12月中旬,南韓**尹錫悅與荷蘭首相馬克·呂特發表聯合宣告,在雙方之間建立“半導體聯盟”。 雙方一致認為,兩國在全球半導體鏈條上具有特殊的互補關係,重申了打造涵蓋**、企業和高校的半導體聯盟的決心。 為此,雙方同意在經貿部門之間建立新的半導體對話協商機制,同時促進半導體專業人才的培養。
陪同尹錫悅的還有三星電子和SK海力士的高階管理團隊,這兩家公司都是荷蘭ASML公司的主要客戶。
在瞬息萬變的全球半導體市場中,尹錫悅挺身而出,幫助三星電子和SK海力士支援的南韓半導體產業,凸顯了南韓保持和提高半導體競爭力的決心。
幾周前,三星電子老闆李在鎔前往荷蘭,與ASML簽署了一項重要協議。 從荷蘭返回南韓後,李在鎔表示,他對與ASML達成的協議感到滿意。 在EUV競爭日趨激烈的當下,對於三星、英特爾、台積電三巨頭來說,誰先拿到ASML最先進的EUV裝置,誰就拿到了多少,誰就擁有了未來先進製程晶元競爭的先機。 正因為如此,李在鎔甚至尹錫悅都如此積極地奔跑。
據悉,根據協議,ASML將在五年內提供共計50臺裝置(不僅限於EUV光刻機),每台單價約為2000億韓元(約合11臺)。2億元),總價值高達10萬億韓元(約合人民幣551億元)。
爭奪最先進工藝。
根據三星電子、台積電和英特爾的計畫,3nm工藝的量產將在2024年至2024年實現,2nm的量產將在2024年實現。 其中,三星與台積電的競爭激烈,台積電3nm依然堅持採用改進的Finfet電晶體技術,三星選擇了Gaafet技術。 目前,台積電3nm繼續保持市場領先地位,並已收到全球大多數主要客戶的訂單。
三星電子於2024年推出第二代3nm工藝,並計畫在2024年量產2nm工藝。到2024年,4nm將趕上台積電。
2024年,三星將推出2nm(SF2)工藝,據報道,該工藝將採用背面電源技術,可以進一步提高效能,因為電源電路被移到了晶元的背面,為前面整合了更多的電晶體留出了空間。
在2nm工藝之後,三星將增加電晶體的奈米片數量,這可以增強驅動電流並提高效能,因為更多的奈米片允許更多的電流流過電晶體,從而增強其開關能力和執行速度。 更多的奈米片還可以實現更好的電流控制,有助於減少漏電流,從而降低功耗。 改進的電流控制還意味著電晶體產生的熱量更少,從而提高了電源效率。
據南韓**稱,三星晶圓代工部門正在整合優勢資源,快速推進其2nm生產計畫。
台積電還計畫在2024年推出2nm工藝,該工藝也將使用奈米片工藝,屆時三星在GAA電晶體方面已經有很多經驗,這將對代工廠有利。 因此,三星對2nm工藝寄予厚望,無論是製程技術還是良率,都能與台積電抗衡。
近日,台積電已開始2nm的預生產,並有望引入最先進的AI系統,以加速試產效率。 目標是今年試生產近1000件,試產成功後,將介紹竹科寶山Fab 20工廠的後續建設,工廠團隊將衝刺到2024年風險試產和2024年量產目標。
EUV器件正變得越來越重要。
無論是圍城的三星電子,還是守城的台積電,都要打2nm工藝量產的仗。 製造工藝越先進,對EUV光刻裝置的依賴性就越高,而此時,ASML佔據了這個舞台。
據悉,2024年,ASML計畫生產10臺可生產2nm晶元的EUV器件,而英特爾可能已經提前獲得了其中的6臺。 在這種情況下,三星和台積電在這方面的競爭將更加激烈。
在半導體裝置領域,南韓在半導體測試等後端裝置國產化方面取得了重大進展,在前端裝置方面,光刻機和離子注入機仍處於零國產化狀態。 南韓在前8大半導體裝置的國產化率如下:熱處理(70%)、沉積(65%)、清洗(65%)、平坦化(60%)、蝕刻(50%)、測量分析(30%)、光刻(0%)、離子注入(0%)。
因此,三星需要為南韓帶來更多的EUV和離子注入裝置,以及後續服務和技術支援,以提高其先進工藝開發和大規模生產的效率。 為此,三星電子與ASML簽署了價值1萬億韓元的信函(7.)。55億美元)。兩家公司將在南韓投資建設半導體研究工廠,以開發EUV技術。 三星電子副董事長兼裝置解決方案部門負責人Kyung Kye-Hyun強調,該協議將幫助其獲得下一代高NA(數值孔徑)EUV光刻裝置。
在即將落成的南韓京畿道東灘市半導體研究工廠,ASML和三星電子的工程師將共同改進EUV技術。 當然,這並不是為了在南韓製造光刻機,而是為了與ASML建立更深層次的合作夥伴關係,以便三星能夠更好地使用最新的EUV器件。
先進的儲存晶元也在追求EUV
此外,近年來,先進的儲存晶元也需要EUV,在這方面,三星電子和SK海力士仍然是需求大戶,這兩家公司在這方面正在與美光科技競爭。
近年來,儲存晶元,尤其是DRAM的製程已經進入10nm和20nm時代,並且越來越接近10nm,以至於常用的DUV光刻機難以滿足最先進的工藝DRAM的要求,行業內三巨頭逐步將EUV裝置引入生產線。
2020 年 3 月,三星電子率先使用 EUV 光刻機生產 DRAM2024年7月,SK海力士宣布已使用EUV量產LPDDR4儲存器2021 年 10 月,三星電子開始大規模生產採用 EUV 的 14nm DRAM。
標準DRAM晶元的需求遠大於單一型別的邏輯晶元,三星電子的1ZNM工藝DRAM量產結果表明,與DUV光刻機相比,EUV大大簡化了製造工藝,不僅可以大大提高光刻解像度和DRAM效能,還可以減少使用的掩模數量, 從而減少工藝步驟,降低缺陷率,大大縮短生產週期。
儘管EUV掩模的成本(數百萬美元)遠高於DUV,但使用EUV光刻機批量生產DRAM更具成本效益。
近兩年,三星電子和SK海力士將EUV光刻機引入1ZNM工藝,DRAM量產進展順利,演進到第五代1工藝。 相對而言,DRAM三巨頭美光則比較保守,沒有立即跟進EUV的使用。 然而,在 2022 年,在看到使用 EUV 生產 DRAM 的諸多好處後,美光無法忍受。
據悉,美光將把EUV光刻機引入公司在日本的新生產線,在1-gamma工藝上投資約36億美元,美光可以從日本獲得15億美元的補貼**。
顯然,在用EUV製造DRAM方面,這兩家南韓巨頭已經走在了前面。 南韓**出面推動與荷蘭、ASML的深度合作,這將有助於三星和SK海力士儲存晶元未來公升級。
應對日本的半導體復興。
最近,南韓**一直如此積極地參與當地半導體產業的發展,另乙個刺激因素是日本**和該行業正在共同行動,以振興當地的半導體產業。
日本企業一度主導全球半導體市場,在80年代後期佔據了50%以上的市場份額,但目前的份額已降至10%左右。 雖然在功率半導體、半導體裝置、材料等部分領域仍具有競爭力,但總的來說,日本需要的許多類別的晶元都依賴進口,尤其是先進工藝晶元(16nm及以下),其本土市場幾乎是一片沙漠。
近兩年來,日本**一直致力於提公升本土先進工藝晶元的製造能力,並採取了一系列措施。
為了打造本土半導體鏈,日本提供了大量補貼,不僅吸引台積電落戶日本,PSMC還將與日方合資在宮城縣設立工廠,加上聯電現有的三重縣晶圓廠,台灣四大晶圓代工廠中的三家, 中國已部署在日本。
據悉,台積電熊本新工廠主樓已完工並搬遷至機器,預計將於2024年第四季度開始量產。 台積電也有可能在日本建立第二座晶圓廠。
除了鼓勵外國企業在當地投資建廠外,日本**還於2024年8月組織了由豐田、索尼、NTT、NEC、軟銀、電裝、鎧俠、三菱UFJ等8家日本公司和官員共同成立的Rapidus公司,目標是2024年開始試產2nm晶元,2024年量產。
據日本稱,ASML將於2024年在日本北海道設立乙個新的技術支援中心,以協助Rapidus的2nm晶圓廠安裝和維護EUV光刻裝置。
Rapidus董事長Tetsuro Higashi表示,為了建立最先進的晶元生產線,預計將投資7萬億日元(約合540億美元),以便在2024年量產。 此前,八家參股公司和日本**提供的補貼資金遠遠不夠。 今年4月,日本經濟產業省敲定了向Rapidus額外提供3000億日元(約合22)的計畫7億美元)的補貼。但這還不夠,他們需要下很大的賭注。
日本雖然在先進工藝晶元方面實力較弱,但該國在半導體材料方面處於世界領先地位,半導體前端工藝常用的材料共有19種,其中14種由日本企業主導,尤其是10nm以下工藝的光刻膠,基本只由日本企業生產。 這對南韓來說是乙個很大的問題,因為南韓先進晶元製造所需的關鍵半導體材料大部分都需要從日本進口,4年前,因為一些事件導致兩國和人民之間的對抗,日本切斷了向南韓出口相關半導體材料的渠道, 尤其是光刻膠,南韓的相關技術和產品沒有競爭力。這使得南韓**和相關公司,尤其是三星電子和SK海力士,非常被動。
今年上半年,日本產業創新投資公司(JIC)同意收購光刻膠巨頭JSR,後者擁有約30%的全球市場份額。 這個投資機構的背後是日本**。
光刻膠是光刻工藝中最核心的材料,其純度和質量直接決定了晶元的良率。
三星集團CEO曾說過:“如果缺少光刻膠,那麼光刻機就是一堆廢金屬。 ”
2024年,日本反韓,不允許日本向南韓出口光刻膠,這極大地影響了三星電子先進工藝晶元的生產,尤其是良率直線下降,因為只能使用純度不足的光刻膠。
南韓吸取了教訓,當時南韓決心加強本土半導體材料能力。 2024年12月,三星宣布,東進半導體研發的EUV光刻膠已成功應用於晶元生產,東進也是首家將EUV光刻膠國產化到量產水平的南韓公司。
Dongjin Semichem在日本實施出口管制後開始開發光刻膠,2024年,ASML南韓前CEO金英善被聘為副會長,為進軍EUV光刻膠業務奠定了基礎。 據韓媒ETNews報道,東進半導體已經制定了高數值孔徑EUV光刻膠的開發路線圖,從今年下半年開始研發專案,目標是最早在2024年上半年完成技術開發。
結語。 英特爾的改變,讓先進製程的競爭更加激烈,行業前三在2nm製程晶元量產到來的時候,將來到歷史程序中最接近的時候,無論是技術還是量產能力,都很可能是幾十年來最小的差距,同時也是三者的競爭。
隨著應用需求的發展,儲存晶元對工藝技術的要求越來越高,發展到10nm以下的先進工藝只是時間問題。
日本作為曾經的亞洲半導體產業霸主,後來被南韓拉下台,如今,日本已經走上了復興之路。
面對這些競爭和壓力,南韓**及相關企業不斷強化競爭意識,不進則退,需要採取更多行動和措施來維持行業地位。