就怕中國成為世界領導者?美國發動科技戰,一文解析對半導體產業的三大影響

2022-09-13 07:50

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中國雖然為第三代半導體砸下重本投資,但技術及影響力仍相對美歐企業落後幾個世代。(美聯社)

中國雖然為第三代半導體砸下重本投資,但技術及影響力仍相對美歐企業落後幾個世代。(美聯社)

半導體產業在經歷了疫情爆發及供應鏈問題後,各國政府紛紛加碼補貼扶持半導體在地化,去年 12 月美國哈佛大學的一篇報告《偉大的科技競爭:21 世紀的中國與美國的較量》提到未來許多重要且不可缺少的技術領域上,包括 AI、5G 通訊協議、生物科技、綠能、量子科技等項目中,中國有可能成為世界的領導者,且在某些領域躍居第一,這也再度挑起了美國對中國科技實力緊追在後的警惕心,近期的出口禁令也接踵而來。

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一、美國發動科技戰所帶來的影響

美國為了削減中國半導體和科技上的實力,除了在晶片與科學法案中,限制補貼企業繼續在中國新增先進製程設備、並禁止美國設備商出售 14 奈米以下設備至中國外,8/15 商務部更加碼將四項「新興和基礎技術」列入出口管制!再次顯示美國有意要更進一步把持前沿的科技技術在自己手中,管制內容包括:

◎第四代半導體材料的氧化鎵及金剛石

◎用於 GAAFET 架構(3 奈米以下)的 EDA 程式

◎渦輪燃燒技術(PGC)等

MM 辭典: 環繞式場效電晶體(GAAFET, Gate-all-around FET)架構為半導體製程微縮的技術之一,主要是用來解決當製程節點來到 3 奈米以下時上一代鰭式場效電晶體(FinFET)架構無法突破的物理極限而產生的漏電問題。

針對本次的科技戰細節,以下 M 平方也藉由三大面向來評估對中國的影響:

1. 美國有意把持前沿技術,然第四代半導體仍處開發階段

第四代半導體材料被作為這次出口管制的主角之一,主要因為第四代半導體於未來產業趨勢領域的應用上具有相當高的潛力。相較於第三代半導體(碳化矽、氮化鎵),第四代半導體(氧化鎵及金剛石)更寬的能隙(wide band gap),以及能夠承受更高的電場的優勢,在這些特性下可以讓氧化鎵承受更高的電壓跟功率密度,以及更好的電源轉換效率,包括電動車、新能源設備等領域,甚至在太空衛星、高鐵、軍事等極端環境,氧化鎵都能有很好地運用空間。但由於氧化鎵和金剛石目前仍處於開發階段,中國本身相關的應用需求偏低,出口管制短中期並不會對中國有太大衝擊,但長期而言,美國的態度十分明顯。

圖片來源:財經M平方
圖片來源:財經M平方

2. 中國本土 EDA 佔比低且技術集中,當前仍仰賴海外 EDA 工具

相較於氧化鎵及金剛石, EDA 程式的禁令會更加具影響。 EDA 工具就是「電子設計自動化工具」,由於晶片設計日趨複雜,晶片在製程微縮後線距愈來愈小,也導致設計一個晶片時要顧慮的東西非常多,包括材料的物理特性、溫度、頻率等,尤其未來在先進封裝、3D 堆疊等技術需求增加後,晶片設計又更加複雜,而 EDA 工具可以電腦程式來降低工程師在設計晶片時的難度,並提高良率。

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