ESMC是台積電(TSMC)、Robert Bosch、英飛凌科技(Infineon Technologies)和恩智浦半導體(NXP Semiconductors)的合資企業,最近在德國Dresden動工建造了第一座半導體工廠,該工廠位於歐洲最具活力的微電子集群之一——Silicon Saxony的中心地帶。
這座300毫米(mm)晶圓廠將提供半導體製造服務並充當代工廠,滿足高成長汽車和工業領域的需求。最終投資決定有待公共基金數額的確認。
歐洲的晶片法案
ESMC專案是在《歐洲晶片法案》(European Chips Act)框架內實施,該法案是一項旨在支持歐洲半導體產業的立法舉措。晶片法案將動員430億歐元的公共和私人投資來支持歐洲半導體產業,它還將透過減少對非歐洲供應商的依賴來解決半導體短缺問題。
半導體是歐洲經濟實力和安全的關鍵組成部分,能夠建立一流的歐洲共同防禦,這是當今不確定的地緣政治局勢中至關重要的主題。
ESMC的預計製造能力和技術
ESMC計畫於2024年下半年開始建設晶圓廠,預計2027年底實現初步投產。該晶圓廠預計每月將採用台積電28/22奈米(nm)平面CMOS和16/12奈米FinFET製程技術生產40,000片300毫米(12吋)晶圓,並將創造2,000個直接合格就業崗位。這一舉措將有助於利用先進的FinFET技術振興歐洲的半導體製造生態系統。
CMOS技術的創新是透過不斷縮小尺寸來實現,以達到更高的密度、更好的性能和更低的功耗,這符合摩爾定律。FinFET結構從根本上解決了平面MOSFET縮小到30奈米以下閘極長度時遇到的高漏電流問題。閘極長度是源極和汲極端子之間距離的測量指標,是半導體技術精細程度的指標。英特爾(Intel)於2011年提出的這一想法是設計透過控制閘極的通道,而不是像傳統MOSFET結構那樣將控制閘極置於通道之上。
FinFET無所不在,可以在半導體元件(特別是微處理器、GPU和系統單晶片(SoC)等)、資料中心和超級運算環境中找到。
投資與治理
計畫中的合資公司將由台積電持有70%的股份,Bosch、英飛凌和恩智浦各持有30%的股份,但須經監管部門批准。總投資預計將超過100億歐元,形式包括股權注入、債務貸款,以及歐盟和德國政府的大力支持。台積電將營運該工廠。
Dresden的投資說明台積電致力於服務具有苛刻技術需求的全球客戶,而合資公司則利用了歐洲在汽車和工業領域的能力。除了提供產品和解決方案以應對全球脫碳和數位化挑戰外,確保半導體供應對Bosch,以及全球汽車產業來說都是至關重要的因素。
Silicon Saxony樞紐
Dresden已成為半導體製造的理想之地。該市周邊地區擁有強大的工業基礎,半導體工廠提供強大而現代化的基礎設施,以及訓練有素且技術熟練的勞動力。該地區還擁有各種專注於微電子和半導體技術的研究機構和大學,這種融合促進了學術界和工業界之間的創新和合作。
值得注意的是,Bosch、英飛凌和GlobalFoundries等公司正在大力投資最先進的晶圓廠。這些工廠高度自動化和高效,利用了半導體製造領域的最新技術。其他產業,如生物技術、光子學(photonics)、光學技術、汽車製造,以及資訊和通訊,都受益於可能的協同效應。Volkswagen位於Dresden的透明工廠——「Gläserne Manufaktur」——目前生產全電動ID.31轎車,這是這家德國製造商電動車戰略的關鍵車型。
Dresden位於歐洲的中心位置,使其成為理想的分銷和物流樞紐,方便運輸並可輕鬆進入其他歐洲市場。
所有這些因素使得Dresden成為尋求擴大生產能力的半導體公司的一個具有吸引力和戰略意義的樞紐。此外,德國政府和歐盟都為半導體製造業提供了大量的財政激勵和資源,首先是《European Chips Act》。
代工模式
ESMC將追隨GlobalFoundries的腳步,後者於2023年6月與意法半導體(STMicroelectronics)達成協議,在法國政府的支持下,在法國Crolles建立一個聯合營運的大批量半導體製造工廠。該合資企業的資本支出、維護和輔助成本預計總成本為75億歐元。它符合《European Chips Act》目標。
意法半導體首席執行長暨總裁Jean-Marc Chery指出,該合資公司將加強歐洲和法國的全耗盡絕緣體上矽(FD-SOI)生態系統,為歐洲和全球汽車、工業、物聯網(IoT)和通訊基礎設施領域的客戶建設更多產能,目標是實現超過200億美元的收入。FD-SOI和GlobalFoundries的FDX是一種半導體技術,在埋層氧化層上放置一層超薄矽。這種結構有助於減少漏電流並提高電晶體性能,是汽車電子、射頻(RF)和毫米波(mmWave)通訊系統的理想特性。
台積電和GlobalFoundries是全球兩大半導體代工廠,另外兩家是三星電子(Samsung Electronics)、聯電(UMC)和中國的中芯國際(SMIC)。獨立代工公司提出的商業模式已被證明非常成功,因為它們專注於製造和專業化,具有規模經濟,可以更好地服務無晶圓廠客戶,並且在高科技方面投入了大量研發資金,並兼具靈活性和可擴展性,可以快速回應新的市場需求。代工廠通常會與高通(Qualcomm)、蘋果(Apple)和Nvidia等主要和主導科技公司建立戰略合作夥伴關係。
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