不只光刻机!另一项芯片制造关键,将使台积电、三星赴美建厂生变

芯片的整个流程分为设计、制造、封测三块业务,这其中封测最为容易,芯片设计次之,最难的当属芯片制造。而我国在芯片设计和封测这两方面都不弱,差就差在芯片制造,但幸好大陆还有中芯国际和华虹半导体,只是所占份额较少。

在去年第四季度全球前十大晶圆代工厂营收排名中,中芯名列第五、华虹名列第九,而排在第一位的就是台积电,占55.6%,三星占16.4%,位居第二。台积电和三星两家就占到72%,并且也是仅有的能够生产5nm芯片的厂家。

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寒潮停电加重全球芯片供应危机

晶圆代工日趋集中,台积电、三星也成了晶圆代工行业的“香饽饽”!近期,因为芯片禁令影响和其它因素加持,全球芯片短缺现象加剧,已经蔓延到汽车行业,美国几家汽车企业甚至停工减产,于是纷纷找上台积电解决危机。

然而,一场突发事故进一步加重了全球芯片供应危机。近日,突如其来的寒潮袭击了美国,导致全美多地大面积停电,其中德克萨斯州最为严重。而德州还是美国的能源大州,更为重要的是德州还是美国半导体产业的大本营。

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因为这场突然停电,导致了位于德州奥斯汀的三星电子、恩智浦半导体及英飞凌等芯片工厂暂时全面停产,至于何时能够恢复正常供电,恢复正常生产还是个未知数。虽然事先获得通知,未因停电造成意外损失,但停产的损失更大。

芯片代工制造生产线必须要有持续稳定的电力供应,突发停电将会造成巨大损失。因此如果不能确定获得稳定电力供应,芯片工厂绝不敢贸然重启生产。而现在美国的14个州开始轮流限电,那么这些区域内的芯片工厂短期内都无法恢复生产。

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缺电或成芯片代工行业最大威胁

可见,稳定的电力供应对于晶圆代工行业的重要性。大家知道,芯片的制作流程非常复杂,每一颗芯片需要经过数千道工序才能完工。这其中必然要用到大量的半导体设备,并且需要一直维持恒温、高压等各种复杂环境,这一切都需要电。

芯片制造越多,当然用电就越多,并且芯片制造越先进,耗电量将更大。当芯片发展到7nm以下的先进工艺制程后,就必须要使用EUV光刻机,EUV光刻机的耗电量更加惊人。韩国SK 海力士曾表示,EUV 的能源转换效率只有 0.02% 左右。

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按这个转换率计算,一台输出功率250W的EUV光刻机工作一天,将会消耗3万度电。这个数字相当惊人,这还不算,耗电量巨大带来的发热量,还需要冷却系统,也非常耗电。并且随着芯片制程越小,需要的光刻机数量也越多!

像台积电就是响当当的耗电大户,几年前其用电量就达到全台湾的5%以上。随着3nm、2nm等先进制程的量产,未来台积电的用电量将可能超过台湾的10%,这对于台湾的供电能力是个巨大挑战,台积电不得不面对日益紧张的用电危机。

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台积电、三星赴美建厂恐难成行

当然,对于这个问题,张忠谋最为清楚,早在2015年就指出,台积电面临的最大隐忧之一就是缺电。虽然台积电每个芯片厂都有备用电源,但对于产线的巨大损耗,根本顶不了多长时间,如果3nm、2nm工厂出现停电,那么损失将会十分巨大。

因此,台积电近年来积极布局,开始在外建厂,像早已量产的台积电南京芯片厂,还有去年答应去美国建设2nm芯片工厂,还有计划去日本建厂。台积电反复多次最终答应赴美建厂,其中电力供应也是考虑的一个重要方面。

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还有三星,近期也宣布,要斥资170亿美元在美国德克萨斯州奥斯汀市投资建设一个芯片工厂。三星赴美建厂,一方面因为美国去年出台了补贴计划,给提供超过228亿元的补贴,另一方面为了赶超台积电,就近争取美国企业订单。

然而现实的情况是,美国的芯片企业不断外迁,如今只剩下全球12%的产能。主要因为美国的既没有人工优势,又没有市场优势,想盈利太难。并且有富士康赴美建厂失败的前车之鉴,现在一场寒潮又暴露了美国的能源基础设施实情,电力难以稳定供应恐怕会让台积电、三星重新考虑,赴美建厂恐难成行!

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写在最后

如果台积电、三星赴美建厂,有看中美国的补贴,恐怕最终会失望,因为当初答应给富士康的承诺就没有兑现,他们可不是随便出钱的主。台积电也许明白此中道理,因此一直以来反复多次,最后答应也是迫于形势。

现在,连美国的能源大州德克萨斯,在一场寒潮带来的暴风雪都不能保证电力供应,这对于电力损耗巨大的芯片制造厂来说,可是致命的问题,且不说突然断电造成的损失,光停电导致停产的损失,也会让芯片厂难以承受。

不只光刻机!另一项芯片制造关键,将使台积电、三星赴美建厂生变

而这个问题,在我国大陆却根本不是个问题,况且还有全球最大的市场,因此我国才是建厂的最优选择。最近联合国也公布了,我国外资投资已经成为全球第一,这足以证明中国是全球投资环境最好的国家!对此,必须为可爱的祖国点赞!

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页面更新:2024-06-18

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