韓國半導體大廠三星電子（Samsung Electronics）今（2022）年下半年開始量產3奈米的半導體芯片（chip）。面對挑戰，全球芯片代工龍頭臺積電（TSMC）也宣布其3奈米制程（泛指晶圓生產加工的過程）將如期于下半年進入量產。全球兩大晶圓代工龍頭在先進制程的角力進入新階段。

與此同時，芯片背后的地緣政治競逐也越來越白熱化。美國總統拜登（Joe Biden）上臺后力推的《芯片法案》（CHIPS Act），本周三已經在參議院通過，預計眾議院周四表決。

該法案旨在協助美國半導體產業自給自足，并補助「價值相近」的外國半導體大廠在美設廠，擴展就業機會。但是，該法案在補助外國大廠的但書（法律文本）上，要求受補助者10年內不得在中國建造新的半導體廠房等。有分析認為，這是美國圍堵中國半導體發展的新戰略。

良率為關鍵

根據韓媒《韓聯社》報導，三星稱，與現有臺積電生產5奈米芯片的鰭式場效晶體管（FinFET）制程相比，GAA技術允許芯片的尺寸縮小35％、能耗降低50％，而性能能夠提高30％。

但是，許多分析指出，尖端芯片生產的「良率」（yield）才是決勝之處，而過去GAA技術是「先做出成品」后才能確定成功或失敗，風險較大。

所謂良率泛指良品生產率，一般商品良率即是「良品數」在總產量的比例。但晶圓制造的良率計算更加復雜。

臺灣南臺科技大學朱岳中助理教授告訴《BBC中文》，晶圓制造良率泛指Wafer（晶圓）良率、Die（晶粒）良率和封測良率三者的總乘積：「良率越高，意味好的晶體管數越多，效能自然也會越好。良率低不意味產品壞掉，但勢必效能會較差。至于那些真的有問題壞掉的，在測試過程中就已經被淘汰。」

朱岳中說，良率確實是廠商的商業機密，并沒有專門統計的機構。但基于商業誠信及對投資者負責，基本上廠商都會在財報中揭露大致數據，客戶端也能計算得出來。

可以說，這些年來三星與臺積電在高階芯片生產代工的競逐，關鍵便是在良率。

科技網站WccfTech分析，同樣接到高通公司（Qualcomm）升級版Snapdragon 8 Gen 1處理器的4奈米芯片訂單，三星代工的芯片良率為35％，臺積電則達70％，這使高通最后選擇了臺積電成為其代工伙伴。不過，高通的第一代Snapdragon 7 Gen 1仍繼續讓三星晶圓代工，三星仍是高通的第三大客戶。

朱岳中強調，三星緊追臺積電試圖以新的代工技術，打破良率表現落后臺積電的劣勢，還需要許多資金及技術投入。他認為，「良率就等于廠商的成本，也與產品的效能相關，這是產品能不能銷售出去的重點。在芯片制程拚搏誰的制程比較快，其實意義不大」。

劉佩真亦同意，雖然三星率先宣布3奈米GAA制程，意圖超越臺積電，「但（3奈米芯片）良率情況仍不明，且也尚未取得大量客戶訂單，加上GAA制程良率要提升仍有相當的難度，故短期內仍看好臺積電先進制程競爭力」。

目前臺積電3奈米制程預計仍采用鰭式場效晶體管，在2奈米制程才使用GAA新技術。

無論如何，韓國這幾年幾乎是傾全國之力，扶持三星。根據路透社，在今年5月拜登及尹錫悅總統訪問三星廠房后，三星集團隨即在5月底宣布，該公司未來五年資本支出將增高至450兆韓元（約3600億美元）領域，是該集團成立數十年以來最大的投資金額。

此外，6月，三星負責人李在镕飛抵荷蘭，與全球最大芯片光刻機（又稱曝光機）供應商艾司摩爾（ASML）高層會面，稱三星已確保能取得「額外」的極紫外光（EUV）設備，并保證光刻機機臺能在韓國組裝。

艾司摩爾是高階芯片制程的設備制造商，該公司全球獨家生產的EUV機臺，是確保晶圓切割精確的機臺，因此成為半導體大廠的必爭之地，也被認為是李在镕親自飛往荷蘭與該國政府及廠商談判的原因。

三星希望搶下更多機臺，為其高階芯片代工加快腳步。根據《日經新聞》（Nikkei）統計，目前臺積電擁有50臺艾司摩爾EUV機臺，三星則有20臺。

三星未來在芯片代工市占率及良率，能否迎頭追上或超前臺積電，都是科技界觀察重點。

地緣政治

如同上世紀的石油大戰，本世紀的芯片大戰從設計、代工到銷售都充滿地緣政治鑿痕。

有分析稱，即便臺積電在代工芯片的市占率高出全球一半以上，但是除了蘋果之外，高通與輝達（NVIDIA）等大客戶仍然沒有完全截斷與三星或英特爾的訂單。從商業角度來看，這是避免依賴單一供應商可能帶來的風險，但從地緣政治來看，則是各個經濟體謀算保全自己的利益。

今年5月，美國商務部長雷蒙多（Gina Marie Raimondo）在世界經濟論壇受訪時劍指臺灣稱：「美國最精密的芯片有70％從臺灣購買，而這些芯片主要用于（美國的）軍事設備，你想要全部都跟臺灣買嗎？這并不安全。」

美國政府力推的《芯片制造法案》（CHIPS Act）目的是扶植美國本土半導體的發展。共約500多億美元預算，其中90億美元補貼半導體業者在美國蓋晶圓廠；112億美元補貼美國本土半導體研發等等。

7月25日，英特爾宣布，臺積電的第二大客戶，即主要生產中國手機的臺灣IC設計大廠聯發科（MediaTek），將成熟制程（泛指7奈米以上的芯片）的一筆訂單給了英特爾。外界分析，在美國芯片法案的影響下，聯發科必須開始表明與美國合作。

許多分析稱，美國試圖與臺韓甚至日本結盟，在東亞半導體建立排除中國的「干凈產業鏈」的戰略越來越明顯。卡普里向BBC強調，美國并非正在扼殺臺灣或韓國的半導體發展，而是「策略性」的與臺韓在內的關鍵供應商，在電動汽車、物聯網和電信等新興領域上加強合作，「這是涉及經濟和技術的反饋」。

臺灣財經評論人謝金河認為，今年5月拜登亞洲第一站先到三星，是美國與臺積電合作后穩住半導體產業鏈的另個重要腳步：「如此一來，全球重要半導體聚落，從臺積電等都在美國陣營底下。」防堵手段包含芯片法案提到的十年內不準到中國蓋新廠。

2020年底，美國禁止企業向中國出售可用于制造10奈米或更先進制程設備。此外，臺灣法規限制臺積電在中國至多只能生產14奈米芯片。

歐洲方面，美國這兩年則持續動用外交手段，阻斷艾司摩爾公司銷售EUV機臺中國半導體廠商。荷蘭外交部長胡克斯特拉（Wopke Hoekstra）今年7月13日便證實，美國正與荷蘭磋商有關禁止艾司摩爾向中國出口芯片制造技術，及銷售EUV機臺相關事宜。

卡普里認為，為了對抗中國在5G等科技的持續發展，美國及其主要戰略合作伙伴（特別是包含日本，英國等七大工業國組織會員（G7），將借著與三星和臺積電其他半導體大廠，「融入當地的半導體供應鏈及產業生態系統，這些生態系統和供應鏈會被安全地包圍起來，這就是所謂的『全球在地化』（glocalisation）」

因此，在這背景下，未來中國半導體產業如何突破美國聯合「盟友」的防堵，也是各界焦點。

根據《法廣》報導，2022年五月，中國智庫「國際經濟交流中心」總經濟師陳文玲，出席中國人大「中美論壇」時突然提到，應對美國及西方「像制裁俄羅斯一樣對中國進行毀滅式制裁的情況下，我們一定要收復臺灣，特別是進行產業鏈、供應鏈重構方面，一定要將臺積電這本來屬于中國的企業搶到中國手里。臺積電正加快向美國轉移，要在美國建立六個廠，我們絶對不能讓它轉移的目標全部實現」。

無論如何，未來半導體的生產及代工，勢必影響國際情勢。在中美貿易戰持續激烈的背景下下，美國能否成功在半導體界拉攏盟友，中國該如何抵御美國牽制，都是未來焦點。

半導體良率是什么？

具體而言，一般商品良率即是「良品數」在總產量的比例。但晶圓制造的良率計算就更加復雜。根據朱岳中博士分析，晶圓制造良率泛指Wafer（晶圓）良率、Die（晶粒）良率和封測良率三者的總乘積。

晶圓良率越高，意味同一片晶圓上產出通過測試的好芯片數量越多。沒通過測試的晶粒就會被淘汰，不會被封裝成芯片。當然，封裝過程也可能再次出問題，所以還會再次測試。「事實上晶圓制造過程有超過300個步驟，每個步驟都有可能產生問題，所以都會有專門的工程師監控測試，隨時注意良率變化。所以制造廠商其實也不知道具體良率，只知道最終總良率。」

他分析，基本上一平方單位英寸上會有動輒數億顆的晶體管，但不可能每一個晶體管都是好的，「良率越高，意味好的晶體管數越多，效能自然也會越好。良率低不意味產品是壞掉或故障的，因為真的有問題的，在測試過程中就已經被淘汰，但勢必效能會較差。」

而良率確實是廠商的商業機密，并沒有專門統計的機構。但基于商業誠信及對投資者及股東負責，基本上廠商都會在財報中揭露大致數據，客戶端其實也有專門推算的部門。過去就有半導體大廠疑似竄改良率數據，被發現丟掉訂單的紀錄。

審核編輯 黃昊宇