[原创] 德国半导体的实力
2022-03-17
14:00:02
来源: 半导体行业观察
德国，一个被冠以“欧洲最强工业国”、“世界汽车王国”的国家，最近也被赋予了不一样的芯片使命。芯片巨头英特尔近期正式宣布，将投资约170亿欧元（约合 190 亿美元）在德国马德堡建造两个新工厂，尝试生产2nm以下芯片，新工厂预计2023年上半年开工，2027年量产。
从投资金额来看，英特尔在德国投资的170亿欧元占据了首批欧洲投资计划（330亿欧元）的52%，可以说一半以上都用于打造德国芯片工厂。不仅如此，该建厂计划还将带动7000多个建筑工作岗位、3000多个永久性的Intel工作岗位及数万个供应链合作伙伴的工作岗位。
诚然，德国并不是英特尔欧洲扩张计划中的唯一国家，但从目前金额来看，可以说是投资最大的一个国家。那么英特尔为什么会选择德国？它到底有怎样的魅力？
为什么是德国？
其实关于英特尔为什么会选择德国？早在去年英特尔CEO Pat Gelsinger接受德国《商报》（Handelsblatt）采访时，就有透露一二。Pat Gelsinger表示，当前80%的芯片在亚洲生产，而且70%销往欧、美，这样不平衡的现象是汽车工业出现芯片短缺的原因，所以，欧洲很有必要建芯片晶圆厂。
而事实也确实如此，作为世界汽车王国，德国不仅是现代汽车的发祥地，还是生产汽车历史最悠久的国家，已经走过了120多年的发展历程，然而由新冠疫情引发的缺芯潮却让这个王国产生了危机。众所周知，在此次“缺芯”风波中，汽车芯片首当其冲，大众、戴姆勒、奥迪、宝马、奔驰、保时捷等德国车企接连减产、停产。
德国汽车工业协会(VDA)曾表示，受缺芯影响，德国2021年的汽车产量预计将减少40万辆，2021年全球汽车产量预计将被迫削减400万辆，预期全球车业因芯片供应导致的损失高达1100亿美元。
除此之外，随着汽车朝着“新四化”（电动化、网联化、智能化、共享化）发展，所需的芯片数量也必将呈指数型增长。面对未来德国车企庞大的芯片需求，建设晶圆厂似乎也是势在必行。用Pat Gelsinger的话来说，英特尔在德国建厂不仅可以生产自家的芯片，也可为英飞凌（Infineon）等欧洲半导体业者提供代工服务。
当然，市场只是英特尔选择德国的原因之一，丰厚的补贴政策也是不可缺少的。
近几年，世界各国/地区“科技主权”意识逐渐崛起，美国、日本、欧洲等接连出台了相关的法律、法案以扶持芯片产业的发展，而德国可以说在推动欧盟芯片法案形成过程中发挥着举足轻重的作用。
从2020年开始，德国就已联手11个欧盟国家发展半导体。2021年年初，德国经济部长呼吁欧洲加大半导体产业投资，拟投资十亿欧元扶持本土芯片产业。到了2021年年底，德国工业联合会(BDI)更是在一份题为“关于半导体的5个关键点”立场文件中呼吁欧盟制定欧洲半导体战略，以便政府和工业企业能够在冲突和危机情况下保持行动力。文件指出，德国必须有针对性将其运用于经济政策，一方面要扩大生产能力、提升芯片设计等能力，另一方面欧洲各国应联合行动，要实现欧委会制定的20％市场份额目标，当前产能必须增加3.1倍。
虽然英特尔没有透露在德国建厂获得的补贴金额，但随着2022年430亿欧元欧盟芯片法案的落地，想必也是十分诱人的数字。
不容忽视的实力
市场和补贴政策固然重要，但德国的“芯”实力也是不容小觑，不仅拥有英飞凌、博世等IDM大厂，在半导体材料、设备、EDA以及晶圆制造等领域也都有着不少知名企业。
英飞凌可以说是土生土长的德国企业，于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立，其前身是西门子集团的半导体部门，于1999年独立，2000年上市。
作为全球功率半导体的龙头，英飞凌全球市占率达到36%，从1992年起就开始着手碳化硅的研究，2001年成为全球首家推出碳化硅二极管的厂商，2015年实现了碳化硅从4英寸转6英寸晶圆的生产，2018年通过收购 Siltectra 公司获得了碳化硅晶圆的冷切割技术。
官网消息显示，目前，英飞凌已向3,000多家客户提供基于碳化硅的半导体产品，计划到本世纪20年代中期，将碳化硅功率半导体的销售额提升至10亿美元。同时，氮化镓市场预计也将迎来激增，从2020年的4,700万美元增至2025年的8.01亿美元。
据了解，2022年英飞凌计划增加50%投资以应对全球半导体需求的增长，此外，为了扩大第三代半导体产能，英飞凌还将持续为第三代半导体业务注资，除了投资超过20亿欧元（合计约144亿人民币）扩大SiC 和 GaN的产能外，还将在未来几年把奥地利菲拉赫的6英寸、8英寸硅基半导体生产线改造为第三代半导体生产线。
成立于1886年的博世是全球第一大汽车技术供应商，同时也是全球MEMS传感器王者，市场份额占比约高达22.1%，其MEMS传感器主要应用于消费电子，汽车，物联网及工业电子等行业。
在缺芯的影响下，近几年，博世一直在加紧扩产动作。2021年6月，博世耗资 10 亿欧元 (约 12 亿美元)打造的德累斯顿 12 英寸新工厂开业，该工厂主要生产电动工具的芯片和车用芯片。2021年10月，博世再次宣布将斥资超4亿欧元，其中大部分资金用于扩建德累斯顿工厂，5000万欧元用于扩大罗伊特林根工厂的规模，另外还将在马来西亚槟城州建立一个半导体测试中心。
今年2月，博世发布声明称，为了应对全球持续的芯片短缺，公司将追加投资2.5亿欧元，用于扩建其位于德国罗伊特林根工厂的芯片生产设施，新生产设施预计于2025年投入使用。
恩智浦虽然是荷兰企业，但其在德国有7个办事处，位于博布林根(Boeblingen)、卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)、纽伦堡(Nuremberg)和威斯巴登(Wiesbaden)等，主要开发半导体和系统解决方案。
其中，德累斯顿、汉堡和慕尼黑的卓越中心专注于恩智浦数项关键业务的研发和设计，包括连接、支付和移动以及车载信息娱乐系统、雷达和安全。首席技术官办公室位于汉堡和慕尼黑办事处，专注于为自动驾驶、网络安全和Industry 4.0开发安全可靠的解决方案。
X-fab总部位于德国爱尔福特，是世界最大的模拟混合信号集成电路代工企业，专注于汽车、工业和医疗应用等领域，在德国（3个）、法国（1个）、马来西亚（1个）和美国（1个）拥有六个晶圆制造基地，总产能约为每月 100,000 片 200 毫米等效晶圆 (WSPM)。
其中，德国爱尔福特厂主要生产模块化 1.0 µm、0.8 µm 和 0.6 µm CMOS 混合信号工艺（模拟、高压、EEPROM、EPROM、RF 和线性），每月产能达12,000 个8英寸等效晶圆；德国德累斯顿主要进行350nm超高压CMOS工艺（XU035）、350 nm 模拟/混合信号 CMOS 工艺 (XH035)、0.6 µm 模拟/混合信号 CMOS 工艺等，每月可生产8,000 个 8 英寸等效晶圆；德国伊策霍主要生产物理传感器、MOEMS、RF-MEMS、晶圆级封装等。
德国也是芯片代工大厂格芯最重要的研发中心之一。格芯是由AMD拆分而来、与阿联酋阿布扎比先进技术投资公司(ATIC)和穆巴达拉发展公司(Mubadala)联合投资成立的半导体制造企业。当年在收购交易达成之后，AMD就将包括德国德累斯顿两座晶圆厂在内的所有芯片制造设备都将移交给格芯。
据介绍，格芯位于德国德累斯顿的工厂占地 364,512 平方公尺的晶圆厂，是由原 AMD 最早的晶圆厂 Fab 36 和 Fab 38 合并而来，格芯成立之后，改名为 Fab 1 Module 1 厂区。之后，附近的原 AMD Fab 30 也合并至 Fab 1，并改名为 Module 2 厂区。
此前，也有消息称台积电将在德国建厂，虽然目前还未“定音”，但在2021年12月，台积电负责欧亚业务的高级副总裁何丽梅（Lora Ho）表示，正在与德国政府就台积电在德国建立工厂的可能性进行初步接洽。此外，早在去年7月，台积电董事长刘德音就曾对股东们表示,正考虑在德国设立芯片制造厂,但目前属于早期研讨阶段。由此来看，台积电在德国建厂也是极有可能的。
自1999年英飞凌单飞后，西门子并未退出半导体行业，转而攻向了EDA芯片设计领域。2016年，西门子以45亿美元收购全球第三大EDA设计公司Mentor，此后西门子陆续收购了Avatar、Ultrasonic、OneSpin以及Fractal等多家与芯片设计相关的公司，补全了在布局布线技术、fab-to-field工厂现场分析能力、集成电路完整性验证解决方案以及帮助客户验证IP模块和设计方面的能力。
通过持续不断的收购，西门子正在完成以Mentor为基础，以其他软件工具为补充的集成电路和系统设计平台，延续在全球数字化工业软件领域的领导地位。
作为全球光刻龙头的ASML在德国也有工厂，今年年初，ASML位于德国柏林的工厂发生火宅还引起了人们对光刻机供应问题的担忧。据了解，该工厂是ASML于2020年收购的Berliner Glas公司，主要生产用于在硅晶圆上打印图形的光刻系统的零部件，如晶圆台、光罩盘和反射镜模块等。
Aixtron是德国沉积设备制造商，成立于 1983 年，总部位于德国黑措根拉特（亚琛市地区），在亚洲、美国和欧洲设有子公司和代表处，产品被广泛应用于制造基于化合物或有机半导体材料的电子和光电应用的高性能组件。
通快光电器件是全球垂直腔面激光发射器 （VCSEL）和激光二极管（PD）解决方案的领导者，同时也是目前全球为数不多能够供应 EUV 光刻用激光放大器的厂商。据了解，通快成立于1923年, 致力为机床、激光、电子及光通信和消费电子领域提供制造解决方案，产品广泛应用于众多工业及消费电子产业。
Siltronic是德国硅晶圆制造商，总部位于慕尼黑，今年年初，因未能获得德国政府批准，其被环球晶圆收购的计划破裂。据介绍，Siltronic拥有300mm超纯硅晶圆的制造能力，同时也是最早掌握300mm硅晶圆生产技术的企业之一，目前主要产能分布于德国，美国和新加坡。
其中，博格豪森生产基地是 Siltronic 最大的生产基地，也是研发部门的所在地，能够为世界各地的客户制造直径高达 300 毫米的硅片，是 Siltronic 唯一一家生产直径高达 150 毫米的抛光、外延和非抛光晶圆 (CLE 晶圆) 的工厂。
此外，对于德国另一个弗赖贝格生产基地，Siltronic致力于将其打造成为世界上最先进、最前沿的 300 毫米单晶和 300 毫米晶圆生产线之一。
德国SiCrystal公司是世界领先的碳化硅衬底生产商,于2009年被日本罗姆公司收购,其生产的碳化硅衬底主要供应罗姆公司生产各种碳化硅器件。
巴斯夫是世界最大的化工企业之一，旗下的功能材料部门负责提供半导体清洁，腐蚀和光刻产品，其在全球80多个国家都拥有生产基地，在制造符合半导体公司所需的高纯度电子级化学品（硫酸、氨水）材料规格与配方领域处于世界领先地位，与台积电、联发科等为合作企业。
德国的林德集团一直以来都是电子气体领域的领头羊，林德气体作为林德集团内的主要部门，能提供半导体、显示屏、太阳能和LED等四大领域所需的大宗气体（氧、氮、氢、氦）和ESG（电子级特种气体），与空气化工、液化空气被称为“全球工业气体三巨头”。
蔡司是半导体制造、技术、半导体光掩模技术的主流供应商，也是ASML目前唯一能选择的镜头供应商。2016年11月，ASML以10亿欧元现金收购德国卡尔蔡司旗下蔡司半导体有限公司的24.9%股权，以强化双方在半导体光刻技术方面的合作，发展下一代EUV光刻系统。
写在最后
仔细盘点下来，德国半导体产业的实力也是十分雄厚，虽然不难看出其在芯片设计产业仍处于较为薄弱的状态，但产业的曙光已经显现。苹果曾在去年3月宣布将在德国投资超过10亿欧元，并计划在慕尼黑建立欧洲芯片设计中心,为5G和未来的无线技术提供新的地点。无独有偶，德国巴伐利亚州也透露了计划建立芯片设计中心。
有媒体认为奇梦达还在时是德国芯片制造气势最旺盛的时刻，这家用短短三年的时间就从巅峰走向了谷底的DRAM供应商，带来了传奇，也留下了欧洲再无储存器的遗憾。如今，德国重振半导体之心已崛起，或许在未来仍会迎来属于它的“芯”时代。
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