锻造德国的数字命运

的必要性一个可持续的微电子学战略 联系人 慕尼黑Tanjeff Schadt搭档,战略&德国+49-151-6733-0436t. schadt @ pwc. com 关于作者 Tanjeff Schadt是全球半导体、高科技、软件和汽车客户的顾问。他领导EMEA的战略和半导体业务，并为政府和半导体融资策略的行业客户。Tanjeff是Strategy & Germany的合作伙伴，总部设在慕尼黑，是电信和技术实践的成员。 马库斯·格洛格是电子和高科技行业高管的高级顾问Strategy &. He specializes in disruptive innovation and go - to - market strategies in all areas of the为工业组件供应商开发软件、(微)电子和机械。 斯坦尼斯拉夫·休利是Strategy & Germany的经理，也是电信公司的成员and technology practice based in the Munich office. He advises clients in the semiconductor and其在投资和融资策略以及供应链管理方面的应用行业。 Richard Weller博士是Strategy &的技术战略实践的高级助理，总部设在D ü sseldorf office. With a passion for disruptive technologies, he combines his scientificfic, academic和行业背景，以支持他的客户在半导体和其他高科技主题。 Julian Höhler是战略与德国的高级合伙人，也是电信公司的成员-阳离子和技术实践，总部设在慕尼黑的fice。他利用自己的专业知识从与客户一起推动创新和转型的战略技术项目。 姜若玉是战略与德国的高级合伙人，也是电信公司的成员-nications and technology practice, based in the Munich office. With a strong background in the在半导体行业，她为客户提供了宝贵的见解。 简·菲利普·奥特专门从事欧盟国家援助法和德国补贴和赠款法。他是与总部位于汉堡的普华永道法律公司合作，并为私营公司提供咨询作为公共部门实体及其公司。他和他的团队应用多学科咨询以整体方式结合法律、商业和技术方面的方法。 Kerstin Rohdeis a Senior Manager with PwC Legal, based in the Hamburg office. She specializes在欧盟国家援助法以及补贴和赠款法中。她的重点领域之一是提供有关区域和研发补贴以及欧洲共同利益重要项目(IPCEI)。 Adrian Roseanuis a Senior Associate with PwC Legal, based in the Hamburg office. He specializes在欧盟国家援助法以及国家补贴，赠款和行政法中。他的重点在于就区域援助、IPCEI以及欧盟芯片法案提供咨询。 目录 执行摘要04 1. Introduction 06 092.现状 102.1微电子价值链 112.2微电子类型 122.3行业环境 133.微电子战略 133.1计划一：建立一个整体的、可持续的芯片设计生态系统 183.2方案二：加强和扩大现有的欧洲微电子景观 3.3方案三：为微电子工业 20 3.4计划四：其他重要的微电子战略领域21 4.展望：是时候联手了22 References 24 执行摘要 微电子对国民经济的重要性呈指数级增长，并且对数字主权至关重要。然而，欧洲和德国缺乏显著的fi全球足迹因此，非洲大陆需要制定和实施可持续战略恢复自己的数字主权。在这份报告中，德国的这种潜在战略提出。 目前，欧洲和德国高度依赖亚洲和美国。美国的份额公司在整体微电子设计中占80%左右，设计是一个主要价值整个价值链的贡献者。75%的硅片，几乎所有的基础材料微电子，仅在四个亚洲国家制造：台湾、韩国、日本和中国大陆(以下简称中国)。相同的国家控制着类似的份额微电子前端生产。对于存储芯片，几乎存在于所有电子设备，这些国家的生产份额甚至更高，达到93%。 为了减少这些依赖性并确保数字主权，世界各国建立了包括欧盟和德国在内的数十亿美元的综合融资计划。需要一个全面和整体的微电子战略来指导这些努力并确保可持续的影响。这份报告为德国提出了这样一个潜在的战略，由四个连贯的战略计划组成： fi第一个也是最大的计划旨在建立一个芯片设计生态系统，以foster innovation in Europe. It is centered on a chip design campus where微电子价值链上的不同参与者聚集在一起，合作。 1 第二个方案加强和扩大了现有的欧洲微电子景观，重点是晶圆生产和介质节点，例如，电力电子、传感器、光电和安全微控制器。 2 第三个计划确保为该行业将由fl发展。 3 第四个计划涵盖了进一步重要的fi领域，即存储芯片和光伏电池。 4 虽然报告主要侧重于德国，但类似的主题需要在欧洲背景。 为了实施这一战略并确保德国的数字主权，大约有1150亿欧元的公共和私人投资需要10年以上。其中一半以上将是必需的对于最小节点的生产场所，最先进的微电子技术目前可用。考虑到所有协同效应，对全球的积极影响预计2035年宏观经济形势将超过3万亿欧元，与目前英国或印度的国内生产总值。仅对德国国内生产总值的积极影响就可以上升到6000亿欧元。政府必须提供正确的基本条件以及资金，支持和方向，但行业必须调整并掌握战略实施。芯片设计园区等措施取决于积极参与是时候联合起来确保德国的数字主权了。 SECTION 1 1. Introduction 在一个日益相互联系和技术驱动的世界里，微 Electronics as a fundational pillar of innovation cannot be overstated. Megatrends such因为人工智能(AI)或元宇宙将导致一个国家的毛收入大幅增长国内生产总值(GDP)，如Exhibit 1表示。这些大趋势，以及关键的发电厂或电信网络等基础设施依赖于微电子。与此同时，始于#年的全球芯片短缺2020年清楚地表明了该行业的全球化供应链是多么脆弱。紧张的地缘政治局势增加了一层不确定性。 没有芯片就没有数字。[...]欧洲的份额从设计到制造的整个价值链我们依靠最先进的芯片在亚洲制造。所以这不仅仅是我们的问题竞争力。这也是技术主权的问题。所以让我们把所有的注意力都放在这上面吧。” Ursula von der Leyen,欧盟委员会主席 特别考虑到复原力、竞争力和国家安全方面，很明显，微电子对于一个国家的数字主权至关重要。这个术语是指一个国家独立控制、发展和利用自己的能力。数字基础设施、服务、技术和经济政策，确保自治、数据隐私和安全，而不依赖外国实体或技术。它涉及促进国内创新和研究，以减少fl使用中对外部的依赖，从而在数字时代维护利益。越来越多的数字化导致了个人、公司甚至整个国家的数字双胞胎。没有数字主权，They are exposed to a very high risk of external influence. The consequences can be dramatic,从改变消费者行为到操纵选举。 因此，世界各国都承认微电子技术的重要性以确保他们的数字主权。已经采取了监管行动来保护来自外部的关键基础设施，例如禁止5G电信来自美国和众多欧洲国家的中国制造商的组件。关于最重要的是，已经开始了全面的资助计划，以帮助所需的投资和增加供应链弹性。突出的例子是《美国芯片法案》在美国价值超过520亿美元，中国综合电路产业投资基金（被称为“大基金”），其第三期价值约410亿美元，以及欧盟的《欧洲芯片法》，其中超过190亿美元的公共资金(见附件2，下一页). 欧盟还宣布了其雄心勃勃的目标，即在全球微电子领域占有20％的份额2030年的产量，从2021年的9%开始。当比较各国的国内生产总值时有了相关的微电子产业，欧洲甚至可以将其雄心壮志设定得更高，全球份额28%。 28% 全球份额微电子学生产将是一个适当的野心欧盟，当比较以下国家的国内生产总值相关微电子学行业。目前，它已设置在20%。 同时，微电子供应链高度全球化。当考虑到fi的财务和人力资本限制，很明显，德国和the EU will reach full self - sufficiency in the microelectronics sector. This would also not是可取的，因为会产生低效和昂贵的结构，最终会进一步抑制发展和创新。相反，国家之间的合作和伙伴关系具有类似价值的系统将成为生产关键微电子的关键。就像捍卫一个国家的主权一样，例如，北约盟国同样是共同维护其数字主权。 在全球微电子领域保持战略地位和强大的谈判能力市场，在价值链内建立一定的控制点也是至关重要的，defend them against disruptions. One option is to possess a significant technical优势，如ASML在欧洲的极紫外(EUV)光刻技术，这有利于具有最小节点尺寸的微电子制造。另一种选择是控制在全球产能中占有相当大的份额，比如中国在光伏电池。 德国和欧洲必须在全球背景下明确定位，并进行投资从战略上实现和维护数字主权，而不追求完全的自给自足fi效率。一个全面和整体的微电子战略需要在一个国家和泛European level. For this, the complete global microelectronics landscape must be investigated并进行分析，以确定关键主题、潜在差距和控制点，以及fi领域应该优先考虑的创新。 本报告首先概述了全球微电子领域的现状。之后，引入了整体和可持续的微电子战略。报告主要关注德国，类似的主题是相关的，同样需要在欧洲范围内考虑。在展望中，实现简要讨论了战略flY，以及预期对宏观经济层面的影响。 2.现状 了解全球微电子领域提供了宝贵的见解德国和欧洲在不同领域的优势和机会。继续制定全面的微电子战略，必须考虑这些关键洞察力，承认不同领域在一个国家的数字主权。下面，关于微电子价值的最相关的fi定义链(见附件3)、微电子类型和环境方面进行了重点介绍。 2.1微电子价值链 设计和算法成为整个微观的主要价值贡献者-电子价值链(见附件3，上一页)。美国值得注意的是专注于这两个关键职位，拥有显著的fi不能市场份额(各占80%左右)。美国也是唯一一个在价值链的各个部分都有相关存在的国家。 ASML是的唯一提供者EUV光刻设备所需的最小node sizes, making it a relevant control point for Europe. It is also the only real从欧洲到美国公司在工具市场上的主导地位。 芯片设计依赖于高度专业化电子设计自动化(EDA)工具。这些主要由三家公司提供：Synopsys、Cadence和Siemens Mentor Graphics。这种寡头垄断结构使访问这些基本的EDA工具，特别是对于中小型企业（SME）。 最大的材料份额由原始的DefiNed硅片芯片所需生产。大约75%的晶圆是在四个东亚制造的国家/地区：台湾，韩国，日本和中国。欧洲供应约6％的全球晶圆需求，Soitec和Siltronic是两个值得注意的欧洲公司。 同样的东亚国家也控制着75%的全球前端生产容量。仅中国就占全球装机容量的24%，作为外国韩国内存制