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各國半導體產業發展策略

  • 林育中
後摩爾定律時代競爭態勢將急遽改變,主要半導體國家紛紛以國家力量與產業共同制定出因應策略。SK海力士

前幾日南韓工業部長白雲揆宣布南韓政府未來10年擬砸1.5兆韓元(約13.4億美元)投資半導體,將分三方面扶持南韓半導體發展,分別為研發下一代記憶體晶片材料,尋求IC設計廠與晶圓廠互惠共生,以及尋求南韓成為全球半導體公司的生產基地。

用我的言語解讀就只有兩個主軸,首先維持記憶體的霸權,3D NAND繼續向前進;DRAM快走不動了,換新興記憶體,譬如MRAM、PCRAM、ReRAM等,這些新興記憶體需要新材料。另一個是吃進代工,以前南韓晶圓廠都生產大宗商品,設計公司沒地方投片養不活,現在要讓代工和設計雙雙起來。記憶體加代工和設計,大概就千秋萬世、一統江湖了。

美國DARPA也才開過會,重點放在設計的各種創新想法(參見《後摩爾定律的線路設計創新》一文)以提供半導體的新經濟價值。美國的半導體製造力道是有些乏了,但在設計的領域仍有絕對的優勢。另外的亮點是3D monolithic stacking,像3D NAND Flash是對簡單重複的單元結構垂直堆疊,這多層的結構只需額外4、5層光罩。線路較複雜的,如CPU加記憶體,沒辦法以類似3D NAND Flash製程整合的,3D monolithic stacking就使得上力,比用3D封裝速度快、能耗低。

日本則在今年上半宣布以MRAM、silicon photonics、quantum computing為主要方向。MRAM早幾年就被日本政府視為振興日本半導體產業的利器,矽光子和量子計算是隨技術日漸成熟再加上去的。這幾個方向有幾個好處:一、目前毋需使用先進製程,所以不需馬上花大錢苦苦追趕製程,反正製程的演進也快停了。二、未來的應用市場會迅速擴大。MRAM在邏輯線路變成不可或缺的嵌入式記憶體,矽光子在大量數據傳輸的未來至關緊要,而量子計算在製藥、化學、材料等方面的應用前景看好。三、這些元件都需要新的材料,而材料產業正是日本的傳統強項。

比較美、日、韓三國的國家半導體產業發展策略,我覺得美、日略勝一籌。南韓的策略比較聚焦在現有產業結構的發展與擴張。美、日的前瞻氣象比較宏闊,預見到較遠的產業變化而早為之計。

這都是主要半導體國家預見到後摩爾定律時代競爭態勢將急遽改變,以國家力量與產業共同制定出的國家發展策略。製程堆推進入極度緩慢期的時間並不是很久的未來,2022年後ASML的技術路線圖再無能見度。制定產業政策的政府部門要不要出來商議一個產業綱領?

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。