12月中旬，韓國總統尹錫悅與荷蘭首相馬克·呂特發表聯合聲明，雙方建構「半導體同盟」。雙方一致認為，兩國在全球半導體供應鏈中有著特殊的互補關係，並重申建構覆蓋政府、企業、大學的半導體同盟的決心。為此，雙方商定新設經貿部門之間的半導體對話協商機制，同時推動半導體專業人才培育計畫。

陪同尹錫悅出訪的還有三星電子和SK海力士公司的高階主管團隊，這兩家晶片巨擘都是荷蘭ASML公司的主要客戶。

在變化多端的全球半導體市場，為了幫助由三星電子和SK海力士支撐的韓國半導體產業，尹錫悅走到了前台，凸顯出韓國政府對於維持並提升本國半導體競爭力的決心。

幾週前，三星電子老闆李在鎔到荷蘭與ASML簽署了重要協議。從荷蘭返回韓國後，李在鎔表示，對與ASML達成的協議感到滿意。在EUV爭奪戰愈加激烈的當下，對於三星、英特爾和台積電這三強來說，誰先拿到ASML最先進的EUV設備，且拿到的盡量多，誰就在未來先進製程晶片競賽中占得了先機。正因為如此，李在鎔，甚至尹錫悅才如此積極地奔走。

據悉，依照協議規定，ASML在5年內將提供總共50套設備（不只EUV光刻機），每台單價約2,000億韓元（約11.02億元），總價值可達10兆韓元（約551億元）。

01

最先進製程之爭

綜合三星電子、台積電和英特爾的規劃來看，2022-2023年實現3nm製程量產，2025年實現2nm量產。其中，三星和台積電的競爭激烈，台積電3nm仍堅持採用改良的FinFET電晶體技術，三星則選擇GAAFET技術。目前來看，台積電3nm繼續保持市場領先地位，並獲得了全球多數大客戶的訂單。

三星電子在2023年推出了第二代3nm工藝，計劃2025年量產2nm，2027年推出1.4nm，到2030年趕上台積電。

2025年，三星將推出2nm（SF2）製程，據悉，該製程將採用背面供電技術，這樣可以進一步提升性能，因為供電電路被移到晶片背面，給正面留出了集成更多晶體管的空間。

在2nm製程之後，三星將增加電晶體的奈米片數量，這樣可以增強驅動電流，提高性能，因為更多的奈米片允許更多的電流流過晶體管，從而增強其開關能力和運行速度。更多的奈米片還可以更好地控制電流，有助於減少漏電流，進而降低功耗。改進的電流控制也意味著電晶體產生的熱量更少，從而提高了電源效率。

根據韓國媒體通報，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。

台積電同樣計劃於2025年推出2nm製程，也將採用奈米片工藝，到那時，三星已經在GAA晶體管方面擁有豐富的經驗，這對晶圓代工很有利。因此，三星對2nm製程寄予厚望，無論是製程技術，或是良率，可以與台積電分庭抗禮。

近期，台積電已經啟動了2nm試產的前置作業，預計導入最先進AI系統來加速試產效率。目標是今年試產近千片，試產順利後，將導入後續建設完成的竹科寶山Fab 20廠，由該廠團隊接力衝刺2024年風險試產與2025年量產目標。

02

EUV設備越來越重要

無論是攻城的三星電子，或是守城的台積電，必須打2nm製程量產這一仗。而製程越先進，對EUV微影設備的依賴度越高，此時，ASML占到了舞台中央。

據悉，2024全年，ASML計畫生產10台可生產2nm晶片的EUV設備，而英特爾可能已經預先拿到了其中的6台。在這種情況下，三星與台積電在這方面的競爭會更激烈。

在半導體設備領域，韓國在半導體測試等後道設備領域的國產化已經取得重大進展，在前道設備方面，光刻和離子注入機仍處於零國產化的狀態。韓國在8大半導體設備方面的國產化率如下：熱處理（70%），沉積（65%），清洗（65%），平整化（60%），蝕刻（50%），測量分析（30%） ，光刻(0%)，離子注入(0%)。

因此，三星需要將更多的EUV和離子注入設備，以及後續服務和技術支援引入韓國本土，以提升其先進製程製程的開發和量產效率。為此，三星電子與ASML簽署了一份價值1兆韓元（7.55 億美元）的協議。兩家公司將在韓國投資興建半導體研究工廠，在那裡開發EUV技術。三星電子副董事長兼設備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 微影設備。

在韓國京畿道東灘即將完工的半導體研究工廠中，ASML和三星電子的工程師將共同改進EUV技術。當然，這不是要在韓國生產光刻機，而是要與ASML建立更深入的合作關係，以便三星可以更好地使用最新EUV設備。

03

先進記憶體晶片也在追求EUV

以上談的是晶圓代工以及邏輯晶片（CPU、GPU等處理器）採用的先進製程需要更多的EUV設備，除此之外，近年來，先進記憶體晶片也需要EUV，這方面，三星電子和SK海力士仍是需求大戶，這兩家與美光科技正在這方面競爭。

近年來，記憶體晶片，特別是DRAM的製程進入了10nm~20nm時代，而且越來越趨近於10nm，這樣，常用的DUV光刻機就難以滿足最先進製程DRAM的要求，行業三巨頭也逐步在產線上引進了EUV設備。

2020年3月，三星電子率先使用EUV微影機生產DRAM；2021年7月，SK海力士宣布利用EUV量產了LPDDR4記憶體；2021年10月，三星電子開始以EUV大規模生產14nm製程DRAM。

標準型DRAM晶片需求量遠大於單種類型邏輯晶片，三星電子的1Znm製程DRAM量產結果表明，相較於DUV微影機，EUV極大簡化了製造流程，不僅可以大幅提高微影分辨速率和DRAM效能，還可以減少使用的光罩數量，從而減少流程步驟，降低缺陷率，並大幅縮短生產週期。

即使EUV掩模費用（數百萬美元）遠高於DUV，使用EUV光刻機量產DRAM也具有更高的性價比。

近兩年，三星電子和SK海力士將EUV光刻機引入1Znm製程DRAM的量產進展順利，並演進到了第五代1β過程。相對而言，DRAM三巨頭中的美光較為保守，並未立即跟進使用EUV。不過，到了2022年，看到使用EUV生產DRAM的許多好處後，美光也按耐不住了。

據悉，美光將把EUV光刻機引進到該公司在日本的新產線，投資約36億美元用於1-Gamma製程工藝，美光可從日本政府獲得15億美元的補貼。

顯然，在用EUV製造DRAM方面，韓國兩強已經走在前面了。韓國政府出面推動與荷蘭和ASML的深度合作，有助於三星和SK海力士記憶體晶片的後續量產升級。

04

應對日本的半導體復興

最近，韓國政府如此積極參與本土半導體產業發展，還有一個刺激因素，那就是日本政府和產業界正在集體行動，想復興本土的半導體產業。

日本企業曾在全球半導體市場佔據主導地位，在上世紀80年代後期佔據了50%以上的市場份額，但他們目前的份額已經下降到10%左右。儘管在某些領域仍保持著競爭力，例如功率半導體，以及半導體設備和材料，但總體來看，日本需要的許多品類晶片都依賴進口，特別是先進製程（16nm及以下）晶片，其本土幾乎是一片荒漠。

近兩年，日本政府一直致力於提升本土先進製程晶片的製造能力，並採取了一系列措施。

為了打造本土半導體供應鏈，日本政府祭出了大量補貼，不僅吸引台積電落腳日本，力積電也將在宮城縣以合資方式與日方合作設廠，加上聯電既有的三重縣晶圓廠，中國台灣四大晶圓代工廠中，已有三家佈局日本。

據悉，台積電熊本新廠主建築已建設完畢並開始移機，預計2024年第四季開始量產。台積電還有可能在日本建造第二座晶圓廠。

除了鼓勵外企前往當地投資建廠，日本政府還在2022年8月籌組了由豐田、索尼、NTT、NEC、軟銀、電裝（Denso）、鎧俠、三菱UFJ等8家日企及官方共同成立的Rapidus公司，目標在2025年開始試產2nm晶片，2027年量產。

根據日本媒體通報，ASML將於2024年在日本北海道設立新的技術支援中心，以協助Rapidus的2nm晶圓廠安裝及維護EUV光刻設備。

Rapidus董事長東哲郎表示，為了打造最先進晶片製造產線，預計將投資7兆日圓（約540億美元），才能在2027年量產。之前，8家參股企業和日本政府提供的補助金遠遠不夠。今年4月，日本經濟產業省敲定計劃，將額外提供Rapidus3,000億日圓（約22.7億美元）補助。但這依然不夠，它們需要投下重註。

雖然日本在先進製程晶片方面很弱，但該國在半導體材料方面處於世界領先地位，半導體前段工序常用的材料一共19種，其中14種都由日本企業主導，特別是10nm製程以下的光刻膠，基本上只有日企能夠生產。這對韓國來說是個不小的問題，因為韓國先進晶片製造所需的關鍵半導體材料大都需要從日本進口，4年前，因為兩國政府和民間因一些事端出現對抗情緒，日本切斷了向韓國出口相關半導體材料的管道，特別是光阻，韓國的相關技術和產品沒有競爭力。這使得韓國政府和相關企業，特別是三星電子和SK海力士非常被動。

今年上半年，日本產業革新投資機構（JIC）同意收購光阻巨頭JSR，它擁有全球三成左右的市場份額。這家投資機構的背後，就是日本政府。

光阻是光刻製程中最為核心的材料，它的純度、品質直接決定晶片的良率。

三星集團CEO曾表示：“如果缺少光阻，那麼光刻機就是一堆廢鐵。”

2019年，日本跟韓國翻臉，日本不准向韓國出口光阻，這在很大程度上影響了三星電子先進製程晶片的生產，特別是良率，直線下滑，因為它只能用純度不夠的光阻。

韓國深受教訓，韓國政府在那時就立志要強化本土半導體材料的供應能力。2022年12月，三星宣布，韓國東進世美肯(Dongjin Semichem)研發的EUV光阻已成功應用於晶片生產，東進也是第一家把EUV光阻本土化做到量產水平的韓國公司。

Dongjin Semichem在日本實施出口管制後就開始研發光阻，並於2020年聘請ASML Korea前CEO Kim Young-sun為副會長，為進軍EUV光阻業務打下基礎。根據韓媒ETNews通報，Dongjin Semichem制定了High NA EUV光阻開發路線圖，從今年下半年啟動研發項目，目標是最快在2025上半年完成技術開發。

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結語

英特爾的改變，使得先進製程的競爭更加激烈，行業三強將在2nm製程晶片量產時走到歷史進程中最接近的時段，無論是技術，還是量產能力，很可能是幾十年來差距最小的，而且是三家同時競爭。

隨著應用需求的發展，記憶體晶片對製程製程的要求也越來越高，發展到10nm以下先進製程是遲早的事。

日本作為亞洲半導體業曾經的霸主，後來被韓國拉下馬，如今，日本又開啟了復興之路。

在以上這些競爭和壓力面前，韓國政府和相關企業的競爭意識不斷加強，不進則退，需要更多行動和措施，才能保持住它們的行業地位。