來源：由半導體產業縱橫編譯自semianalysis

半導體供應鏈的一小部分關鍵依賴關系需要十年和數萬億美元才能完全復制。這些依賴的典型例子是中國臺灣的臺積電和荷蘭的ASML，但整個行業還有更多的瓶頸。那些熟悉半導體行業的人可以很容易地說出另外十幾家對全球半導體供應鏈同樣重要的公司。這份名單將包括三星、英特爾、Synopsys、德州儀器、高通、博通、東京電子、應用材料和 Lam Research 等知名公司。除此之外，半導體供應鏈中許多不為人知的環節都集中在地理位置上。這些被低估的依賴關系從化學品到設備、制造、封裝、IP、設計和芯片。為了展示供應鏈的集中度和廣泛性，這里重點介紹奧地利的兩家公司。奧地利不以半導體聞名，在供應鏈安全和地緣政治方面也很少討論到。盡管沒有聲名遠播，但奧地利的 EV Group和 IMS Nanofabrication 對所有先進的半導體制造都至關重要。每家先進的邏輯、DRAM、NAND 和圖像傳感器制造公司都依賴這兩家公司的產品。通過這兩家公司，奧地利在晶圓鍵合領域的市場份額為 82%，在生產多光束掩模寫入機方面的市場份額超過 95%。尋找替代供應商需要相當長的時間才能實現技術和供應鏈的替代。IMS NanofabricationIMS Nanofabrication 于 1985 年在維也納成立。他們進行了激動人心的研究，但幾十年來沒有產生出有影響力的產品。2009 年，由于他們的多束直寫可編程電子束系統的前景廣闊，他們獲得了英特爾的投資。最終，英特爾甚至收購了該公司，因為他們在 2016 年發布了第一款商用多光束掩模刻錄機。該產品及其衍生產品適用于 7nm 以上的所有工藝節點。EUV 光刻技術被視為先進半導體制造的最大瓶頸，但這些價值超過 1.5 億美元的工具是沒有光掩模的鎮紙。一個恰當的比喻是，光掩模可以被認為是光刻工具對芯片層進行圖案化所需的物理模板。反過來，IMS Nanofabrication 的多光束掩模寫入器可以被視為模板抽屜。就像在印刷機或木版印刷時代一樣，主印刷機可以精心創建所有印刷品的基本設計；掩模寫入器幫助創建掩模組，然后將其打印在許多最終芯片上。多光束掩模寫入器實際上比 EUV 光刻工具更精確和準確，但速度非常慢，這是它們僅用于創建掩模組的一個重要原因。IMS Nanofabrication 在 NuFlare（東芝）是競爭對手，但 東芝的工具不太精確，而且速度較慢。此外，他們的多光束掩模寫入器在 IMS Nanofabrication 多年后才開始進入市場。超過 98% 的生產 EUV 掩模是使用IMS Nanofabrication 的多光束掩模寫入器制造的。每個單獨的芯片設計都帶有一組掩模，在 3nm 級節點上的成本可能高達 5000 萬美元。新設計不僅需要新掩模，現有設計也需要新掩膜。隨著時間的推移，掩膜開始出現缺陷；因此，它們需要修理，或者必須制造新的來替換老化的。如果沒有 IMS Nanofabrication 的掩模寫入器，所有 EUV 工藝技術都將陷入停頓。EUV 用于超過 7nm 的所有 Intel 和 臺積電工藝節點。自 7nm 以來，三星的所有邏輯工藝技術也都使用了 EUV。三星還在其最新的兩代 DRAM 工藝技術中使用了 EUV。此外，SK 海力士在其最新一代的 DRAM 工藝技術中使用了 EUV。美光計劃將 EUV 引入DRAM。這3家公司占DRAM產量的90%以上。雖然領先的邏輯至關重要，但每一種電子產品都使用 DRAM，因此不應低估 IMS Nanofabrication 和奧地利在半導體供應鏈上的重要性。EV GroupEV Group 是一家總部位于奧地利的私營公司，因此大多數人可能沒有聽說過他們。他們是用于掩模對準、納米壓印光刻、光刻膠架、晶圓清洗以及檢測和計量的半導體制造設備的供應商。雖然他們在這些市場上取得了不同程度的成功，但EV Group完全主導的市場是晶圓鍵合。他們在這類工具中擁有 82% 的市場份額，緊隨其后的是東京電子，僅擁有 17% 的市場份額。他們在這一領域的主導地位意味著索尼、三星和豪威科技制造的大多數 CMOS 圖像傳感器都將他們的技術用于背照式 CMOS 圖像傳感器或混合粘合圖像傳感器。幾乎所有智能手機、汽車和安全攝像頭傳感器都與EV Group 工具相關聯。此外，他們的技術用于中國的先進公司。EV Group 的晶圓對晶圓混合鍵合工具對于這些公司實現業內最高的電池陣列效率至關重要。這種對 NAND 的混合鍵合的使用也在SK 海力士、鎧俠、西部數據、三星和美光的未來路線圖中。除了圖像傳感器和 NAND，晶圓鍵合對于前沿邏輯也至關重要。2nm工藝節點將需要晶圓鍵合工具。片上互連已成為擴展到未來工藝節點的主要限制因素。觸點和通孔的電阻呈指數增長，限制了縮小到最新工藝節點時的功耗和性能改進。在過去的幾年里，IMEC、英特爾、臺積電和應用材料等領先公司的大量研究已經投入到打破這一瓶頸的過程中。已經找到了解決方案，這些公司都同意后端供電網絡是前進的方向。目前，制造晶體管層（前端），然后是觸點，然后是后端，將所有晶體管連接在一起，并從芯片外部連接到外部世界。這有幾個問題：電源和信號必須在同一個互連堆棧中路由。背面供電網絡試圖通過在晶體管層的另一側添加用于供電的第二個互連層來解決這個問題。信號和電力傳輸互連可以針對其特定任務分別進行優化。英特爾計劃在 2024/2025 年在其 20A 節點上引入這項技術，臺積電計劃在 2025/2026 年將其作為 2nm 節點的可選部分引入。構建晶體管層、構建信號互連、鍵合到晶圓、然后翻轉晶圓、露出納米 TSV 和創建功率傳輸網絡的工藝流程。英特爾和臺積電的這一工藝流程將嚴重依賴 EV Group 的晶圓對晶圓鍵合機。未來，所有中高端 CMOS 圖像傳感器、全 NAND 閃存、全 DRAM 內存，以及所有超過 7nm 的先進工藝技術都將嚴重依賴奧地利 EV GROUP 的晶圓上晶圓鍵合技術和多光束掩模來自奧地利 IMS Nanofabrication 的作者。在這個半導體處在芯片聯盟和高度政治化的時代，如果奧地利愿意，可以單槍匹馬地讓 NAND、DRAM、邏輯和 CMOS 圖像傳感器的半導體供應鏈屈服。但這只是一個假設的情況，它表明半導體供應鏈在沒有許多國家的情況下無法運作。美國的芯片法案百億美元的半導體補貼都不會創建完整的供應鏈。

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