■文/張麗娟(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所)
2022年2月,歐盟委員會推出《歐洲芯片法案》,提出將在2030年前充分調(diào)動公共和私營部門資金,投入430億歐元(約合3000億人民幣)構(gòu)建起繁榮的生態(tài)系統(tǒng),確保歐盟在半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。主要舉措包括:公共投入110億歐元實(shí)施“歐洲芯片計(jì)劃”,全面加強(qiáng)歐盟在芯片研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和封裝方面的能力;設(shè)立規(guī)模為20億歐元的“芯片基金”,重點(diǎn)支持半導(dǎo)體價(jià)值鏈上的中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè);對具有“首創(chuàng)性”的先進(jìn)芯片生產(chǎn)制造設(shè)施進(jìn)行補(bǔ)貼,最高補(bǔ)助比例可達(dá)設(shè)施建設(shè)所需資金的100%;深入了解全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈,通過永久性監(jiān)測和危機(jī)時(shí)特定舉措,預(yù)測和應(yīng)對潛在芯片短缺危機(jī);加強(qiáng)與志同道合的國家構(gòu)建半導(dǎo)體伙伴關(guān)系,就共同關(guān)心的倡議制訂合作框架,并尋求危機(jī)時(shí)期供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。該法案將在歐洲議會和歐洲理事會討論通過后生效。
芯片是數(shù)字化產(chǎn)品的基本構(gòu)件,對現(xiàn)代數(shù)字經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要,不僅決定著數(shù)字系統(tǒng)的性能特征,還對人工智能、5G和邊緣計(jì)算等未來關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展影響重大,沒有芯片就沒有“數(shù)字”產(chǎn)業(yè)。自2020年初新冠肺炎疫情全球大流行以來,歐洲和世界其他地區(qū)經(jīng)歷了嚴(yán)重的芯片短缺。盡管歐洲在芯片特定領(lǐng)域具有優(yōu)勢,如電力電子器件、射頻和模擬器件、傳感器和微控制器的設(shè)計(jì)以及芯片生產(chǎn)制造所需的材料和設(shè)備等,但歐洲占全球半導(dǎo)體市場的份額僅為10%,并且?guī)缀鯖]有尖端芯片(7納米以下)生產(chǎn)制造能力,在設(shè)計(jì)、封裝和測試方面也嚴(yán)重依賴國外廠商。
為應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速以及全球芯片需求的迅速增長(預(yù)計(jì)到2030年全球芯片市場將由2021年的5500億美元增長至1萬億美元),歐洲希望成為未來半導(dǎo)體市場的領(lǐng)導(dǎo)者,其核心愿景是到2030年使歐洲尖端和可持續(xù)半導(dǎo)體產(chǎn)值達(dá)到全球的20%。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),歐盟委員會于2022年2月8日推出《歐洲芯片法案》,計(jì)劃由公私部門共同投入430億歐元(約合3000億人民幣),構(gòu)建起繁榮的芯片生態(tài)系統(tǒng),大幅提升歐洲芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造能力,并及時(shí)監(jiān)測、預(yù)測和應(yīng)對未來潛在的供應(yīng)鏈中斷,打造富有韌性的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。通過《歐洲芯片法案》的出臺和實(shí)施,歐盟將聯(lián)合所有成員國采取共同行動,在短期內(nèi),監(jiān)測和預(yù)測潛在的芯片危機(jī),并密切協(xié)調(diào)加以應(yīng)對(包括與志同道合的國家合作);在中短期內(nèi),加強(qiáng)歐洲的芯片生產(chǎn)制造能力,支持整個(gè)價(jià)值鏈的擴(kuò)大和創(chuàng)新,確保供應(yīng)鏈安全;在中長期內(nèi),提升歐洲的前沿技術(shù)能力,支持從實(shí)驗(yàn)室到工廠的知識轉(zhuǎn)移,并使歐洲成為創(chuàng)新下游市場的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。對此,歐盟將在強(qiáng)化研究與技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位、確保供應(yīng)鏈安全、培養(yǎng)和吸引人才、預(yù)測未來危機(jī)、加強(qiáng)國際合作等方面采取措施。
保護(hù)歐洲在半導(dǎo)體領(lǐng)域一些突破性技術(shù)(包括制造設(shè)備和先進(jìn)材料)中的現(xiàn)有及未來優(yōu)勢,對于歐洲構(gòu)建新一代芯片生產(chǎn)制造設(shè)施必不可少。對此,歐盟計(jì)劃到 2030 年匯集歐盟和成員國110億歐元的公共資金發(fā)起“歐洲芯片計(jì)劃”,用于加強(qiáng)自身在芯片設(shè)計(jì)、制造與先進(jìn)封裝以及節(jié)能型芯片和安全型芯片方面的能力,并將利用大量私營部門投資。具體來看:
一是加強(qiáng)歐洲在芯片研究、創(chuàng)新和制造設(shè)備方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。對此,歐盟將把公私合作伙伴資助計(jì)劃——“關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)聯(lián)合承諾”(KDT JU)改組升級為“芯片聯(lián)合承諾”(Chips JU),Chips JU將是實(shí)施“歐洲芯片計(jì)劃”的核心政策工具,對芯片價(jià)值鏈上的大企業(yè)、中小企業(yè)以及研究與技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行資助。其未來研究工作將主要集中于:2納米及以下芯片制造技術(shù)、人工智能領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)、超低功耗節(jié)能處理器、新型材料和不同材料的異構(gòu)與3D集成,以及新興的設(shè)計(jì)解決方案(如開源RISC-V計(jì)算架構(gòu))等。歐盟還將通過“地平線歐洲”框架下的量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目開展量子芯片研究,因?yàn)榱孔有酒瑢?fù)雜計(jì)算任務(wù)或超安全通信具有顛覆性潛力。此外,歐盟還將聯(lián)合成員國發(fā)起致力于解決微電子問題的歐洲共同利益重大項(xiàng)目(IPCEI),預(yù)計(jì)將有來自20個(gè)成員國的100多個(gè)潛在參與者參加,并將重點(diǎn)聚焦于人工智能處理器、邊緣計(jì)算、電動汽車、安全和能源效率等領(lǐng)域的半導(dǎo)體創(chuàng)新。
二是加強(qiáng)歐洲在芯片設(shè)計(jì)、制造和封裝方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。對此,歐盟將依托“歐洲芯片計(jì)劃”在歐洲部署先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)工具、下一代芯片原型試驗(yàn)線和最新芯片技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的測試設(shè)施,并在量子芯片領(lǐng)域構(gòu)建先進(jìn)的技術(shù)和工程能力。在芯片設(shè)計(jì)方面,將部署遍布?xì)W洲的虛擬平臺,為半導(dǎo)體集成技術(shù)構(gòu)建大規(guī)模的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施。虛擬平臺將建立在現(xiàn)有和新設(shè)計(jì)庫的基礎(chǔ)上,集成大量的尖端和新技術(shù),允許設(shè)計(jì)新型組件和系統(tǒng),并展示新的功能(如低能耗、安全性)以及新的系統(tǒng)集成和3D封裝能力等。在下一代芯片原型試驗(yàn)線方面,將在現(xiàn)有原型試驗(yàn)線的基礎(chǔ)上,部署能夠?qū)⑿滦拖冗M(jìn)技術(shù)提升到更成熟水平的基礎(chǔ)設(shè)施,使歐洲能夠?qū)π碌耐黄菩约夹g(shù)(如量子、人工智能或神經(jīng)形態(tài)計(jì)算)以及有關(guān)安全性或能效的新功能進(jìn)行測試和驗(yàn)證。歐盟將重點(diǎn)支持以下新試驗(yàn)線的開發(fā),涉及:10納米及以下FDSOI(全耗盡絕緣體上硅)工藝、2納米以下前沿節(jié)點(diǎn)工藝、3D異構(gòu)系統(tǒng)集成和先進(jìn)封裝、量子芯片。歐盟尤其重視FDSOI工藝的測試,一方面歐洲在FDSOI技術(shù)方面具有領(lǐng)導(dǎo)地位,另一方面基于FDSOI工藝能夠開發(fā)出高效節(jié)能芯片,這對汽車、信息通信技術(shù)、交通等行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。在芯片認(rèn)證方面,歐盟將把綠色、可信和安全認(rèn)證覆蓋到整個(gè)芯片價(jià)值鏈,并納入公共采購要求,同時(shí)還將在國際標(biāo)準(zhǔn)化活動中大力推廣。
為維護(hù)歐盟芯片產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全和韌性,同時(shí)對更廣泛的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大的積極影響,歐盟提出對新的先進(jìn)生產(chǎn)制造設(shè)施進(jìn)行投資將十分必要。但由于芯片產(chǎn)業(yè)壁壘和資本密集度極高,私營部門對先進(jìn)生產(chǎn)制造設(shè)施的投資需要公共財(cái)政的支持。對此,歐盟委員會將根據(jù)《歐盟運(yùn)作條約(TFEU)》第107條第3款(該條款允許歐委會對某些旨在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的活動進(jìn)行補(bǔ)貼,前提是此類補(bǔ)貼的積極影響超過其對貿(mào)易和競爭的潛在負(fù)面影響)對先進(jìn)芯片生產(chǎn)制造設(shè)施進(jìn)行補(bǔ)貼。具體來看,受補(bǔ)貼的先進(jìn)芯片生產(chǎn)制造設(shè)施應(yīng)具有“首創(chuàng)性”,這意味著這種設(shè)施在歐盟是前所未有的。在評估設(shè)施是否首創(chuàng)時(shí),歐盟委員會計(jì)劃采用兩種標(biāo)準(zhǔn):一是“歐盟開放型芯片代工廠”,主要將其制造能力用于為其他企業(yè)代工生產(chǎn)芯片;二是“集成性生產(chǎn)制造設(shè)施”,主要設(shè)計(jì)和生產(chǎn)服務(wù)于自身市場的組件。評估通過的生產(chǎn)設(shè)施最多可獲得其已證實(shí)資金缺口100%的補(bǔ)貼,即確保此類投資在歐洲進(jìn)行部署所需的最低金額。歐盟確定的潛在受補(bǔ)貼的生產(chǎn)設(shè)施領(lǐng)域涉及:前沿節(jié)點(diǎn)工藝生產(chǎn)制造設(shè)施;碳化硅和氮化鎵等基板材料;具有更好性能、更高技術(shù)工藝以及能效和環(huán)境效益的創(chuàng)新型產(chǎn)品等。
另外,歐盟還將設(shè)立總投資額至少為20億歐元的“芯片基金”,重點(diǎn)支持中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè),主要通過兩項(xiàng)投資實(shí)現(xiàn)。一是通過歐洲投資銀行在InvestEU框架下設(shè)立半導(dǎo)體專項(xiàng)股權(quán)混合基金,將為在半導(dǎo)體和量子技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)秀的規(guī)模化企業(yè)和中小企業(yè)提供股權(quán)和準(zhǔn)股權(quán)融資(特別是通過風(fēng)險(xiǎn)投資基金),緩解其擴(kuò)大市場規(guī)模的壓力。二是通過歐洲創(chuàng)新委員會的加速器計(jì)劃,以贈款和股權(quán)投資形式提供專項(xiàng)支持,以對在半導(dǎo)體和量子技術(shù)領(lǐng)域具有市場潛力的高風(fēng)險(xiǎn)創(chuàng)新型中小企業(yè)(包括初創(chuàng)企業(yè))進(jìn)行激勵,幫助它們的創(chuàng)新走向成熟并吸引投資者。
吸引和留住人才是芯片行業(yè)的主要挑戰(zhàn)之一。對此,歐盟將基于“歐洲芯片計(jì)劃”,開展相關(guān)教育、培訓(xùn)、技能提升和再培訓(xùn)項(xiàng)目,如支持學(xué)生參加微電子學(xué)研究生課程、短期培訓(xùn)課程、就業(yè)/實(shí)習(xí)和見習(xí)、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)等。此外,在“歐洲芯片計(jì)劃”框架下還將構(gòu)建遍布?xì)W洲的能力中心網(wǎng)絡(luò),提供在半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)專長和試驗(yàn)設(shè)施,幫助企業(yè)(特別是中小企業(yè))獲得和提高芯片設(shè)計(jì)和開發(fā)的能力。
上述舉措還需要與教育和培訓(xùn)提供者、行業(yè)和社會伙伴等利益相關(guān)方密切合作,以增加實(shí)習(xí)和見習(xí)機(jī)會,提高學(xué)生對芯片行業(yè)的認(rèn)識,還要設(shè)立芯片領(lǐng)域?qū)m?xiàng)碩士和博士獎學(xué)金,并提高女性在芯片行業(yè)的參與度。
半導(dǎo)體價(jià)值鏈復(fù)雜,市場容易面臨短缺風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)由于需求增長強(qiáng)勁、部分細(xì)分市場過于集中、供給和需求不透明等原因會導(dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)鏈缺乏韌性,在供應(yīng)短缺的情況下,不僅會帶來經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),甚至?xí)l(fā)地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。為降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),歐盟和各成員國應(yīng)協(xié)調(diào)行動,構(gòu)建監(jiān)測半導(dǎo)體供應(yīng)鏈?zhǔn)欠耥槙尺\(yùn)行的能力,包括收集情報(bào)以及通過補(bǔ)救措施發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對危機(jī)。
對此,歐盟及其成員國將合作進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,以識別早期預(yù)警指標(biāo)并對供應(yīng)鏈主要風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測。這將包括兩類舉措:永久性監(jiān)測(準(zhǔn)備)和危機(jī)時(shí)特定舉措(危機(jī)應(yīng)對)。在永久性監(jiān)測方面,各成員國需提供有關(guān)國內(nèi)半導(dǎo)體市場的數(shù)據(jù),以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,并對潛在的半導(dǎo)體短缺做出預(yù)警;歐盟委員會則會對涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)制造和采購的公司等利益相關(guān)方進(jìn)行針對性調(diào)查。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)并通過與國際合作伙伴的討論歐盟委員會將能夠評估出可能導(dǎo)致歐盟半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中斷的重大風(fēng)險(xiǎn)。一旦發(fā)生影響到經(jīng)濟(jì)和社會關(guān)鍵部門的重大供應(yīng)中斷,歐盟將啟動危機(jī)時(shí)特定舉措(工具箱),包括強(qiáng)制性信息收集、關(guān)鍵部門訂單優(yōu)先排序、共同采購計(jì)劃、出口管制等。對此,歐盟計(jì)劃成立歐洲半導(dǎo)體委員會,作為歐盟和各成員國之間的協(xié)調(diào)機(jī)制,使歐盟能夠?qū)π酒倘钡木o急情況做出迅速、有效和協(xié)調(diào)一致的應(yīng)對。
為實(shí)現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo),歐盟需要與志同道合的國家建立平衡的半導(dǎo)體伙伴關(guān)系,就共同關(guān)心的倡議制訂合作框架,并尋求危機(jī)時(shí)期供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。
歐盟認(rèn)為,伙伴關(guān)系可以包括以下要素:定期分享關(guān)于應(yīng)對潛在供應(yīng)鏈短缺的信息和最佳做法;建立有效的預(yù)警機(jī)制,加強(qiáng)危機(jī)時(shí)超前應(yīng)對;交換長期投資戰(zhàn)略相關(guān)信息;加強(qiáng)國際標(biāo)準(zhǔn)化活動協(xié)調(diào);進(jìn)行出口管制協(xié)調(diào),確保事先磋商并管控預(yù)料之外的風(fēng)險(xiǎn);合作培養(yǎng)行業(yè)勞動力;分享有關(guān)減少生產(chǎn)活動對環(huán)境影響以及有關(guān)研究合作的最佳做法等。對此,歐盟計(jì)劃首先利用現(xiàn)有或新成立的論壇,與美國、日本、韓國、新加坡等志同道合的伙伴探討這一問題。此外,歐盟還將與鄰國建立強(qiáng)有力的合作,提高半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的彈性。