欧洲急了,正式发起 2nm 芯片总攻

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2021-03-12 21:57

昨日,欧盟委员会提出数字化转型最新目标:到 2030 年,欧洲先进和可持续半导体的生产总值至少占全球生产总值的 20%,生产能力冲刺 2nm,能效达到今天的 10 倍。

此外,欧盟计划在 5 年内造出其第 1 台量子加速计算机,10 年内实现 5G 覆盖欧洲人口密集地区、独角兽企业数量翻倍、关键公共服务和远程医疗服务 100% 全覆盖。

这项 27 页的欧盟计划名为《2030 数字指南针:数字十年的欧洲方式(2030 Digital Compass: the European way for the Digital Decade)》,旨在将欧盟提出的 2030 年数字目标转化为具体目标,并确保它们能够实现。

欧盟在文件中称,新冠肺炎疫情暴露了欧洲对非欧盟关键基础技术的依赖,尤其是对少数大型科技公司的依赖,为确保 “数字主权”,欧盟提出了未来十年欧洲加快数字化转型的 11 个具体目标。

▲欧盟委员会提交的《2030 数字指南针》报告截图

一、十年目标:决胜 2nm,拥有首台量子计算机

这份计划特别强调芯片的关键战略价值,点明微处理器对联网汽车、智能手机、物联网、高性能计算、边缘计算和人工智能的重要性。

在人工智能方面,欧盟委员会提出要确保欧洲成为前沿 AI 发展的枢纽,为所有欧盟成员国创造一个公平竞争的环境,使欧洲展示出一种以人为本的、以道德为中心的人工智能。

具体而言,该计划提出如下目标:

1、专家数量:到 2030 年,有 2000 万名在职信息和通信技术(ICT)专家。

2、5G 通信:到 2030 年,实现千兆网络覆盖所有欧洲家庭,实现 5G 覆盖欧洲人口密集地区。

3、2nm 芯片:到 2030 年,欧洲包括处理器在内的尖端和可持续半导体的生产,至少占全球产值的 20%,即低于 5nm 节点的生产能力将瞄准 2nm 节点,能效是今天的 10 倍。

4、边缘 / 云:到 2030 年,部署 10000 个气候中立高度安全边缘节点,帮助欧洲发展自己的云基础设施,以确保企业能够以几毫秒的低延迟方式快速访问数据服务。

5、量子计算:到 2025 年,欧洲将拥有第 1 台具有量子加速功能的计算机,这为欧洲在 2030 年之前处于量子能力的前沿铺平了道路。

6、数字技术:到 2030 年,云计算、大数据、人工智能等领域的欧洲企业占 75%。

7、数字 “晚期采用者”:到 2030 年,90% 以上的欧洲中小企业至少达到了基本的数字强度水平。

8、独角兽数量:通过扩大创新规模、改善融资渠道,让估值 10 亿美元的独角兽公司数量增加 1 倍。

9、关键公共服务:到 2030 年,为欧洲公民和企业提供 100% 的在线关键公共服务。

10、远程医疗:到 2030 年,100% 的欧洲公民可以访问医疗记录(电子记录)。

11、数字身份证:到 2030 年,80% 的公民将使用数字身份证解决方案。

▲欧盟未来十年目标数据与当前基线数据的对比

二、已讨论新建芯片厂,砸万亿支持数字化转型

虽然欧洲设计和制造高端芯片,但在最先进的制造技术和芯片设计方面,与美国及亚洲半导体公司之间差距明显。

据此前外媒报道,欧盟已讨论可能建立一个新芯片代工厂,作为提高欧洲半导体产量计划的一部分,加护生产出 10nm 制程以下的芯片。

去年 12 月,19 个欧盟成员国已签署了一项联合声明,就 “加强欧洲开发下一代处理器和半导体的能力”进行合作,其中包括为各行业特定应用提供最佳性能的芯片和嵌入式系统,以及逐渐向处理器技术的 2nm 节点发展的领先制造技术。

今年 2 月,欧洲议会批复了《复苏和恢复基金》(RRF),该基金将提供 6725 亿欧元(5.2 万亿人民币)的赠款和贷款,持续三年,面向欧盟各国政府提供最高 13% 的预融资。

签署联合声明的成员国达成的协议是,拨出至少 20% 的 RRF 资金支持数字化转型,未来 2 到 3 年,这笔资金将达到 1450 亿欧元(折合约 1.1 万亿人民币)。(参见文章《决胜 2nm!欧洲 19 国联合签署声明,加强芯片制造实力》)

三、如何衡量十年目标达成情况?

为了确保未来十年数字目标能如期达成,欧盟委员会认为有必要构建一个《数字指南针》(Digital Compass),由欧洲议会和理事会共同决定采用,将基于一个增强的监测系统,并将发布一份年度报告,详细说明其进展情况。

▲《数字指南针》治理结构、年度报告和后续跟进办法

它将包括实现目标的方法,并沿着绘制欧盟发展轨迹的 4 个基本要点设定关键里程碑。4 个基本要点分别是:数字技术熟练人员和高技能数字专家、安全和高性能的可持续数字基础设施、商业数字化转型、公共服务数字化。

具体而言,该方案将包括下列各方面:

1、为 4 个基本要点分别制订一套具体目标。

2、一个衡量欧盟 2030 年关键目标和数字原则进展的监测系统,分析显示距离目标的剩余距离,最终查明哪些领域落后及如何弥补差距。

3、基于分析,欧盟委员会将数字十年年度报告,详细说明 2030 年愿景和相应基本方位、目标和原则等进展情况。

4、推动欧盟委员会与成员国之间的合作分析,确定解决弱项的方法,并为开展有效补救行动提出有针对性的建议。

四、获基金支持的 10 个多国数字项目

先进的欧洲数字能力需要大量的资金和所有行动者的配合。欧洲委员会呼吁在关键技术项目方面进一步加强利用欧盟和各成员国基金之间的协同作用,鼓励成员国利用其《复苏和恢复基金》(RRF)提供资金,联合支持这种多国项目。

截至目前,在 RRF 支持下,与欧盟成员国讨论的多国数字项目有:

1、建立一个共同的、多功能的泛欧互联数据处理基础设施:充分遵循基本权利,开发实时(非常低延迟)边缘能力,以满足终端用户在接近数据生成地点(即在电信网络的边缘)的需求,为部门设计安全、低功率和可互操作的中间件平台,实现数据的方便交换和共享,特别是为欧洲共同数据空间。

2、赋予欧盟在电子设计及部署下一代低功耗可信赖处理器和其他电子组件的能力,以驱动其关键的数字基础设施、人工智能系统和通信网络。

3、在全欧洲部署 5G 网络:用于先进的数字铁路运营以及互联和自动化移动,有助于实现道路安全和绿色协议目标。

4、采购超算和量子计算机:连接到 EuroHPC 极限带宽通信网络,投资并合作于需要超算的大规模应用平台(如在健康、灾害预测方面),以及 HPC 国家能力中心、HPC&量子技能。

5、在整个欧盟开发和部署超安全量子通信基础设施:显著提高整个欧盟敏感数据资产的通信和存储的安全性,包括关键基础设施。

6、部署由人工智能驱动的安全行动中心网络:能够及早发现网络攻击迹象,并采取主动行动,加强国家和欧盟层面的联合风险防范和应对。

7、互联公共管理:与 eIDAS 框架建立互补和协同作用,并在自愿基础上提供欧洲数字身份,以增强隐私的方式访问和使用来自公共和私营部门的在线数字服务,并完全遵守现有数据保护法律;建立一个一次性系统,允许地方、区域和国家各级的公共行政部门在充分遵守法律要求和基本权利的情况下跨界交换数据和证据。

8、欧洲区块链服务基础设施:开发、部署和运营一个绿色、安全、完全符合欧盟价值观和欧盟法律框架、基于泛欧洲区块链的基础设施,使跨境和国家 / 地方公共服务更有效、可靠,并提升新的商业模式。

9、欧洲数字创新中心:通过建立全欧盟范围的 “欧洲数字创新中心(EDIH)”网络,支持欧洲产业的数字化。EDIH 是 “一站式商店”,为中小企业提供技术专长、“投资前测试”机会、融资建议、培训等。

10、通过《技能公约》建立数字技能高技术伙伴关系:为了填补 ICT 专家的差距,大规模的多方利益相关者技能伙伴关系,可以构建供需之间的桥梁,促进更多私人和公共投资,提高专业教育和培训的数量和质量,提升高等教育和审查机构的水平。

五、20 年没扶起来的欧洲芯片制造业

在此之前,欧洲曾多次尝试提升芯片制造能力,但 20 年间,欧洲并未出现技术领先的晶圆厂。

目前,欧洲有三家本土芯片制造商,但采用的是轻晶圆厂(Fab Lite)和小批量生产的模式。

80 年代中期,欧盟曾支持恩智浦和英飞凌实现制程工艺跨世代,但结果并未达到欧盟预期,最终两家公司选择了芯片外包模式。

2006 年奇梦达从英飞凌拆分出来,成为全球第二大 DRAM 公司。2007 年,恩智浦(前身为飞利浦半导体)、意法半导体和飞思卡尔组成的 Crolles2 芯片制造联盟解体。

▲欧洲最后一家晶圆厂,其拥有者意法半导体在 2015 年宣布将采用轻晶圆厂模式

到 2012 年,欧盟负责数字议程的委员 Neelie Kroes 着手重新推动欧洲半导体业务,提出 “芯片空中客车(Airbus of chips)”议程,即将企业、地区和欧洲利益相联合,以重振芯片制造。

Kroes 提出了 10/100/20 计划:耗资 100 亿欧元,带动 1000 亿欧元的行业投资,使 2020 年欧洲在全球芯片生产中的份额增加 1 倍,达到 20%。

为此她提议恩智浦、英飞凌、意法半导体、IMEC(欧洲微电子研究中心)、CEA-Leti(法国原子能委员会电子与信息技术实验室)、Arm、ASML 等欧洲相关研究机构和企业一起制定实现这一目标的计划。

然而,欧洲芯片制造商却对该计划毫无兴趣,均明确表示拒绝合作,不想与此事有关联。

▲欧洲半导体产业链环节(图源:爱迪生研究院)

六、阻碍欧洲芯片制造崛起的两个成因

市场研究公司 Future Horizons 的首席执行官 Malcolm Penn 认为,尽管英飞凌、恩智浦和意法半导体这三家欧洲半导体巨头希望得到欧盟的资金,但他们不想在制造能力上浪费一分钱,把大量现金投入到制造工厂中也不符合它们的利益。

除去欧洲芯片厂商自身的技术因素外,股市也是阻碍欧洲芯片制造能力崛起的一大原因。

股东们想要的是股息,而非固定资产。这种情况就像一堵墙,挡住了各家公司重新发展欧洲半导体芯片制造能力的意愿。

Penn 推测唯一能越过这堵墙的方法是:客户迫使芯片公司在欧洲建造工厂,如苹果、英伟达等公司要求三星、台积电在美国本土进行部分生产。

▲2020 年度纯晶圆厂销售额分布(括号内为 2010 年占比,数据来源:公司报告、IC Insights)

如想了解更多欧洲半导体实力,可参阅《起底欧洲半导体圈的家底!凭什么反攻美日韩?》一文。

结语:《数字原则声明》今年有决定性进展

欧洲缺乏三星、台积电这样的顶尖晶圆代工厂。尤其在近日汽车缺芯潮的影响下,欧洲显然已开始评估其战略弱点,并筹备减轻对美国及亚洲科技公司在关键技术方面的依赖。

不仅是欧洲,美国近日也大举推进加强本土半导体制造业的计划,并着力拉动台积电、三星到美国建生产 5nm、3nm 芯片的先进晶圆厂。

对于欧洲半导体而言,这一雄心勃勃的计划能否如期实现,尚且面临不少难关。其中第一道便是,欧盟各成员国能否有足够的决心持续投入巨资,支持这场未必能取得成功的竞赛。此外,这份计划并没有提到欧洲冲刺 2nm 的具体解法。

成员国的合作与协调,以及所有经济和社会行动者的充分信任,都对欧洲数字化转型至关重要,欧盟委员会很快将就数字原则展开广泛磋商。

在这些协调步骤的基础上,欧盟委员会计划在 2021 年第三季度前,向联合立法者提出《数字政策计划》,并希望在 2021 年年底之前,与其他机构就《数字原则声明》取得决定性进展。

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