意法半導體（STMicroelectronics）本月正式官宣其又一大擴產計劃，將在意大利卡塔尼亞（Catania）投資7.3億歐元建造一條6英寸碳化矽襯底生產線，預計於2023年投產。這也是意法半導體近期繼意大利Agrate和法國Crolles的12英寸新線後，宣佈的第三項重大擴產計劃。
從幾年前的“風雨飄搖”，到今天的“意氣風發”，意法半導體走出令人印象深刻的逆襲足跡，而其“三箭齊發”的擴產動作背後，還蘊含著歐洲半導體產業復興的“大戰略”。
01
意法半導體的“翻身仗”
意法半導體在碳化矽領域的垂直一體化動作已有“預告”，該公司技術、制造、質量及供應鏈總裁Orio Bellezza在今年的資本市場日上就對外透露，將進一步擴大在意大利卡塔尼亞和新加坡宏茂橋的前端制造產能，其試驗產線已經能夠小批量供應6英寸、8英寸碳化矽襯底，新的內部生產設施將於2023年亮相。
（意法的目標是到2024年實現40%碳化矽襯底的內部供應）
早在2019年宣佈完成對碳化矽襯底制造商Norstel的全面收購後，意法半導體從碳化矽器件向上遊襯底片的垂直一體化延申就已經是一張“明牌”，此前意法半導體襯底片相當比例來自於Wolfspeed（原Cree），在供應上顯然不及內部生產更具彈性，也不利於碳化矽器件的設計、材料、工藝協同優化，更重要的是，隨著Wolfspeed等廠商向下遊器件領域加大投入，在碳化矽器件市場市占率第一的意法半導體也有必要在供應鏈上“多留一手”。事實上，此次意法半導體公告中也明確提到，卡塔尼亞項目是為實現“內部和商業供應方之間的碳化矽襯底供應平衡”。
在卡塔尼亞項目之外，意法半導體在意大利Agrate和法國Crolles佈局的12英寸晶圓制造項目也正處於不同推進階段，前者將與Tower合作建設，用於制造高端電源管理、混合信號、射頻器件，而位於法國Crolles的項目則將與格芯（Global Foundries）進行深度合作，根據雙方簽署的諒解備忘錄，Crolles新工廠將主要基於絕緣體上矽（FD-SOI）工藝平臺，制程規劃將覆蓋至18納米節點，工藝可能來自於三星技術授權，尤其值得註意的是，Orio Bellezza提供的演示資料中，意法半導體還將推出基於外部代工的FinFET和先進FD-SOI產品，FD-SOI先進制程節點被標註為10納米，這或許代表著其戰略合作夥伴格芯FDX工藝新的演進目標。
（演示資料中還標註碳化矽器件向第四代、第五代的發展規劃）
總體而言，“三箭齊發”的意法半導體，展現出在邏輯、模擬、功率半導體市場全線出擊的進取勢頭，預計新項目建成達產後，公司12英寸晶圓產能將實現翻番，大幅提高公司產品交付能力，並進一步鞏固其在碳化矽市場的競爭優勢。
意法半導體今天的“意氣風發”，體現出這傢歐洲老牌半導體廠商的頑強生命力。短短幾年前，意法還被外界目為“泥足巨人”，在手機芯片領域合並恩智浦業務、與愛立信合資等重註黯淡收場，後續沖擊引發公司內部法、意兩方股東關系緊張。未能搭上智能手機SoC大機遇的同時，隨著IBM宣佈收縮半導體制造業務，與其合作推進FD-SOI先進制程的意法也在制造技術發展上遭遇重挫，時任CEO Carlo Bozotti宣佈不再投資開發1X納米FD-SOI工藝，此舉也宣告歐洲廠商退出如火如荼的先進制程競逐。在資本市場看來，此時的意法“緩慢而乏味”，在其競爭的大部分細分領域都是“長期的份額輸傢”，少有的亮點智能手機MEMS可能被蘋果用新銳廠商替換，分立器件領域又面臨中國廠商激烈的成本競爭，甚至有市場人士暗示，意法應當被谷歌收購，成為後者搭建半導體業務的“養料”。
然而隨著法國人Jean-Marc Chery接任CEO，意法半導體在2018年後打出漂亮的“翻身仗”，其ToF傳感器等新產品鞏固乃至擴大在高端智能手機中配套份額，而特斯拉在Model 3主逆變器中選用意法半導體碳化矽MOSFET，也將公司送上車用功率器件的“風口”。
03
意法復興的“大棋局”
從目前佈局看，在傳統產品線之外，先進制程與寬禁帶材料，是意法半導體未來兩大投入重點。
首先來看先進制程，意法半導體此次重啟向1X納米工藝節點的進軍，明確選擇FD-SOI技術路線為突破重點。而在與格芯的產能合作之前，今年4月份，意法、格芯、Soitec、CEA-Leti就已經宣佈組成技術聯盟，合作推進下一代FD-SOI技術路線圖和產業生態系統培育，比肩Imec的研究機構CEA-Leti展望稱，FD-SOI可以擴展至10納米乃至更小工藝節點。
FD-SOI此前在與FinFET技術路線競爭中的失敗，既有矽片成本過高等技術原因，也與推動這一技術發展的“Vendor”實力不足有相當大關系，此次FD-SOI技術迭代“重啟”，則面對著更為有利的環境。一方面，FinFET在進入更低制程節點後，由於需要使用昂貴的EUV光刻設備，芯片制造成本大幅增加，相當程度上繼承傳統平面工藝，無需EUV的FD-SOI成本劣勢縮小，另一方面，FD-SOI固有的漏電流性能優勢，隨著汽車、物聯網和移動應用的勃興得以進一步凸顯。
其次再看寬禁帶材料，在垂直一體化的同時，意法半導體碳化矽MOS管也已經發展到第三代，並可能通過溝槽結構進一步提高性能表現，而在另一熱門材料氮化鎵（GaN）領域，意法半導體位於法國圖爾斯（Tours）的8英寸工廠預計將於2023年投入規模量產，並正在推進集成GaN、BCD工藝GaN等特色技術開發。
值得特別強調的是，作為長期以來的歐洲芯片企業“一哥”，時至今日法意兩國國有資本仍然在意法半導體享有大股東地位，今年7月法國總統馬克龍親自視察Crolles項目，並宣佈向“10納米技術節點”的研發資金支持，而卡塔尼亞碳化矽項目中，意大利政府同樣為其申請歐盟援助資金中2.925億歐元的補貼，這樣不同尋常的官方支持，使意法半導體近年來的佈局方向，相當程度上也折射著歐洲半導體產業政策規劃的思路。
以先進制程為例，在歐洲2030年半導體產業規劃中，對於FD-SOI已經表達明確興趣。
歐盟委員會近期向歐盟理事會提交的《歐洲芯片法案》附件4（Annex 4）中，就專門針對FD-SOI與FinFET技術路線進行詳細分析，認為歐洲地區產業生態與技術基礎，完全可以將FD-SOI推進至10納米節點，與其後7納米以下FinFET乃至GAA-FET工藝相銜接。
歐盟對FD-SOI的“執念”背後，是其芯片產業“自主可控”的訴求，FD-SOI的大規模產業化，意味著開辟一個與FinFET可以相區別的先進邏輯芯片制造生態，歐洲本土企業無疑將是最大的獲益者，也將大大有助於提升供應鏈上歐洲本土配套的比例。盡管美國目前極力拉攏歐盟，英特爾也信誓旦旦將在其投資的德國工廠上馬最先進的GAA-FET工藝，但歐洲對先進FD-SOI技術步步為營的佈局，依然透露出其戰略規劃層面的“清醒”。
04
結語
重新“支棱”起來的意法半導體及其戰略佈局，為中國產業界也帶來有力的鼓舞和有益的鏡鑒，對於後者而言，先進制程邏輯芯片制造面臨著更為嚴峻的外部遏制壓力，大陸產學研機構也有不少正在FD-SOI技術路線上默默耕耘，這條能夠繞開EUV的“小路”，有必要得到更多企業更大力度的“平整”和“拓寬”。
而在寬禁帶材料領域，與眼花繚亂數十上百個國內碳化矽、氮化鎵項目相比，剛剛著手建設歐洲首個6英寸碳化矽襯底量產工廠的意法半導體，在市場上卻有著強勁許多的競爭力，在宣發融資的“熱鬧”背後，新賽道如何商業落地，需要國內企業更多思考。