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各国半导体产业发展策略

  • 林育中
后摩尔定律时代竞争态势将急遽改变,主要半导体国家纷纷以国家力量与产业共同制定出因应策略。SK海力士

前几日韩国工业部长白云揆宣布韩国政府未来10年拟砸1.5兆韩元(约13.4亿美元)投资半导体,将分三方面扶持韩国半导体发展,分别为研发下一代存储器芯片材料,寻求IC设计厂与晶圆厂互惠共生,以及寻求韩国成为全球半导体公司的生产基地。

用我的言语解读就只有两个主轴,首先维持存储器的霸权,3D NAND继续向前进;DRAM快走不动了,换新兴存储器,譬如MRAM、PCRAM、ReRAM等,这些新兴存储器需要新材料。另一个是吃进代工,以前韩国晶圆厂都生产大宗商品,设计公司没地方投片养不活,现在要让代工和设计双双起来。存储器加代工和设计,大概就千秋万世、一统江湖了。

美国DARPA也才开过会,重点放在设计的各种创新想法(参见《后摩尔定律的线路设计创新》一文)以提供半导体的新经济价值。美国的半导体制造力道是有些乏了,但在设计的领域仍有绝对的优势。另外的亮点是3D monolithic stacking,像3D NAND Flash是对简单重复的单元结构垂直堆叠,这多层的结构只需额外4、5层光罩。线路较复杂的,如CPU加存储器,没办法以类似3D NAND Flash制程集成的,3D monolithic stacking就使得上力,比用3D封装速度快、能耗低。

日本则在今年上半宣布以MRAM、silicon photonics、quantum computing为主要方向。MRAM早几年就被日本政府视为振兴日本半导体产业的利器,矽光子和量子计算是随技术日渐成熟再加上去的。这几个方向有几个好处:一、目前毋需使用先进制程,所以不需马上花大钱苦苦追赶制程,反正制程的演进也快停了。二、未来的应用市场会迅速扩大。MRAM在逻辑线路变成不可或缺的嵌入式存储器,矽光子在大量数据传输的未来至关紧要,而量子计算在制药、化学、材料等方面的应用前景看好。三、这些元件都需要新的材料,而材料产业正是日本的传统强项。

比较美、日、韩三国的国家半导体产业发展策略,我觉得美、日略胜一筹。韩国的策略比较聚焦在现有产业结构的发展与扩张。美、日的前瞻气象比较宏阔,预见到较远的产业变化而早为之计。

这都是主要半导体国家预见到后摩尔定律时代竞争态势将急遽改变,以国家力量与产业共同制定出的国家发展策略。制程堆推进入极度缓慢期的时间并不是很久的未来,2022年后ASML的技术路线图再无能见度。制定产业政策的政府部门要不要出来商议一个产业纲领?

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任咨询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在于台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。