韓國(guó)半導(dǎo)體大廠三星電子（Samsung Electronics）今（2022）年下半年開始量產(chǎn)3奈米的半導(dǎo)體芯片（chip）。面對(duì)挑戰(zhàn)，全球芯片代工龍頭臺(tái)積電（TSMC）也宣布其3奈米制程（泛指晶圓生產(chǎn)加工的過(guò)程）將如期于下半年進(jìn)入量產(chǎn)。全球兩大晶圓代工龍頭在先進(jìn)制程的角力進(jìn)入新階段。

與此同時(shí)，芯片背后的地緣政治競(jìng)逐也越來(lái)越白熱化。美國(guó)總統(tǒng)拜登（Joe Biden）上臺(tái)后力推的《芯片法案》（CHIPS Act），本周三已經(jīng)在參議院通過(guò)，預(yù)計(jì)眾議院周四表決。

該法案旨在協(xié)助美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自給自足，并補(bǔ)助「價(jià)值相近」的外國(guó)半導(dǎo)體大廠在美設(shè)廠，擴(kuò)展就業(yè)機(jī)會(huì)。但是，該法案在補(bǔ)助外國(guó)大廠的但書（法律文本）上，要求受補(bǔ)助者10年內(nèi)不得在中國(guó)建造新的半導(dǎo)體廠房等。有分析認(rèn)為，這是美國(guó)圍堵中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展的新戰(zhàn)略。

良率為關(guān)鍵

根據(jù)韓媒《韓聯(lián)社》報(bào)導(dǎo)，三星稱，與現(xiàn)有臺(tái)積電生產(chǎn)5奈米芯片的鰭式場(chǎng)效晶體管（FinFET）制程相比，GAA技術(shù)允許芯片的尺寸縮小35％、能耗降低50％，而性能能夠提高30％。

但是，許多分析指出，尖端芯片生產(chǎn)的「良率」（yield）才是決勝之處，而過(guò)去GAA技術(shù)是「先做出成品」后才能確定成功或失敗，風(fēng)險(xiǎn)較大。

所謂良率泛指良品生產(chǎn)率，一般商品良率即是「良品數(shù)」在總產(chǎn)量的比例。但晶圓制造的良率計(jì)算更加復(fù)雜。

臺(tái)灣南臺(tái)科技大學(xué)朱岳中助理教授告訴《BBC中文》，晶圓制造良率泛指Wafer（晶圓）良率、Die（晶粒）良率和封測(cè)良率三者的總乘積：「良率越高，意味好的晶體管數(shù)越多，效能自然也會(huì)越好。良率低不意味產(chǎn)品壞掉，但勢(shì)必效能會(huì)較差。至于那些真的有問題壞掉的，在測(cè)試過(guò)程中就已經(jīng)被淘汰。」

朱岳中說(shuō)，良率確實(shí)是廠商的商業(yè)機(jī)密，并沒有專門統(tǒng)計(jì)的機(jī)構(gòu)。但基于商業(yè)誠(chéng)信及對(duì)投資者負(fù)責(zé)，基本上廠商都會(huì)在財(cái)報(bào)中揭露大致數(shù)據(jù)，客戶端也能計(jì)算得出來(lái)。

可以說(shuō)，這些年來(lái)三星與臺(tái)積電在高階芯片生產(chǎn)代工的競(jìng)逐，關(guān)鍵便是在良率。

科技網(wǎng)站W(wǎng)ccfTech分析，同樣接到高通公司（Qualcomm）升級(jí)版Snapdragon 8 Gen 1處理器的4奈米芯片訂單，三星代工的芯片良率為35％，臺(tái)積電則達(dá)70％，這使高通最后選擇了臺(tái)積電成為其代工伙伴。不過(guò)，高通的第一代Snapdragon 7 Gen 1仍繼續(xù)讓三星晶圓代工，三星仍是高通的第三大客戶。

朱岳中強(qiáng)調(diào)，三星緊追臺(tái)積電試圖以新的代工技術(shù)，打破良率表現(xiàn)落后臺(tái)積電的劣勢(shì)，還需要許多資金及技術(shù)投入。他認(rèn)為，「良率就等于廠商的成本，也與產(chǎn)品的效能相關(guān)，這是產(chǎn)品能不能銷售出去的重點(diǎn)。在芯片制程拚搏誰(shuí)的制程比較快，其實(shí)意義不大」。

劉佩真亦同意，雖然三星率先宣布3奈米GAA制程，意圖超越臺(tái)積電，「但（3奈米芯片）良率情況仍不明，且也尚未取得大量客戶訂單，加上GAA制程良率要提升仍有相當(dāng)?shù)碾y度，故短期內(nèi)仍看好臺(tái)積電先進(jìn)制程競(jìng)爭(zhēng)力」。

目前臺(tái)積電3奈米制程預(yù)計(jì)仍采用鰭式場(chǎng)效晶體管，在2奈米制程才使用GAA新技術(shù)。

無(wú)論如何，韓國(guó)這幾年幾乎是傾全國(guó)之力，扶持三星。根據(jù)路透社，在今年5月拜登及尹錫悅總統(tǒng)訪問三星廠房后，三星集團(tuán)隨即在5月底宣布，該公司未來(lái)五年資本支出將增高至450兆韓元（約3600億美元）領(lǐng)域，是該集團(tuán)成立數(shù)十年以來(lái)最大的投資金額。

此外，6月，三星負(fù)責(zé)人李在镕飛抵荷蘭，與全球最大芯片光刻機(jī)（又稱曝光機(jī)）供應(yīng)商艾司摩爾（ASML）高層會(huì)面，稱三星已確保能取得「額外」的極紫外光（EUV）設(shè)備，并保證光刻機(jī)機(jī)臺(tái)能在韓國(guó)組裝。

艾司摩爾是高階芯片制程的設(shè)備制造商，該公司全球獨(dú)家生產(chǎn)的EUV機(jī)臺(tái)，是確保晶圓切割精確的機(jī)臺(tái)，因此成為半導(dǎo)體大廠的必爭(zhēng)之地，也被認(rèn)為是李在镕親自飛往荷蘭與該國(guó)政府及廠商談判的原因。

三星希望搶下更多機(jī)臺(tái)，為其高階芯片代工加快腳步。根據(jù)《日經(jīng)新聞》（Nikkei）統(tǒng)計(jì)，目前臺(tái)積電擁有50臺(tái)艾司摩爾EUV機(jī)臺(tái)，三星則有20臺(tái)。

三星未來(lái)在芯片代工市占率及良率，能否迎頭追上或超前臺(tái)積電，都是科技界觀察重點(diǎn)。

地緣政治

如同上世紀(jì)的石油大戰(zhàn)，本世紀(jì)的芯片大戰(zhàn)從設(shè)計(jì)、代工到銷售都充滿地緣政治鑿痕。

有分析稱，即便臺(tái)積電在代工芯片的市占率高出全球一半以上，但是除了蘋果之外，高通與輝達(dá)（NVIDIA）等大客戶仍然沒有完全截?cái)嗯c三星或英特爾的訂單。從商業(yè)角度來(lái)看，這是避免依賴單一供應(yīng)商可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但從地緣政治來(lái)看，則是各個(gè)經(jīng)濟(jì)體謀算保全自己的利益。

今年5月，美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多（Gina Marie Raimondo）在世界經(jīng)濟(jì)論壇受訪時(shí)劍指臺(tái)灣稱：「美國(guó)最精密的芯片有70％從臺(tái)灣購(gòu)買，而這些芯片主要用于（美國(guó)的）軍事設(shè)備，你想要全部都跟臺(tái)灣買嗎？這并不安全。」

美國(guó)政府力推的《芯片制造法案》（CHIPS Act）目的是扶植美國(guó)本土半導(dǎo)體的發(fā)展。共約500多億美元預(yù)算，其中90億美元補(bǔ)貼半導(dǎo)體業(yè)者在美國(guó)蓋晶圓廠；112億美元補(bǔ)貼美國(guó)本土半導(dǎo)體研發(fā)等等。

7月25日，英特爾宣布，臺(tái)積電的第二大客戶，即主要生產(chǎn)中國(guó)手機(jī)的臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)大廠聯(lián)發(fā)科（MediaTek），將成熟制程（泛指7奈米以上的芯片）的一筆訂單給了英特爾。外界分析，在美國(guó)芯片法案的影響下，聯(lián)發(fā)科必須開始表明與美國(guó)合作。

許多分析稱，美國(guó)試圖與臺(tái)韓甚至日本結(jié)盟，在東亞半導(dǎo)體建立排除中國(guó)的「干凈產(chǎn)業(yè)鏈」的戰(zhàn)略越來(lái)越明顯。卡普里向BBC強(qiáng)調(diào)，美國(guó)并非正在扼殺臺(tái)灣或韓國(guó)的半導(dǎo)體發(fā)展，而是「策略性」的與臺(tái)韓在內(nèi)的關(guān)鍵供應(yīng)商，在電動(dòng)汽車、物聯(lián)網(wǎng)和電信等新興領(lǐng)域上加強(qiáng)合作，「這是涉及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的反饋」。

臺(tái)灣財(cái)經(jīng)評(píng)論人謝金河認(rèn)為，今年5月拜登亞洲第一站先到三星，是美國(guó)與臺(tái)積電合作后穩(wěn)住半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的另個(gè)重要腳步：「如此一來(lái)，全球重要半導(dǎo)體聚落，從臺(tái)積電等都在美國(guó)陣營(yíng)底下。」防堵手段包含芯片法案提到的十年內(nèi)不準(zhǔn)到中國(guó)蓋新廠。

2020年底，美國(guó)禁止企業(yè)向中國(guó)出售可用于制造10奈米或更先進(jìn)制程設(shè)備。此外，臺(tái)灣法規(guī)限制臺(tái)積電在中國(guó)至多只能生產(chǎn)14奈米芯片。

歐洲方面，美國(guó)這兩年則持續(xù)動(dòng)用外交手段，阻斷艾司摩爾公司銷售EUV機(jī)臺(tái)中國(guó)半導(dǎo)體廠商。荷蘭外交部長(zhǎng)胡克斯特拉（Wopke Hoekstra）今年7月13日便證實(shí)，美國(guó)正與荷蘭磋商有關(guān)禁止艾司摩爾向中國(guó)出口芯片制造技術(shù)，及銷售EUV機(jī)臺(tái)相關(guān)事宜。

卡普里認(rèn)為，為了對(duì)抗中國(guó)在5G等科技的持續(xù)發(fā)展，美國(guó)及其主要戰(zhàn)略合作伙伴（特別是包含日本，英國(guó)等七大工業(yè)國(guó)組織會(huì)員（G7），將借著與三星和臺(tái)積電其他半導(dǎo)體大廠，「融入當(dāng)?shù)氐陌雽?dǎo)體供應(yīng)鏈及產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，這些生態(tài)系統(tǒng)和供應(yīng)鏈會(huì)被安全地包圍起來(lái)，這就是所謂的『全球在地化』（glocalisation）」

因此，在這背景下，未來(lái)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如何突破美國(guó)聯(lián)合「盟友」的防堵，也是各界焦點(diǎn)。

根據(jù)《法廣》報(bào)導(dǎo)，2022年五月，中國(guó)智庫(kù)「國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心」總經(jīng)濟(jì)師陳文玲，出席中國(guó)人大「中美論壇」時(shí)突然提到，應(yīng)對(duì)美國(guó)及西方「像制裁俄羅斯一樣對(duì)中國(guó)進(jìn)行毀滅式制裁的情況下，我們一定要收復(fù)臺(tái)灣，特別是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈重構(gòu)方面，一定要將臺(tái)積電這本來(lái)屬于中國(guó)的企業(yè)搶到中國(guó)手里。臺(tái)積電正加快向美國(guó)轉(zhuǎn)移，要在美國(guó)建立六個(gè)廠，我們絶對(duì)不能讓它轉(zhuǎn)移的目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)」。

無(wú)論如何，未來(lái)半導(dǎo)體的生產(chǎn)及代工，勢(shì)必影響國(guó)際情勢(shì)。在中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)激烈的背景下下，美國(guó)能否成功在半導(dǎo)體界拉攏盟友，中國(guó)該如何抵御美國(guó)牽制，都是未來(lái)焦點(diǎn)。

半導(dǎo)體良率是什么？

具體而言，一般商品良率即是「良品數(shù)」在總產(chǎn)量的比例。但晶圓制造的良率計(jì)算就更加復(fù)雜。根據(jù)朱岳中博士分析，晶圓制造良率泛指Wafer（晶圓）良率、Die（晶粒）良率和封測(cè)良率三者的總乘積。

晶圓良率越高，意味同一片晶圓上產(chǎn)出通過(guò)測(cè)試的好芯片數(shù)量越多。沒通過(guò)測(cè)試的晶粒就會(huì)被淘汰，不會(huì)被封裝成芯片。當(dāng)然，封裝過(guò)程也可能再次出問題，所以還會(huì)再次測(cè)試。「事實(shí)上晶圓制造過(guò)程有超過(guò)300個(gè)步驟，每個(gè)步驟都有可能產(chǎn)生問題，所以都會(huì)有專門的工程師監(jiān)控測(cè)試，隨時(shí)注意良率變化。所以制造廠商其實(shí)也不知道具體良率，只知道最終總良率。」

他分析，基本上一平方單位英寸上會(huì)有動(dòng)輒數(shù)億顆的晶體管，但不可能每一個(gè)晶體管都是好的，「良率越高，意味好的晶體管數(shù)越多，效能自然也會(huì)越好。良率低不意味產(chǎn)品是壞掉或故障的，因?yàn)檎娴挠袉栴}的，在測(cè)試過(guò)程中就已經(jīng)被淘汰，但勢(shì)必效能會(huì)較差。」

而良率確實(shí)是廠商的商業(yè)機(jī)密，并沒有專門統(tǒng)計(jì)的機(jī)構(gòu)。但基于商業(yè)誠(chéng)信及對(duì)投資者及股東負(fù)責(zé)，基本上廠商都會(huì)在財(cái)報(bào)中揭露大致數(shù)據(jù)，客戶端其實(shí)也有專門推算的部門。過(guò)去就有半導(dǎo)體大廠疑似竄改良率數(shù)據(jù)，被發(fā)現(xiàn)丟掉訂單的紀(jì)錄。

審核編輯 黃昊宇