歐盟正有意拿出上百億歐元的補貼，邀請先進芯片製造商赴歐建廠。歐盟內部市場專員蒂埃里·布雷頓（Thierry Breton）將在4月30日與英特爾、台積電高管進行對話，並將與三星的代表會談。知情人士透露，Breton計劃與英特爾談判的歐洲新廠，規模比歐洲現有最大的晶圓生產基地還要大好幾倍。

Breton還計劃下週見荷蘭半導體巨頭恩智浦、荷蘭芯片製造設備巨頭阿斯麥的代表，討論打造歐洲半導體供應鏈的可能性。

作為“2030年數字指南針”戰略的一部分，歐盟委員會的目標是到2030年讓歐洲在全球半導體生產市場中的份額達到20％，並擁有能生產先進2nm芯片的晶圓廠。這將需要數百億歐元的投資。

但砸下如此巨額的投資，真能換來大的水花嗎？

至少按台積電董事長劉德音、德國智庫Stiftung Neue Verantwortung（SNV）的判斷，歐盟的這一宏圖偉志，並不是個聰明的選擇。

4月初，台積電董事長劉德音公開提到，美國和歐洲擴大其半導體晶圓廠產能的計劃是“經濟上不現實的”，因為這些計劃是為了滿足其自身需求而進行的，如果整個半導體供應鏈轉移到美國和歐洲，或者如果這些地區計劃擴大產能，則將導致大量“非盈利性”企業的產生。他認為現階段晶圓產能短缺是不正常的，而當前晶圓產業的能力足夠滿足正常時期的任何需求。

德國智庫SNV則分析地更為詳盡，在本月發布了一份長達30頁的報告《歐洲半導體製造短缺——為何2nm晶圓廠不是好投資？》，通過回顧過去20年全球芯片產業六大地區的發展態勢，詳細分析歐洲砸巨資發展芯片製造業、建2nm晶圓廠為什麼是一筆白白浪費錢的投資。

一、歐洲想砸錢建2nm廠？過於天真！

德國智庫Stiftung Neue Verantwortung（SNV）技術和地緣政治項目主管Jan-Peter Kleinhans將歐盟追逐先進芯片製造的風險歸為3個因素：

其一，歐洲的致命弱點是缺乏先進邏輯芯片設計能力。歐洲只有少數芯片公司（如恩智浦、意法半導體、愛立信等）需要在7nm、5nm等先進製程節點上設計芯片，致使它們對先進芯片製造的需求微乎其微，這對於台積電、三星等亞洲芯片製造商來說，不存在太大的吸引力。

▲2021年全球7/5nm晶圓出貨量客戶佔比預測

其二，希望歐盟晶圓廠能吸引美國芯片設計公司訂單的想法也過於天真。美國能吸引台積電、三星赴美建廠，是因為美國擁有迄今為止最大的芯片設計產業。但既然擁有美國本土的先進晶圓廠，為什麼美國芯片設計公司要選擇在韓國、中國台灣乃至歐洲生產芯片？

其三，過去20年，先進芯片製造市場基本沒有呈現過整合的趨勢。晶圓廠投資成本飛漲、設備需要維持高利用率等種種難題，導致大多數晶圓廠選擇退出更先進製程的競爭，如今只有英特爾、台積電、三星還在推進先進製程芯片的生產。

▲2010年、2015年、2020年全球各地區晶圓產能分佈情況

如圖顯示了2010年、2015年、2020年六個地區的晶圓總產能。可以看到，過去十年，歐洲（EU）幾乎沒怎麼投資芯片製造，晶圓產能僅增長18%。

相比之下，韓國的產能增長126%，中國台灣的產能增長67%，中國大陸（CN）的產能更是增長了2.05倍。

目前歐洲有近50%的晶圓產能是180nm及以上的節點，主要用在功率半導體、傳感器和其他類型的模擬半導體方面。

在10nm~20nm節點，歐洲的晶圓產能主要來自英特爾在愛爾蘭（14nm）和以色列（10nm）的晶圓廠，目前英特爾這些晶圓廠主要服務於它自身的芯片生產需要。如果以後英特爾開放代工，那情況可能會發生改變，但至少就現在來看，歐洲明顯是在先進製程產能方面佈局最少的地區。

▲2020年12月全球各地區不同製程節點晶圓產能分佈情況

由於改進製造工藝必然伴隨著投資新一代製造設備，因此每個地區的設備支出是分析其投資力度的很好參考指標。

可以看到，從2003年到2020年，全球設備市場從220億美元增長到690億美元，而歐洲在製造設備的投資金額卻呈現下降趨勢，從2003年的25.6億美元減少至2020年的24億美元。

▲2003~2020年全球各地區設備耗資變化

從市佔率來看，2003年，歐洲佔全球設備支出的12%，但到2020年這一數字下降到3%。歐洲、日本、美國在2003年佔有全球設備支出的近60%，這一數字在2020年降至23%，同一時期，中國大陸及台灣、韓國的設備支出總額從2003年的32%左右增至2020年的超過73%。

▲2003~2020年全球各地區設備市佔率變化

那難道是歐洲領先的半導體公司對自家的製造能力投資不足，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能進行了大量投資。如圖，當將資本支出（CAPEX）、利潤率（CAPEX相對於收入）與其他領先的模擬半導體公司進行比較時，可以看到並沒有明顯的差異。

▲2011-2020年全球各地區多家領先半導體公司的平均資本支出利潤率

在過去10年裡，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%）和台積電（30-50%）這樣專注於延續摩爾定律的公司，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越來越多地投資於化合物半導體，如GaN和SiC。這些複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勢。

由於歐洲主要半導體公司都專注於傳感器、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品的數量就比較少，再加上通往先進製程的門檻越來越高，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，建設一個2nm晶圓廠在技術上是可行的，但如果不能確保其可持續發展，則將浪費數百億歐元，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展空間，那麼歐盟首先應該做的，是投資先進芯片設計。

二、為什麼歐盟應該先投資芯片設計？

依賴於“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作，這樣的勞動分工更具成本收益。

如今，無晶圓廠芯片設計公司佔全球集成電路銷售額的近33%，遠高於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。由於無晶圓廠公司可以完全專注於芯片設計，他們擁有半導體行業中最高的研發利潤率，通常是20-30%甚至更高。

▲2011-2020年十大無晶圓廠上市公司研發耗資

如圖顯示了10家最大的無晶圓廠上市公司在過去10年的累計研發投資。此類研發活動使得美國無晶圓廠公司長期保持領先地位，並開發越來越複雜的邏輯芯片。

同期，歐洲無晶圓廠行業的市場份額從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Dialog半導體後，歐洲無晶圓廠的這種下滑趨勢很可能會持續下去。

2013年，歐盟確定需要加強芯片設計能力和無晶圓廠行業。歐盟委員會和該行業計劃“加強其電子設計行業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“歐洲設計聯盟”和“戰略設計倡議”來加強歐盟芯片設計生態系統。

但現實並沒有如計劃那樣發展，相反，歐盟的無晶圓廠產業在過去10年中萎縮了50%。

更糟糕的是，歐盟委員會最新的《2030數字指南針》十年計劃，幾乎只關注製造業，而對芯片設計投資缺乏清晰的願景。

在Jan-Peter Kleinhans看來，如果歐盟不能通過顯著加強其芯片設計生態系統，來創造對尖端晶圓製造的需求，那麼投資於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？

此前在接受德媒採訪時，Thierry Breton曾說，因汽車產業深受缺芯之苦，歐洲有必要強化半導體產業鏈，歐盟對10nm以下的先進製程尤其感興趣，計劃擴充設計和製造的產能。

但先進晶圓廠的建設，真的來得及解決歐洲汽車業的痛處嗎？

答案是作用不大。

大多數汽車芯片都是基於成熟的工藝節點，當前汽車短缺主要是3個因素互相作用的結果。

第一個因素是汽車製造商對汽車市場從疫情中復甦的速度做出了過於悲觀的預測。這意味著汽車製造商及其Tier-1供應商在2020年第二、第三季度停止訂購芯片。

第二個因素是整個汽車供應鏈講究準時交貨，導致汽車製造商以及Tier-1和Tier-2供應商基本上沒有庫存。而當市場恢復比預期更快時，因為沒有庫存，汽車供應商不得不重新訂購芯片，而造一個芯片至少要4~6個月的時間。

第三個因素是員工在家工作致使消費電子產品需求強勁，對半導體產能需求也更大。當汽車供應商增訂芯片時，晶圓廠已經滿負荷運轉，幾乎勻不出更多產能來給汽車廠商造芯片。

在這種情況下，只有當汽車芯片供應商已經用這個特定的芯片廠進行設計，或者如果代工廠為汽車客戶保留了一些產能，歐盟晶圓代工廠才會有所幫助。

但後者不太可能，因為消費電子產品也需要大量的產能，歐盟晶圓代工廠也需要為這些客戶服務。因此即便歐盟建設自己的晶圓代工廠，也難解汽車芯片短缺的燃眉之急。

結語：歐盟大舉投資先進晶圓製造，並非明智之舉

總而言之，德國智庫SNV分析認為，歐盟大舉投資先進晶圓製造是不明智的。

儘管此前曾有強化歐洲半導體產業的相關努力，但這些的成效不太顯著。過去三十年裡，歐盟半導體產業在全球的市場份額僅有約10%。

既沒有先進晶圓廠、又沒有先進邏輯芯片設計能力的歐洲，如果在沒有可行商業案例的情況下投資先進邏輯晶圓廠，很可能會浪費數十億歐元的公共和私人資金，是“徒勞的努力”。

由於歐洲自己的半導體行業主要是在落後的尖端和成熟的工藝節點上設計邏輯芯片，用於工業和汽車應用，因此，SNV得出結論，如果歐盟想在當下投資晶圓廠，這些投資應該集中在14nm及以上的後端晶圓製造上。

此外，歐洲發展芯片的關鍵問題不僅僅是晶圓製造，缺乏先進的邏輯芯片設計才是歐洲的致命弱點。但在歐盟委員會發表的《2030年數字指南針》十年計劃中，顯然未將芯片設計排在發展的優先級。

在歐洲出現先進芯片製造需求之間，如果強行增設晶圓廠，往好了說是樂觀，往差了說，則是有些天真了。