與電子工業淵源深厚的捷克,為進一步發展半導體產業,已號召產、學、研各路人馬,同時對外商敞開大門,成立捷克國家半導體聚落,希望在捷克本地打造完整的半導體產業鏈。
台灣人對於捷克的印象,通常是充滿歐洲風味的城市建築與秀麗的原野景色,但其實捷克是一個工業化程度非常高的國家。早在二次大戰後,捷克就已經開始生產真空管等電子元件;在冷戰時期,捷克與斯洛伐克交界處的奧斯特拉瓦(Ostrava)及茲林(Zlin)地區,更被稱為「蘇聯矽谷」,是共產國家主要的電子元件生產基地。
也因為有這樣的歷史背景,捷克在光學、雷射與類比元件方面,具有十分紮實的基礎;其理工領域的高等教育體系,每年亦能培養出上萬名畢業生投入產業或從事更高深的理論研究。這些優勢條件使得捷克能在高科技領域占有一席之地,例如半導體檢測用的電子顯微鏡(SEM),以及半導體製程中會用到的雷射退火、離子布植等設備。艾司摩爾(ASML)的微影機台中,亦有部分透鏡是由捷克廠商梅普塔工業(Meopta)提供。
為整合資源,讓當地原本就已經存在的半導體產業鏈能進一步成長茁壯,捷克政府已號召眾多當地產學研,以及在捷克設有據點的外商半導體業者,成立捷克國家半導體聚落(Czech National Semiconductor Cluster, CNSC)。從這個成員包含IP、IC設計、半導體製造與設備的產業聯盟,不僅可以看出捷克半導體產業的廣度,同時也能一窺捷克發展半導體產業的強烈企圖心。
CNSC串聯捷克半導體價值鏈
CNSC是由捷克半導體價值鏈成員所組成的產業團體,成員來自產、學、研不同領域,並且有許多國際大廠也是CNSC的成員。例如,安森美(onsemi),瑞薩(Renesas)、恩智浦(NXP)、意法(ST)也都是CNSC的成員企業。
CNSC有四個特別聚焦的面向,分別是矽智財(IP)、邊緣AI、半導體製造/設備與失效分析(Failure Analysis)。安森美是半導體製造領域的領頭羊,Codasip則是捷克在IP及EDA領域的代表企業。失效分析的代表廠商則是在全球電子顯微鏡市場上擁有30%市占率的Tescan。
現階段CNSC已經在國際合作方面做出許多成果,例如與台灣的大專院校、研究單位合作,共同推動半導體人才培育與技術研究,並透過國際半導體產業協會(SEMI)與台灣的半導體業界建立聯繫。同時,CNSC也已經在捷克本土也設立了先進晶片設計研究中心(ACDRC)、捷克半導體中心(CSC)等單位,推進IC設計、製造與半導體設備產業的發展。
安森美斥資20億美元 捷克將有SiC一條龍
捷克是目前東歐各國中,唯一擁有晶圓廠的國家。這座位於捷克茲林地區羅斯諾夫(Rožnov)的6吋與8吋晶圓廠,在冷戰時期是由當地電子產品製造商特斯拉電子(TESLA a.s,非電動車製造商Tesla)集團所擁有的晶圓廠,同時也是共產國家集團的半導體工業重鎮之一。
在蘇聯解體,捷克民主化後,安森美(onsemi)購併了TESLA SEZAM與TEROSIL,設立安森美捷克子公司。原本由TESLA擁有的晶圓廠與旁邊的矽晶圓製造工廠,也因此成為安森美在歐洲的主要生產基地(圖1)。目前,該廠區已成為專門生產電源晶片的晶圓廠,未來將進一步發展成碳化矽(SiC)晶圓及晶片的製造中心。
代表安森美參與捷克國家半導體聚落(Czech National Semiconductor Cluster, CNSC)的Michal Lorenc表示,在汽車產業走向電氣化的趨勢下,寬能隙元件對汽車工業的重要性正在快速增加,特別是碳化矽技術。
為了對材料特性有更高的掌握度,進而製造出性能更優異的元件,安森美採取「From Powder to Power」策略,從最上游的碳化矽晶圓製造到晶片生產,以及後段封裝、模組生產,都會在自己的工廠內完成。為落實這項策略,安森美將投資20億美元,把羅斯諾夫廠區擴建成一座涵蓋碳化矽晶片生產全流程的廠區,以提升捷克汽車供應鏈的韌性。
Codasip將RISC-V推向AI市場
至於在IC設計與IP方面,Codasip是捷克當地最重要的公司之一。Codasip創新長暨創辦人Karel Masařík(圖2)指出,Codasip自2014年創業以來,就是一家同時發展EDA與IP兩條產品線的公司,並且有先後和Sony LSI、高通(Qualcomm)等國際大廠合作的實績。Codasip同時也是歐洲第一批加入RISC-V陣營的IP供應商,並且讓捷克的布爾諾(Brno)成為歐洲RISC-V生態系最健全的地方。
目前Codasip已經針對汽車、網路安全、物聯網等應用領域推出自家的RISC-V核心及EDA流程方案,並得到汽車大廠客戶採用。事實上,在接受採訪前不久,Masařík才剛拜會過德國汽車客戶,討論後續合作。
Masařík認為,對有意進軍汽車晶片產業的IC設計業者來說,在捷克布爾諾設立研發據點,是一個很好的選擇,因為布爾諾有許多高等院校跟研究機構,可以供給大量人才,而且在地理上靠近德國與捷克的汽車業客戶,也能讓IC設計業者更快回應客戶需求。
值得注意的是,除了汽車與物聯網應用外,目前Codasip也已經將目光擴展到AI資料中心應用。在歐盟政策的支持下,歐洲有許多IC設計團隊正在開發基於RISC-V的AI加速器。這是RISC-V生態系的重大突破。以往RISC-V多半是被應用在低功耗晶片,或是在複雜的SoC中扮演支援性的角色。但接下來歐洲當地將會有IC設計公司將RISC-V當作SoC裡面的主處理器,這些RISC-V核心在SoC裡面占用的面積將超過100平方公釐,整個SoC的功耗則會高達數百瓦。
Masařík說,這個發展趨勢將使歐洲的RISC-V社群更需要台灣的半導體產業支援。因為RISC-V社群在設計這種大規模、高複雜度的SoC方面,較為缺乏經驗。而台灣半導體產業在Chiplet及熱管理方面的經驗,正是我們缺乏的。同時,在開發這種先進SoC時,設計服務的角色非常關鍵。Codasip曾經有提供過設計服務的經驗,但現在已不再經營這項業務。台灣的IC設計服務業者,應該也可以在歐洲市場上找到不少發揮空間。
設計/製造兩端發力 共同打造健全生態系
人口不到1,100萬的捷克,能在半導體產業鏈中的某些環節做出成績,必須歸功於教育普及和悠久的工業傳統。但也因為人口只有台灣的一半不到,加上低失業率,因此捷克必須發展高附加價值、員工產值高的行業,而非勞力密集型的基礎製造業。台灣半導體供應鏈業者若想前往捷克投資,IC設計、半導體設備與化學品,應該是最適合的幾種次產業。
筆者認為,同時注重設計與製造,是捷克半導體產業政策與其他東歐國家最大的不同之處。許多東歐國家都將吸引半導體製造作為主要,甚至是唯一目標。但半導體製造跟IC設計是相輔相成的。有興盛的IC設計族群,半導體製造的需求自然會興起,吸引相關業者前往投資。設計、製造兩端共同發力,才能打造出健全而且可持續的半導體產業生態系,若只靠政策補貼來培植半導體產業鏈,對業者來說,未必是有吸引力的。捷克政府顯然理解這點,並祭出更全面的產業政策,這也讓台捷雙方在半導體產業方面的合作,有更多可以發展的空間。