半導體設備短缺的問題正日益惡化,根據《日經亞洲》報導,台積電今年3月和6月分別派遣團隊前往美國和日本,因為他們沒有收到理應從海外遠渡而來的半導體製造設備,只收到供應商遲來的道歉。
對於已擬定三年投資1,000億美元的台積電而言,半導體供應鏈的脆弱已經影響到他們的擴張計畫。先前《華爾街日報》就披露,台積電已經開始為客戶打預防針,因為設備採購上的瓶頸,2023、2024年他們恐怕沒辦法如預期地增加半導體產能。
半導體供應鏈在缺什麼?
今年3月,台積電也曾派人前往美國了解,為何訂購的設備需要等待長達18個月的時間。而且從具有極高精度的蔡司鏡片,小至塑膠管、閥門等零件,都陷入供應短缺的難關。
根據《日經亞洲》報導,東京威力科創、 Screen Semiconductor Solutions(後稱Screen)等半導體設備商都通知台積電他們必須再次延後交貨時間。 Screen製造的化學清洗機對半導體製造業非常重要,然而他們也遇上嚴重的供應鏈問題,難以取得特殊塑膠製作的閥門、塑膠管、泵等零件。
雖然閥門、塑膠管聽起來不像需要高度技術力,應該隨時能找到替代品,但實際上能夠生產符合半導體製造所需嚴苛標準的供應商數量不多。這些小零件需要利用氟聚合物(fluoropolymers)這種特殊材料打造,對於會用到腐蝕性化學物質、超純水的半導體設備來說,是不可或缺的零件。
且不斷往供應鏈上游來看的話,能夠供應半導體級原料的廠商更是稀少,部份氟聚合物全世界僅有兩家公司生產,而氟聚合物的原料「螢石」有60%來自中國,面對越趨緊繃的中美關係,也讓螢石的供應穩定充滿未知數。
技術門檻高,供應被少數企業把持
如同因凡閥門、塑膠管供應短缺,使得半導體設備出貨延宕,半導體領域到處都充滿著仰賴少數、單一供應商的情況,波士頓顧問公司的研究顯示,半導體供應鏈中存在超過50個環節,其中65%以上供應來自特定的國家或地區。
好比說,超過70種半導體原料超過60%由日本供應,而光阻劑、清洗劑、鋁質電解電容等材料更近乎被日本壟斷。2019年爆發的日韓貿易戰,日本便是利用在半導體原料上的關鍵地位,掐住韓國電子與半導體產業的命脈。
《日經亞洲》指出,ASML的EUV機(極紫外光微影)更突顯出要在半導體供應鏈中替換零組件有多麼困難,有時根本沒辦法找到替代品。
EUV是先進製程所必須的製造設備,一年僅出貨數十台,EUV的供應會直接影響半導體公司能否按照預期擴產,也是台積電格外重視的供應環節。
稍早的財報會議上,ASML就坦承經濟動盪、供應鏈中斷等問題同樣衝擊了設備的交貨時間,將部份設備延後至2023年交貨;而《日經亞洲》則披露,有部份設備的交貨時間延長了兩年之久。
ASML的EUV機極度仰賴蔡司的鏡片技術,兩者已經合作長達30年之久,其精確度號稱足以從地表準確定位到月亮上的一顆乒乓球。如此精準的鏡片目前沒有任何其他廠商可以替代,就算ASML夥同其他供應商投入研發,起碼5到10年才有辦法取得初步成果。
以美國在參眾兩院通過的晶片法案為首,各國經歷半導體短缺後,都試圖推動國內半導體製造業發展,希望確保供應鏈穩定。但就如同上述提到的半導體原料與零件,都有極高的技術門檻,由少數企業所把持,要在一國之內建立自給自足的半導體供應鏈,幾乎是不可能的任務。
前台積電發言人孫又文也在近日與《彭博社》的對談中提到,半導體是各國協力合作的結晶,只要缺少一個環節供應就會中斷,想確保所有環節都在國內完成,不是個現實的作法。