为了阻击台积电和日本半导体，韩国也是拼了

12 月中旬，韩国总统尹锡悦与荷兰首相马克·吕特发表联合声明，双方构建「半导体同盟」。双方一致认为，两国在全球半导体供应链中有着特殊的互补关系，并重申构建覆盖政府、企业、高校的半导体同盟的决心。为此，双方商定新设经贸部门之间的半导体对话协商机制，同时推进半导体专业人才培养项目。

陪同尹锡悦出访的还有三星电子和 SK 海力士公司的高管团队，这两家芯片巨头都是荷兰 ASML 公司的主要客户。

在变化多端的全球半导体市场，为了帮助由三星电子和 SK 海力士支撑的韩国半导体产业，尹锡悦走到了前台，凸显出韩国政府对于保持并提升本国半导体竞争力的决心。

几周前，三星电子老板李在镕到荷兰与 ASML 签署了重要协议。从荷兰返回韩国后，李在镕表示，对与 ASML 达成的协议感到满意。在 EUV 争夺战愈加激烈的当下，对于三星、英特尔和台积电这三强来说，谁先拿到 ASML 最先进的 EUV 设备，且拿到的尽量多，谁就在未来先进制程芯片竞赛中占得了先机。正因为如此，李在镕，甚至尹锡悦才如此积极地奔走。

据悉，按照协议规定，ASML 在 5 年内将提供总共 50 套设备（不止 EUV 光刻机），而每台单价约为 2000 亿韩元（约为 11.02 亿元人民币），总价值可达 10 万亿韩元（约为 551 亿元人民币）。

最先进制程之争

综合三星电子、台积电和英特尔的规划来看，2022-2023 年实现 3nm 制程量产，2025 年实现 2nm 量产。其中，三星和台积电的竞争激烈，台积电 3nm 仍坚持采用改良的 FinFET 晶体管技术，三星则选择 GAAFET 技术。目前来看，台积电 3nm 继续保持市场领先地位，并获得了全球多数大客户的订单。

三星电子在 2023 年推出了第二代 3nm 工艺，计划 2025 年量产 2nm，2027 年推出 1.4nm，到 2030 年赶上台积电。

2025 年，三星将推出 2nm（SF2）制程，据悉，该工艺将采用背面供电技术，这样可以进一步提升性能，因为供电电路被移到芯片背面，给正面留出了集成更多晶体管的空间。

在 2nm 制程之后，三星将增加晶体管的纳米片数量，这样可以增强驱动电流，提高性能，因为更多的纳米片允许更多的电流流过晶体管，从而增强其开关能力和运行速度。更多的纳米片还可以更好地控制电流，有助于减少漏电流，从而降低功耗。改进的电流控制也意味着晶体管产生的热量更少，从而提高了电源效率。

据韩国媒体报道，三星晶圆代工部门正在整合优势资源，快速推进其 2nm 生产计划。

台积电同样计划于 2025 年推出 2nm 制程，也将采用纳米片工艺，到那时，三星已经在 GAA 晶体管方面拥有丰富的经验，这对晶圆代工很有利。因此，三星对 2nm 制程寄予厚望，无论是工艺技术，还是良率，可以与台积电分庭抗礼。

近期，台积电已经启动了 2nm 试产的前置作业，预计导入最先进 AI 系统来加速试产效率。目标是今年试产近千片，试产顺利后，将导入后续建设完成的竹科宝山 Fab 20 厂，由该厂团队接力冲刺 2024 年风险试产与 2025 年量产目标。

EUV 设备越来越重要

无论是对于攻城的三星电子，还是对于守城的台积电，必须打好 2nm 制程量产这一仗。而制程越先进，对 EUV 光刻设备的依赖度越高，此时，ASML 占到了舞台中央。

据悉，2024 全年，ASML 计划生产 10 台可生产 2nm 芯片的 EUV 设备，而英特尔可能已经预先拿到了其中的 6 台。这种情况下，三星与台积电在这方面的竞争会更激烈。

在半导体设备领域，韩国在半导体测试等后道设备领域的国产化已经取得重大进展，在前道设备方面，光刻和离子注入机仍处于零国产化的状态。韩国在 8 大半导体设备方面的国产化率如下：热处理（70%），沉积（65%），清洗（65%），平整化（60%），蚀刻（50%），测量分析（30%），光刻 (0%)，离子注入 (0%)。

因此，三星需要将更多的 EUV 和离子注入设备，以及后续服务和技术支持引入到韩国本土，以提升其先进制程工艺的开发和量产效率。为此，三星电子与 ASML 签署了一份价值 1 万亿韩元（7.55 亿美元）的协议。两家公司将在韩国投资建设一家半导体研究工厂，在那里开发 EUV 技术。三星电子副董事长兼设备解决方案部门负责人 Kyung Kye-hyun 强调，该协议将帮助其获得下一代高 NA（数值孔径）EUV 光刻设备。

在韩国京畿道东滩即将建成的半导体研究工厂中，ASML 和三星电子的工程师将共同改进 EUV 技术。当然，这并不是要在韩国生产光刻机，而是要与 ASML 建立更深入的合作伙伴关系，以便三星可以更好地使用最新 EUV 设备。

先进存储芯片也在追求 EUV

以上谈的是晶圆代工以及逻辑芯片（CPU、GPU 等处理器）采用的先进制程需要更多的 EUV 设备，除此之外，近些年，先进存储芯片也需要 EUV，这方面，三星电子和 SK 海力士依然是需求大户，这两家与美光科技正在这方面进行竞争。

近些年，存储芯片，特别是 DRAM 的制程进入了 10nm~20nm 时代，而且越来越趋近于 10nm，这样，常用的 DUV 光刻机就难以满足最先进制程 DRAM 的要求，行业三巨头也逐步在产线上引入了 EUV 设备。

2020 年 3 月，三星电子率先使用 EUV 光刻机生产 DRAM；2021 年 7 月，SK 海力士宣布利用 EUV 量产了 LPDDR4 内存；2021 年 10 月，三星电子开始用 EUV 大规模生产 14nm 制程 DRAM。

标准型 DRAM 芯片需求量远远大于单种类型逻辑芯片，三星电子的 1Znm 制程 DRAM 量产结果表明，相比于 DUV 光刻机，EUV 极大简化了制造流程，不仅可以大幅度提高光刻分辨率和 DRAM 性能，还可以减少使用的掩模数量，从而减少流程步骤，降低缺陷率，并大幅缩短生产周期。

即使 EUV 掩模费用（数百万美元）远高于 DUV，使用 EUV 光刻机量产 DRAM 也具有更高的性价比。

近两年，三星电子和 SK 海力士将 EUV 光刻机引入 1Znm 制程 DRAM 的量产进展顺利，并演进到了第五代 1β制程。相对而言，DRAM 三巨头中的美光较为保守，没有立即跟进使用 EUV。不过，到了 2022 年，看到使用 EUV 生产 DRAM 的诸多好处后，美光也按耐不住了。

据悉，美光将把 EUV 光刻机引入到该公司在日本的新产线，投资约 36 亿美元用于 1-Gamma 制程工艺，美光可以从日本政府那里获得 15 亿美元的补贴。

显然，在用 EUV 制造 DRAM 方面，韩国两强已经走在了前面。韩国政府出面推动与荷兰和 ASML 的深度合作，有助于三星和 SK 海力士存储芯片的后续量产升级。

应对日本的半导体复兴

最近，韩国政府如此积极地参与本土半导体产业发展，还有一个刺激因素，那就是日本政府和产业界正在集体行动，想复兴本土的半导体产业。

日本企业曾在全球半导体市场占据主导地位，在上世纪 80 年代后期占据了 50% 以上的市场份额，但他们目前的份额已经下降到 10% 左右。尽管在某些领域仍保持着竞争力，例如功率半导体，以及半导体设备和材料，但总体来看，日本需要的很多品类芯片都依赖进口，特别是先进制程（16nm 及以下）芯片，其本土几乎是一片荒漠。

近两年，日本政府一直致力于提升本土先进制程芯片的制造能力，并采取了一系列措施。

为了打造本土半导体供应链，日本政府祭出了大量补贴，不仅吸引台积电落脚日本，力积电也将在宫城县以合资方式与日方合作设厂，加上联电既有的三重县晶圆厂，中国台湾四大晶圆代工厂中，已有三家布局日本。

据悉，台积电熊本新厂主建筑已建设完毕并开始移机，有望于 2024 年第四季度开始量产。台积电还有可能在日本建第二座晶圆厂。

除了鼓励外企前往当地投资建厂，日本政府还在 2022 年 8 月筹组了由丰田、索尼、NTT、NEC、软银、电装（Denso）、铠侠、三菱 UFJ 等 8 家日企及官方共同成立的 Rapidus 公司，目标是在 2025 年开始试产 2nm 芯片，2027 年实现量产。

据日本媒体报道，ASML 将于 2024 年在日本北海道设立新的技术支持中心，以协助 Rapidus 的 2nm 晶圆厂安装和维护 EUV 光刻设备。

Rapidus 董事长东哲郎表示，为了打造最先进芯片制造产线，预计将投资 7 万亿日元（约合 540 亿美元），才能在 2027 年量产。之前，8 家参股企业和日本政府提供的补贴资金远远不够。今年 4 月，日本经济产业省敲定计划，将额外向 Rapidus 提供 3000 亿日元（约 22.7 亿美元）补贴。但这依然不够，它们需要投下重注。

虽然日本在先进制程芯片方面很弱，但该国在半导体材料方面处于世界领先地位，半导体前段工序常用的材料一共 19 种，其中 14 种都由日本企业主导，特别是 10nm 制程以下的光刻胶，基本上只有日企能够生产。这对韩国来说是个不小的问题，因为韩国先进芯片制造所需的关键半导体材料大都需要从日本进口，4 年前，因为两国政府和民间因一些事端出现对抗情绪，日本切断了向韩国出口相关半导体材料的渠道，特别是光刻胶，韩国的相关技术和产品没有竞争力。这使得韩国政府和相关企业，特别是三星电子和 SK 海力士非常被动。

今年上半年，日本产业革新投资机构（JIC）同意收购光刻胶巨头 JSR，它拥有全球三成左右的市场份额。这家投资机构的背后，就是日本政府。

光刻胶是光刻工艺中最为核心的材料，它的纯度、质量直接决定芯片的良率。

三星集团 CEO 曾表示：「如果缺少光刻胶，那么光刻机就是一堆废铁。」

2019 年，日本跟韩国翻脸，日本不准向韩国出口光刻胶，这在很大程度上影响了三星电子先进制程芯片的生产，特别是良率，直线下滑，因为它只能用纯度不够的光刻胶。

韩国深受教训，韩国政府在那时就立志要强化本土半导体材料的供应能力。2022 年 12 月，三星宣布，韩国东进世美肯 (Dongjin Semichem) 研发的 EUV 光刻胶已成功应用于芯片生产，东进也是第一家把 EUV 光刻胶本土化做到量产水平的韩国公司。

Dongjin Semichem 在日本实施出口管制之后就开始研发光刻胶，并于 2020 年聘请 ASML Korea 前 CEO Kim Young-sun 为副会长，为进军 EUV 光刻胶业务打下基础。据韩媒 ETNews 报道，Dongjin Semichem 制定了 High NA EUV 光刻胶开发路线图，从今年下半年启动研发项目，目标是最快在 2025 上半年完成技术开发。

结语

英特尔的改变，使得先进制程的竞争更加激烈，行业三强将在 2nm 制程芯片量产时走到历史进程中最接近的时段，无论是技术，还是量产能力，很可能是是几十年来差距最小的，而且是三家同时竞争。

随着应用需求的发展，存储芯片对制程工艺的要求也越来越高，发展到 10nm 以下先进制程是迟早的事。

日本作为亚洲半导体业曾经的霸主，后来被韩国拉下马，如今，日本又开启了复兴之路。

在以上这些竞争和压力面前，韩国政府和相关企业的竞争意识不断加强，不进则退，需要更多行动和措施，才能保持住它们的行业地位。