周孝邦
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中國限鎵鍺1/中國8月限出口「一石三鳥之計」 爭取談判籌碼次次都見效
美中爭霸戰場來到半導體關鍵材料,中國限制鎵、鍺出口政策在8月1日正式生效,儘管中國對這兩個元素掌握度8成以上,專家與業者一致認為這招短期有效、長期影響有限,「中國意在爭取對手不要再次進逼、爭取談判籌碼」,至於美中科技戰火何時止息?「要等明年美國大選後才會明朗。」中國藉稀有元素或稀土爭取國際經貿情勢轉圜的作法,有前例可循,且國際次次都買單。中國對微量金屬及稀土的市占率有5成以上,中國「北方稀土」網站首頁跳出「中東石油,中國稀土」大字,足見大陸對手握關鍵材料籌碼的自信。2010年中日爆發釣魚台主權爭議,2017年起的美中貿易戰,中國祭出稀土配額限制或提高出口關稅,導致稀土價格震盪,令國際態度軟化。這次美中半導體大戰中,由於中國須自荷蘭、日本進口半導體先進製程所需設備,美國遂攜手荷、日共同圍堵中國矽晶圓發展、今年1月達成半導體設備出口管制協議,如今中國也開始反制,其商務部、海關總署8月1日起正式對鎵、鍺相關物項實施出口管制。鎵、鍺在元素週期表是三五族「非鐵金屬」,是稀有金屬元素、還稱不上稀土,但引發國際聯想中國會把禁令延伸到稀土。(圖/翻攝北方稀土公司官網、東方IC)前聯電先進技術開發處長、現為科技業顧問周孝邦表示,這次限制的鎵、鍺在元素週期表是三五族「非鐵金屬」,是稀有金屬元素、還稱不上稀土,不過「原物料對半導體製程非常重要,出這招甚至比限機台更兇悍,所以中國選擇用這個來卡脖子」。 「會挑選鎵、鍺,中國經過一定思考」,工研院產業科技國際策略發展所總監楊瑞臨介紹,矽、鍺是第一類半導體所用的材料,鎵則是第二、三、四類「化合物半導體」材料;「第一類半導體主要用於運算,製造邏輯晶片用於電腦手機、HPC甚至AI,就像人的大腦;二、三、四類半導體則用於加速傳導,如人的感官,應用在手機與電信基地台、雷達、衛星等協助功率放大,以及幫助提升能源轉換效率的電力控制系統」。中國對鎵、鍺兩個元素掌握度8成以上,也因化合物半導體製程與供應鏈相較矽晶圓簡單、向歐洲技轉不少技術,中國二、三類化合物半導體發展腳步在世界前段。周孝邦指出,除了稀土與微量金屬原料被中國把持,還有光阻、光阻清洗劑等世界只有日、德、美少數百年大型企業掌握,台灣也有這種技術,但因規模經濟不足,自製不具效益。工研院產業科技國際策略發展所總監楊瑞臨認為,中國這次對鎵、鍺限制,希望在化合物半導體發展保持領先,以及對美方陣營的進逼表態。(圖/取自工研院官網、包頭鋼鐵網站)「中國禁鎵鍺,有『一石三鳥』之效,首先確保在現今產業高速成長階段足以自用,二在反制要對手不要更過分,三是進一步爭取與美國談判。」楊瑞臨分析。楊瑞臨表示,稀土礦源分散、開採過程造成環境負擔,鎵、鍺則是鋅、鋁冶煉過程的副產品,對環境造成嚴重汙染,各國因此十多年前停止生產、令中國獨大,但中國斷貨潛在疑慮出現後,美國、日本、歐盟都建立安全儲量意識,也蓄勢重啟稀土及微量元素生產,不過是用「新科技環保製造、同時發展回收技術」,歐盟更重新准許境內開發、美國川普當政時甚至正面鼓勵,他評估發展新稀土供應鏈約需要兩年,這時間足以讓美國與中國開啟協商。儘管8月1日起中國鎵、鍺出口採逐單審批非全面禁運,業內人士解讀這是「仍對好朋友放行。」此外,美國開始派重量級官員國務卿布林肯、財政部長葉倫相繼赴中拜訪,ASML先進DUV被禁、但已出貨的DUV零件及設備維修仍可以賣中國,「美中雙方關係已見和緩」,楊瑞臨觀察;至於科技戰火何時止息,必須等到明年美國總統大選後才明朗。
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中國限鎵鍺2/台廠高階產品轉嫁成本免擔心 兩大霸權較勁明年美總統選後才明朗
中國8月1日起正式對鎵、鍺相關物項實施管制,被視為逼拜登政府坐上談判桌,科技戰可望稍歇,不過鎵、鍺國際報價自中國7月宣布限制以來上漲6%、15%,由於鍺幫助強化矽晶圓特性、鎵是化合物半導體所需關鍵材料,對台灣科技產業是否有影響?對此經濟部長王美花及業者認為,「短期對科技業影響不大」。工研院產業科技國際策略發展所總監楊瑞臨進一步分析,鎵目前應用為砷化鎵功率放大器,在整個電子產品BOM表(零件及組件的材料清單)占比微量,就算漲到2、3倍,不至於因此造成手機等終端產品價格大幅波動。而烏俄戰爭爆發時,晶圓微影製程所需的氖氣價格上漲數十倍。半導體檢測大廠閎康(3587)董事長謝詠芬表示,中國這招「掌風至、拳未到位」,目前半導體還在庫存去化階段,庫存用完時才知道誰被限制到。鎵、鍺是金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)過程的重要材料,「中國不賣,還能向日、德商拿,上有政策下有對策,供應鏈自有彈性。」美國開始派重量級官員國務卿布林肯赴中拜訪,「美中雙方關係已見和緩」。圖為2023年6月19日 中國國家主席習近平在北京,會見美國國務卿布林肯。(圖/新華社)台新投顧副總黃文清表示,中國世界鎵、鍺市佔率分別為83%、68%,但鎵、鍺過去沒有嚴重缺貨,甚至鎵曾因為供過於求價格暴跌。中國加大管制力度讓鎵、鍺相關產品供應受限,已受中國廠商競爭之產品可能因為中國內外材料價差受影響,但對技術門檻較高產品,例如穩懋的5G功率放大器,應有機會充分轉嫁成本予客戶,反而有利獲利表現。以稀土來說,對每個製程的成本佔比都不同,概括來說「越先進製程,材料成本佔比越低」。「這招殺不死人,但顯示『材料』問題獲正視」,前聯電先進技術開發處長、現為科技業顧問周孝邦並觀察到6月29日到7月1日舉辦的Semicon China中國國際半導體展,能發現中國開始對材料奮起直追。中國限鎵鍺政策雖對台廠打擊不大,但更凸顯對稀金及特殊材料對半導體製程的重要性與珍貴,各廠積極研發再利用或減少用量。封測大廠日月光(2371)高雄廠日前環境技術研究成果發表會主軸之一,即為探討及盤查包含鎳、銅、金等金屬廢液低碳回收方案,建構回用於產業供應鏈,進一步導入半導體、印刷電路板等相關產業。同步評估鎳回收副產品轉製電池材料的可行性,目標實現關鍵金屬材料的循環再生。台積電(2330)先進製程機台供應商美商應用材料7月推出Vistara™晶圓製造平台,將在2030 年之前將同等能源減少50%、無塵室佔地面積減少30%,在良率優化情況下,能夠減少化學品用量。中國限鎵鍺政策雖對台廠打擊不大,但更凸顯半導體製程對稀金及特殊材料的需要。(圖/ASML)
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應材㩦手科教館設「半導體未來館」 晶圓設備始祖P5000全都露
「台灣是半導體產業的代表、半導體對台灣也已經是不可或缺的產業」,美商應用材料公司集團副總裁暨台灣區總裁余定陸表示,16年來與國立台灣科學教育館合作推廣科普教育,在今(6)日揭幕的《半導體未來館》進一步打開單晶圓設備始祖P5000,這個讓晶圓實現量產的劃時代秘密武器,新機價值將近5000萬元,從產線退役後能讓大小朋友近距離觀看,把相關基礎知識變得平易近人,應材希望藉此種下科普的種子,把台灣的半導體優勢延續下去。美商應用材料是美國上市公司(NASDAQ:AMAT),是全球頂尖半導體製造裝置和服務供應商,台灣應材與台灣科教館共同合作半導體科普教育已有16年,2007年與2015年推出體感互動遊戲以及半導體編年史的《半導體初體驗》與《半導體零極限展》。本次展覽新增了更多元的創意題材,閎康董事長謝詠芬捐贈半導體影像、聯電前研發處長周孝邦親審內容。《半導體未來館》是一座未來半導體科技的創新研發中心「MR01研發中心」,從入口的迎賓櫃台出發,觀眾將依序走過研發中心的「展示廳」、「物料室」、「製造區」,再來到最後的「未來實驗室」。台灣應材和國立台灣科學教育館今年升級策畫成立「創新!合作!半導體未來館」展區。左起教育部終身教育司簡任秘書魏仕哲、應用材料台灣區總裁余定陸、科教館館長劉火欽、台灣應用材公司幕僚長陸藍珠、教育部青年發展署署長陳雪玉。(圖/劉耿豪攝)常在新聞上聽到「某某企業在製程上又突破了多少奈米」,到底是什麼意思?在製作生產積體電路晶片的核心生產基地 「製造區」,有趣的逐格動畫短片〈電路微縮與半導體材料〉了解電路微縮的關鍵挑戰與歷程,也特別介紹現實中的半導體產業,除了產業鏈的上中下游與分工版圖,「摩爾定律與工藝節點」對於近年來關鍵突破的工藝節點也有詳盡的介紹,同時收錄了半導體領域時下最熱門的四大關鍵字,包含:立體化(鰭式電晶體FinFET、閘極全環電晶體Gate-all-around)、新材料(石墨烯、砷化鎵、氮化鎵)、量子運算等。