导读：受多方因素影响，全球芯片供应持续短缺。计算机、手机、汽车、家电、医疗设备、先进武器等产品均需要不同类型芯片支持。为了减少对进口芯片的依赖，印度政府出台一系列优惠政策，加大力度吸引全球芯片制造厂商赴印建厂，加快推进完善电子产品的上游产业链和价值链。虽然目前印度晶圆制造技术处于初级阶段，面临原材料稀缺、配套基础设施落后、缺乏熟练劳动力、资金投入不足、电力供应不稳定等诸多不足，但莫迪政府此举仍可视为印进军全球半导体制造产业的“敲门砖”。本期编译印度观察家网站文章——“迈入硅纪元的印度”，进而探讨印度芯片产业的未来发展道路，以供各位读者参考。
一、一块晶圆的诞生
随着经济的发展，半导体已经超过能源成为全球市场规模最大的行业。半导体价值链错综复杂，主要由芯片设计、晶圆制造和封装测试三部分组成。其中，晶圆制造是各种类型芯片的基础，是从富含硅的石英砂中制成晶圆，简单来说就是“从沙子到晶圆”的过程。
首先，单晶硅棒的制作。具体而言，该步技术路径可以分为：熔炼、提纯、提拉三大步。1) 在石墨电弧电炉中放入硅石、硅砂，在2000℃的高温作用下形成硅液和碳化硅，硅液通过冷凝形成纯度约为98%-99%的硅锭；2) 借助氯化氢气体对硅锭进行提纯，形成硅化物气体；3) 将上述气体还原成半导体级别的多晶粗糙硅棒（芯片级硅纯度须达到99.99999999999%，不符合要求的纯度仅为99.999999%的单晶硅可用于光伏行业）；4) 通过直拉法、液体掩盖提拉法或区熔法将多晶硅转变为单晶镜面硅棒。
其次，硅片的切割。通过上述步骤，已经从沙子中“取出”一根单晶硅棒，接下来需要将上述硅棒经过10个步骤进行切片，准备开始芯片的前端生产。通过一系列标准检测后，硅棒需要滚磨机打磨得到所需目标尺寸，之后使用内圆切割机从硅棒上切下来符合要求的硅片。接着对硅片进行优化处理（打磨、倒角、激光标识、刻蚀、化学机械打磨（CMP）、清洗、平整度检查、包装）用于后续制造。至此硅片制作完成，下一步进入技术要求更为严格的晶圆制作。当前，全球的硅片供应由以下五家公司垄断：日本信越化工和盛高集团、中国台湾地区环球晶圆、德国Siltronic和韩国SK Siltron。
最后，晶圆的制作。晶圆的制作对环境洁净度要求极为严格，一般不能低于ISO3的级别，关键制程需达到ISO1级别。根据标准，ISO1级别中PM0.5的颗粒物（约一粒细菌大小）每立方米0个，PM0.1（约一粒病毒大小）每立方米不能超过10粒。在拥有了高质量净室后，便可以进行晶圆的制作。经过清洁预处理、涂胶、光刻、显影冲洗、测量、刻蚀、离子注入、研磨、抛光、沉积、测试等11个步骤后，不同尺寸的符合技术要求的晶圆才制作完成。
一块晶圆制作最为关键的步骤在于数以千计次的光刻，这一步需要用到光掩膜、光刻机和光刻胶。光掩膜是芯片的设计蓝图，是刻有集成电路版图的玻璃遮光板。光刻机可以类比为一台纳米级别的打印机，通过发光（40千瓦激光驱动的极紫外光EUV）将光掩膜上的设计图投射在硅片上。光刻胶则是能将上述光影转化为现实的一种胶体。当前，使用的晶圆直径主要为150mm、200mm和300mm，分别对应6英寸、8英寸和12英寸的晶圆。最后，一块晶圆经过切割和封装成为独立的芯片。晶圆上芯片的切割可以看作是圆形所能容纳下的所有方形的集合。可以采用以下公式计算：每个晶圆的晶片（芯片）数=（晶圆的面积/晶片的面积）-（晶圆的周长/（2*晶片面积）的开方数。
二、美国芯片联盟的组建
2022年10月7日，拜登政府继8月签署《2022芯片与科学法案》之后，再次针对中国实施了有关先进半导体制造的“一揽子”出口管制新规。自特朗普政府时期，美国在半导体技术领域对中国不断实施制裁，限制盟友向中国出售半导体和芯片制造设备。包括限制阿斯麦（ASML）同中国的贸易总额，中国大陆是该公司第三大市场。
在美国制裁中国芯片产业发展的过程中，其他国家的半导体产业借此发展迅速，各大公司通过政府补贴的方式进军半导体行业，期望取代中国。本简报首先回顾了各国寻求加强现有半导体供应链的举措。
1. QUAD半导体供应链倡议（The Quad Semiconductor Supply Chain Initiative）
当前全球芯片短缺暴露了芯片供应链的脆弱性，为了在短期内解决半导体短缺危机，美国增强了同其盟伴的政策协调。美日印澳“四方安全对话”也已经逐步从战略安全对话演变为更全面的安全联盟。
美日印澳四国在半导体供应链倡议中扮演着不可替代的作用。美国凭借其芯片设计巨头（英特尔、高通、英伟达和AMD）处于全球领先地位；日本在硅片、光刻胶等硬件方面拥有绝对领先地位；澳大利亚是二氧化硅（石英砂）等原材料的重要产地；而印度在芯片设计服务领域拥有大量的人力资源。美日印澳希望利用各国在半导体产业链中的比较优势，影响芯片时代的权力分布格局。
2. Chip 4
2022年4月，美国政府提议日本、韩国、中国台湾地区建立“芯片四方联盟”（Chip 4），试图进一步将中国大陆排除在全球半导体供应链外。在Chip 4 中，韩国三星拥有芯片的设计和制造能力。台湾地区拥有全球60%以上的芯片制造份额，分别来自台积电（TSMC）和联华电子（UMC）两家代工厂。
需要指出的是，中国是全球电子产品的最大消费国，占有全球近70%的消费市场。据韩国国际贸易协会数据显示，2021年中国大陆占韩国700亿美元内存芯片出口业务的48％。
3. 美国-欧盟贸易和技术委员会（US-EU Trade and Technology Council，TTC）
欧盟委员会在一份声明中指出，2021年设立的TTC旨在改善包括半导体行业在内的关键技术领域产品和服务跨境流动等具体问题。一是通过协调对芯片的投资，扶持各国芯片厂商，减少对外部芯片供应链的依赖；二是加强半导体和重要组件的供应链安全，防止关键技术流入中国。可以看出美国已经全方位联合其盟伴对中国实施围堵和封锁，通过封锁技术、组建联盟、芯片产业回流三张“王牌”，想要从源头遏制中国芯片产业发展和升级。
一言蔽之，芯片已经愈发成为美国绞杀中国先进高科技发展的“武器”。
三、印度芯片行业的优先事项
印度作为世界第五大经济体，也是全球增长最快的主要经济体，当前在国际芯片产业链中扮演中重要的角色，但印度要成为全球供应链中不可或缺的一环，还有很长的路要走。本简报提出以下建议。
1. 利用国际支持迈入国际半导体行业
当前，印度的最佳选择仍然是加强与美日澳半导体供应链合作。近期，国际半导体财团ISMC宣布将在印度班加罗尔投资30亿美元建立一座生产65纳米芯片的制造厂。此外，新加坡IGSS Ventures、日本芯片制造商瑞萨电子（Renesas）、印度塔塔集团、印度Polymatech等均计划在印投资，加快印度芯片制造与封装设施建设。
选择在印度建厂投资生产芯片与印度政府出台的一系列优惠政策有关。2021年12月，印度政府公布了一项价值100亿美元的激励计划，该计划是“自力更生”倡议的一部分，旨在吸引显示器和半导体制造商在印设厂，推动印度成为全球电子设计和制造中心。2022年3月推出“印度半导体计划”（India Semiconductor Mission ，ISM），旨在从国家层面建立一个富有活力的半导体行业生态系统，使印度崛起成为全球电子制造和设计中心。
与此同时，印度政府还宣布了“启动芯片”（Chips to Startup，C2S）计划，该计划5年内将在超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）和系统设计领域培养8万多名工程师。
2. 加强在国际领域的合作
2022年4月，在首次举行的印度半导体大会（Semicon India 2022）上，印度总理莫迪提出印度要在未来几年成为全球半导体中心，并宣布了多项谅解备忘录：国际半导体产业协会（SEMI）与印度电子制造商行业协会（ELCINA）签署协议；美国高通和印度电子与信息技术部的高级计算发展中心也达成合作。
3. 拥有自由和开放的半导体技术
印度想要成为全球半导体制造和设计中心，需要确保半导体行业不同技术对各国私营部门开放。一是协同其他国家，追求半导体领域的开放。当前行业标准仍很难为初创开发。如果印度可以推动开发半导体技术的替代性开放标准，它可以在全球生态系统中阐明竞争环境。二是印度政府可以为半导体行业提供资金支持。
四、结论
随着半导体成为全球地缘政治的焦点，技术联盟和芯片外交成为建立供应链弹性的有效途径。虽然印度的芯片行业处于初级发展阶段，但其有诸多优势，可以成为半导体生态系统的重要参与者。
当前，印度的市场份额可能可以忽略不计，未来印度参与的技术联盟可以带动印度半导体行业快速发展。若要迈入芯片新纪元，印度须踏上有利于国际合作的路径，助力其国内行业发展。另外，印度必须充分利用好芯片外交，最终成为全球半导体生态系统必不可少的一部分。
作者：
Arjun Gargeyas，阿尔琼·加格亚斯现就职于IIC-U Chicago（全称为International Innovation Corps，为芝加哥与印度合作创立的国际创新团队），此前曾为印度智库塔克西拉研究所研究员
原文链接：
Arjun Gargeyas, “India in the Era of ‘Silicon Diplomacy’,” ORF Issue Brief No. 593, December 2022, Observer Research Foundation. https://www.orfonline.org/research/india-in-the-era-of-silicon-diplomacy/
编译：王泽媛
校对：刘 源
编辑：武兵科
