物半導體在低電壓也能運作,可發光與偵測,還可產生超高頻(ultra high frequency),具有磁力敏感度與熱阻(thermal resistance)。基於這些材料特性,化合物半導體用在資料儲存、傳輸、偵測等用途時,能源消耗遠低於既有的半導體材料,滿足5G、物聯網、電動車等領域重視的材料條件。

SK集團(SK Group)應是樂見美國發展全球供應鏈內在化的韓國企業。雖然化合物半導體是韓國競爭力較薄弱的領域,但SK集團的子公司SK Siltron併購了杜邦的碳化矽晶圓事業部(Silicon Carbide Wafer)。化合物半導體雖然不易製造成大尺寸晶圓,主要生產4吋與6吋晶圓,但美國業者科銳(Cree)量產的8吋晶圓獲得業界高度評價。若SK Siltron也能成功量產8吋晶圓,在化合物半導體市場的地位將大幅提升。

作者介紹:金榮雨(김영우)

韓國最可靠的分析師,SK證券研究中心高級研究員。

頂尖IT專家和資深人士,被譽為「韓國最可靠的分析師」。從半導體到大數據,再到AI,以涵蓋軟硬體的廣泛知識和洞察力而聞名,多次在「最佳分析師獎」中榮獲半導體和顯示領域的最佳分析師,在2017年獲得「最值得信賴的分析師」特別獎。

他撰寫的許多報告在業內廣受討論、廣為人知。IPhone採用三星OLED和預告巨大投資的「藍蘋果」、預言全球科技股快速增長的「川普時代和IT典範轉移、IT超級週期」、「中國製造與美國製造:爭霸」、到再次分析大企業統治世界的「巨人」,皆以出色分析和深入洞察力被譽為「值得信賴的報告」。

延世大學經濟系畢業後加入三星人壽負責策略,之後獲得卡內基美隆大學信息系統(IS)碩士學位和紐約哥倫比亞大學國際經濟與金融碩士學位。曾就職於三星SDI策略規劃團隊。他首先於 HMC Investment & Securities擔任分析師,後轉到SK證券研究中心,擔任高級研究員和積極策略團隊負責人。


本文經授權轉載自商業周刊《半導體投資大戰:為什麼美、中、台、韓都錢進半導體?了解全球半導體商機的第一本書》

責任編輯/郭家宏

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