美《芯片法案》说清楚讲明白 中美二选一?何谓成熟制程?
来源:梁燕蕙 发布时间:2022-08-04 分享至微信

美国众议院议长裴洛西(Nancy Pelosi)在国会大厦签署晶片与科学法案(CHIPS and Science Act 2022)。 法新社

美国众议院议长裴洛西(Nancy Pelosi)在国会大厦签署晶片与科学法案(CHIPS and Science Act 2022)。法新社


美国众议院日前通过晶片与科学法案(CHIPS and Science Act 2022),补助半导体晶圆厂扩产新建的520亿美元联邦补贴,终于获得国会授权拨款,而在美国国会图书馆(Library of Congress)网站揭露的待签法案(enrolled bill)细节里,清楚揭示取得补助的业者,不得在中国或任何其他不友善地区,进行实质性扩产投资(material expansion),仅列出除外条款(exceptions)可以允许业者赴中国投资扩产。


对于在中国设有晶圆厂的台积电、三星电子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)等台韩业者,以及在中国经营封测厂的英特尔(Intel)、美光(Micron)等美系业者,已先后透露申领美国联邦补助、挹注在美新建扩产晶圆厂之意。


台韩半导体业者在中国设厂状况

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台积电近年微缩制程量产时间

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三星V-NAND量产大事纪

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究竟除外条款有哪些?涉及除外条款的先进制程与成熟制程定义为何?在长达10年的补助期间,赴中投资的限制是否一成不变?还是与时俱进?在法案规定当中,是否隐藏着让业者必须再三考虑的陷阱?以下将分别讨论。


投资中国OK 不过有但书


在这项编号HR 4346简称晶片法案(CHIPS Act)攸关520亿美元的拨款规定里,开宗明义禁止(prohibition)受补贴业者在未来10年间、赴中国投资扩产半导体制造产能;但若是用于成熟制程晶片、在中国既有厂房或设备的投资,以及大规模投资成熟制程晶片,主要服务中国当地市场需求者,则不在此限。


这意味着,包括台积电南京厂、松江厂,三星西安厂,SK海力士无锡厂、大连厂,以及美光、英特尔位于西安、上海、成都厂等既有厂房与设备,在未来10年仍有继续投资扩产的机会,甚或台韩美系半导体制造商未来在中国新建厂房的可能性也存在。


只不过,拨款法案虽然给出了回旋空间,但无论是否服务于中国市场需求,还是有部分产品出口海外市场,关键仍在于「成熟制程晶片」(legacy semiconductor process)的定义为何?这是厂商获得美方许可、赴中投资的判准要素。


「成熟制程」判定由商务部说了算


美国国会在讨论晶片法案过程中,不少参众议员屡屡提出应该大幅设限赴中国投资,反映出晶片法案补贴拨款,着意要与中国脱勾的初衷。而在拨款条件上,更强调来自美国纳税人的联邦补贴,绝不能用于替中国半导体产业扩张作嫁,因此最后限定只有「成熟制程晶片」许可赴中国投资,至于先进制程则一律禁止。


而在界定成熟制程晶片时,现阶段在逻辑晶片领域,以28奈米(含)制程以上划归成熟制程,但由于三星、SK海力士、美光、英特尔等目前在中国营运的记忆体厂与封装厂、均不属于前段晶圆厂设施,因此攸关记忆体技术、类比技术、封装技术等,关于成熟制程的认定,则交由美国商务部部长,协同国防部长、国家情报总监商议后决定。


如此一来,以现阶段而言,台积电即便向美国申领联邦补贴,挹注亚利桑那州凤凰城晶圆厂Fab 21兴建,也能继续营运无虞在中国南京、松江厂的28奈米制程产线。至于三星、SK海力士、英特尔、美光赴中国投资认定,仍有待商务部拍板。


然关于台积电在中国16奈米制程产线,未来10年在取得美国政府补贴后,即便是扩增既有晶圆厂的产能或升级设备,都必须向美国归还补贴资金,而这个处罚(penalty)恐怕还只是小事,其外溢效应恐怕才是大麻烦,这点容后讨论。


记忆体「成熟制程」如何认定?


目前仍在西安生产3D NAND的三星,在大连、无锡生产NAND与DRAM的SK海力士,以及在上海、成都、西安等地设有CPU与DRAM封测厂的英特尔与美光,在取得美国联邦政府补贴后,头上也与台积电一样,戴上赴中国投资扩产的紧箍咒。


不过,相较于攸关逻辑晶片前段晶圆制造领域的成熟制程晶片,现阶段以28奈米(含)制程以上节点为限,记忆体晶片、封测甚至类比晶片等领域,将如何认定许可赴中投资的「成熟制程」,仍有待商务部拍板。


但以三星为例,截至2021年底,各大原厂的主力制程仍在96层与128层,预计176层的产能占比,可望从5%进一步提升至2022年上看25%以上。尽管三星在3D NAND的先进制程推进,稍晚于美光、SK海力士均已量产176层NAND,该公司透过新闻稿正式公布的V-NAND量产时程,仍停留在128层。


值得注意的是,有鉴于中国第一大NAND原厂长江存储业已推进到128层量产稳定阶段,更摩拳擦掌企图迈向192层,日前路透(Reuters)引述多达4位消息人士透露,美国政府传出正考虑限制美系设备商供货在中国的记忆体业者,此举虽指向锋头渐显的长江存储128层NAND量产推进,但恐将殃及也在中国设厂的三星与SK海力士。


有鉴于美国政府似乎有力阻长江存储迈向128层(含)以上继续推进之意,假设商务部随后认定3D NAND以128层为「先进制程」,那么受到波及的三星以及接受英特尔大连晶圆厂的SK海力士,是否只能在中国设立96层(含)以下或将被认定为「成熟制程」的NAND产线?


由于大连厂业已推进到144层量产,虽然目前还不清楚三星在西安厂导入哪一世代NAND产线,但未来假使取得美国政府补贴后,三星与SK海力士均只能被补贴紧箍咒限制在中国量产96层NAND,恐怕在成本效益上,难与美光竞争。


尤其美光甫于日前宣布232层NAND业已量产出货,紧追的SK海力士也随后宣布238层预计2023年量产,未来韩厂若是要在中国继续经营NAND产线,取得美国政府补贴的紧箍咒,恐将迫使其与美系业者的竞争力,愈拉愈开。中国市场商机与在中国产线经营,究竟会让韩厂做出何种抉择?


厂商赴中投资有无回旋余地?


以逻辑晶片为例,台积电是否还有机会在中国厂导入16奈米节点量产?可能性的确存在,由于晶片法案为了确保前述限制,与半导体产业发展与美国出口管制法规保持同步,国会要求商务部长协同国防部长和国家情报总监,在参酌产业建议后,必须定期重新考量,究竟哪些技术受此禁令约束。


在拜登(Joe Biden)总统签署立法执行开始,美国商务部长必须要在2年内、采纳业界意见,重新界定「成熟制程」定义,然后公示于众,这也意味着,当半导体业界未来2年迈向3/2奈米最尖端先进制程成功量产后,14/16奈米节点仍有机会,被法案补贴执行单位认定为「成熟制程」,只不过,现阶段仍在禁止之列。


同样的情况也适用于记忆体业者,假使96层NAND被商务部认定为现阶段「许可」赴中投资扩产的判准,未来2年后放宽为许可128层NAND赴中国扩产,仍有可能。更新判准的前提,仍在于半导体产业的技术推进,在未来10年间补助期间,美国商务部长必须每2年检讨一次,公示于众。


只不过,即便中国营收贡献台积电10%占比,那贡献三星、SK海力士等韩厂上看3成的中国营收,真能接受中国产线采不利成本效益的「成熟制程」投产吗?尤其在景气不佳的日子里,成本就是企业实现获利的锱铢必较,且看韩厂如何抉择?


值得注意的是,晶片法案提出的投资中国但书条款,一来以「成熟制程」紧箍咒限制了取得补贴厂商赴中投资的技术导入,另一方面,表面上虽然以收回补贴金额作为厂商踩红线的处罚,但日经亚洲评论(Nikkei Asia)报导指出,厂商不仅被要求在中美对抗态势下选边站,美国国会「许可」业者得以赴中国投资成熟制程的「例外条款」,与其说是从业者角度考量,倒不如说是权衡之后、认清产业现实面,尽可能减少美国利益受损的妥协。

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