欧盟加入晶片制程大战 目标2030攻克2奈米

欧盟委员会正式发布《2030数字指南针（2030DigitalCompass）》规划书，为未来10年的半导体产业发展提出了最新目标。（台积电提供）

9日欧盟委员会正式发布《2030数字指南针（2030DigitalCompass）》规划书，为未来10年的半导体产业发展提出了最新目标。这份长达27页的文件中明确写道：

截止到2030年，欧洲先进和可持续半导体的生产总值将至少占全球生产总值的20%，攻克2奈米制程，能效至少增10倍。

欧盟对2奈米制程的野心早已不是第一次显露。此前已有媒体报道，欧盟欲联合19个欧洲国家打造超级晶圆代工厂，研发2奈米先进制程。

此次规划书的出炉，无疑是在加速启动2奈米计划。欧盟在文件中表示，提出这一目标是为了减少欧洲对非欧盟关键基础技术，以及少数大型科技公司的依赖，以确保「数位主权」。

晶片制程经历将近70多年的发展，在摩尔定律的规律下，已经从最初的微米级发展到奈米级。如果将28奈米作为先进制程的分界点，那么早已经引来了先进制程竞争的世界，国际领先的代工厂的竞争已经从14奈米延伸到7奈米、5奈米。

全球最大的晶片厂商台积电、三星均已实现7奈米、5奈米量产，高通骁龙888、苹果A14等手机晶片均已用上5奈米晶片。拥有自己代工厂的英特尔经历了10奈米延期后，正努力攻克7奈米，而欧洲最大的晶圆代工厂GF（GlobalFoundries，格芯），还主要停留在14奈米制程。

此前格芯也有意向7奈米进军，曾宣布将在2020年第四季度推出7奈米制程首批晶片，但囿于无法解决晶片烧钱的难题，不得已宣布放弃这一计划。而晶片先进制程的投入与产出不成正比也正是整个欧洲晶片市场普遍面临的难题。

格芯与三星、台积电并称为全球晶圆代工厂中拥有尖端制程的三驾马车，但从先进制程的进度来看，以格芯为代表的欧洲市场已经被远远甩在了后面。

在竞争如此激烈的市场环境下，欧盟加大力度提升晶片制程似乎已是迫在眉睫之事。

值得注意的是，在半导体领域，当下的欧洲还面临着缺少大型晶圆代工厂的窘境。如台积电、三星、SK海士力、英特尔等著名厂商所属晶圆厂没有一家位于欧洲。

另外，其本土的半导体厂商，作为全球十大半导体厂商之一的恩智浦半导体(NXPSemiconductors)、英飞凌科技(InfineonTechnologies)，其大部分生产已经被外包出去。据了解，欧洲目前有三家本土晶片制造商，采用的都是轻晶圆厂（FabLite）和小批量生产的模式。

近20年来，欧洲曾多次尝试提升晶片制造能力，但效果并不理想。

据了解，80年代中期，欧盟曾支持恩智浦和英飞凌实现制程制程跨世代，但后因结果未达到预期选择了外包模式。

2012年，欧盟负责数字议程的委员NeelieKroes曾提出「晶片空中客车（Airbusofchips）」议程，欲耗资100亿欧元，联合企业、地区和欧洲利益联合打造最新先进的晶圆代工厂。然而，各大晶片制造商却对此表示毫无兴趣。

直到2020年，随着全球晶片供应链出现中断，晶片荒加剧，欧盟各国不得不加大对半导体产业发展的扶持力度，以摆脱美国和亚洲厂商的依赖，提升自主研发和生产的能力。

据悉，2020年12月，欧盟已联合荷兰、法国、芬兰等19个欧洲国家共同签署了一份《欧洲处理器和半导体科技计划联合声明》，并首次宣称将着力攻克2奈米制程。

声明中显示，欧盟计划斥资500亿欧元打造一座先进的半导体工厂，以生产10奈米制程以下的半导体。截止目前，该联盟的投资总额已超过了1.1兆亿元。

近日，欧盟正式出台《2030数字指南针：数字十年的欧洲方式（2030DigitalCompass:theEuropeanwayfortheDigitalDecade）》，旨在推动将其数字目标转化为现实。

在规划书中，欧盟明确指出晶片对于联网汽车、智慧手机、物联网、高性能计算、边缘计算和人工智慧等多个领域至关重要。

欧盟各国报团取暖，联和助力晶片产业发展，多少有些势在必得之势。那么十年之后，欧盟是否真的能够攻克2奈米技术，并且实现量产。这一点我们可以从5奈米制程上窥见一二。

自台积电实现5奈米量产之后，各家手机晶片厂商就开始了激烈的5奈米晶片角逐，苹果、华为、高通、三星相继推出旗舰级5奈米行动处理器，并宣称无论是在性能上还是在功耗上都有着优秀的表现。

但事实上，这几款5奈米手机晶片的表现并没有达到预期，并遭遇了一场集体「翻车」。

不少数据评测部落客指出，首发骁龙888的小米11性能提升有限，功耗直接上升，其原因在于三星代工的5奈米制程不成熟。

Moortec首席技术官OliverKing曾表示：「当我们从7奈米升级到5奈米时，处理器速度有了很大的提高，但漏电流也下降得比较快，几乎与28奈米水平相同，我们不得不去平衡他们。」

因此，行业内将低功耗设计视为晶片行业需要解决的问题之一。而不成熟的设计与制造会影响性能与功耗的最大化折中，因此如何平衡先进节点下晶片的性能、功耗与面积（PPA），也是晶片设计与制造的挑战。

更尴尬的是，无论是晶片设计厂商还是晶片制造厂商，想要达到5奈米、2奈米等先进制程，除了需要打破技术上的瓶颈，还需要有巨大的资本作为支撑，熬过研发周期和测试周期，才可能看见收益。

根据市场研究机构International Business Strategies(IBS)给出的数据显示，65奈米制程时的设计成本只需要0.24亿美元，到了28奈米制程时需要0.629亿美元，7奈米和5奈米成本急速增长，5奈米设计成本达到4.76亿美元。

如前所述，格芯晶圆代工厂便是出于经济考虑，于2018年宣布搁置7奈米项目，将资源回归12奈米/14奈米上。此外，就连实力强大的英特尔也在10奈米、7奈米的研发过程中多次受阻。

最后从时间节点来看，当前的晶片巨头台积电，从传统制程28奈米量产，最先进的5奈米制程量产，用了整整10年的时间，中间跨越了14奈米、12奈米、10奈米、7奈米。其中从7奈米到5奈米的过渡用了3年。

因此，以上从技术制程、经济因素以及研发周期来看，欧盟能否攻克2奈米技术尚未可知，但这条路必然阻碍重重。此外，从目前的全球产业局势，以及其自身的产业现状来看，欧盟也只能选择迎难而上。毋庸置疑，欧盟的新十年目标旨在打破美国在半导体领域的垄断地位，实现晶片自产可控。