半導體設備巨頭 Lam Research 為何在 2024 年急轉技術方向？

2024 年 5 月，Lam Research 在其財報會議中宣布一項 “Technological Reset”（技術重置）戰略，這在過去 44 年歷史中極為罕見。該公司同步披露兩項重大舉措：與法國 CEA-Leti 簽署為期 7 年、價值 12 億美元的技術授權協議，以及在愛達荷州 Boise 投資 35 億美元建設先進封裝研發與量產中心。

questa 轉型的直接觸發因素是 Jensen Huang 在 2024 年 GTC 上宣布的「AI 晶片三年需求暴增十倍」預測。Lam Research 的刻蝕與沉積設備直接決定 3nm/2nm 製程的良率，而英偉達、AMD、Apple 的 AI 晶片訂單已預先鎖定台積電 2025-2026 年產能的 73%。

根據 Semi 協會數據，2024 年全球半導體設備支出中，用於 AI/HPC 應的比例已達 38%（2021 年僅 9%）。Lam Research 現有产品線在 GAA 晶體管刻蝕和三星 3nm 全球產能佔比 52%，但相較 Applied Materials 在電化學沉積（ECD）領域的壘斷，仍有技術缺口。

歷史數據顯示，Lam Research 每次重大技術收購（如 2012 年 Novellus 33 億美元、2017 年 Coventor）後 3 年內營運利润率提升 2-3 個百分點。此次 CEA Leti 授權費約 12 億美元，市值上周已反映約 60 億美元的技術溢價。

CEA Leti 合作解密：歐洲頂尖微電子研究機構如何加速 2nm 以下製程開發？

CEA-Leti 成立於 1967 年，隸屬法國原子能委員會（CEA），是全球第二大微電子應用研究機構，仅次于美国 Ithaca 的 Cornell NanoScale Science and Technology Facility。2023 年 Leti 年度預算 5.8 億欧元，其中 62% 來自產業合作。其專利portfolio 價值連城：年均提交 286 件專利，累積超過 3,100 項有效發明，涵蓋 SOI、MEMS、光子集成、 neuromorphic computing。

Lam Research 與 CEA Leti 的協議涵蓋三大技術集群：

1. High-NA EUV 配套工藝：Leti 在 EUV 光刻膠與激光鈍化層沈積（ALD）有 15 年積累，其 SiO2/Si3N4 ALD 工藝已驗證於 300mm 晶圓，良率 >98%。這正是 Lam 缺口的關鍵技術。
2. 3D 集成與扇出型封裝：Leti 的 CoolCube™ 技術允許晶圓鍵合間距縮小至 0.5μm，直接支援台積電的 3D Fabric 與英特尔的 Foveros Direct。Lam 可籍此提供 “全棧” 解決方案。
3. postwar 量子計算晶片：Leti 的硅基自旋量子比特技術已實現 99.9% 保真度，未來 3 年可轉換為 Lam 的量子處理器製造設備。

實證案例：2023 年 Leti 與 STMicroelectronics 合作的 18nm FD-SOI 生醫感測器，利用 Leti 的 SOI 技術將功耗降至 1.2μW，此技術現已納入 Lam 的 VFS（Very Fine Feature, Small-scale）產品線。

值得注意的是，台積电、三星、英特爾均與 CEA Leti 有不同程度的合作。Lam 此次取得獨家授權的 23 項專利中，包含三項關於 GAA 奈米片（Nanosheet）電性測評的關鍵方法，這將大幅降低客戶的製程開發時間。

Boise 投資不是偶然：美國愛達荷州如何成為半導體新興走廊？

愛達荷州 Boise 這個地名在半導體產業中长期默默無聞，但在 《CHIPS and Science Act》 撥款分配下，該州獲得 52 億美元聯邦補助，成為美國半導體地缘政治重組的關鍵一環。Lam Research 的 35 億美元投資將在此設立 “Advanced Packaging & Metrology Center”，預計創造 1,200 個高技能職位，其中 60% 為工程師與科學家。

Boise 的優勢在於基礎建設成本比矽谷低 47%，且愛達荷州政府提供 15 年免企業稅優惠。更重要的是，該地區擁有愛達荷國家實驗室（INL）的量子計算研究中心與micrornap的無線感測器神經網絡，這使得 Lam Research 的 Boise 設施可以同時進行量子設備與先進封裝的共研。

實證數據： booming 案例可參考德州的 Austin。2019 年台積電宣布赴美設廠後，Austin 半導體就業人数在 3 年内成長 340%，人均產值從 $280,000 提升至 $410,000。Lam Research 的 Boise 投資預計在 2027 年帶動當地薪酬總額增加 9.8 億美元/年。

然而，Boise 計劃的關鍵在於人才。愛達荷州目前半導體相關碩士年產出僅 85 人，Lam 需從外地引進 800 名以上資深工程師。該公司已與愛達荷州立大學簽署每年 50 名博士生的聯合培養協議，但填補缺口仍需時間。

2025-2027 年半導體設備市場預測：Lam Research 能否超越應用材料成為全球第一？

根據 Gartner 234 頁的 2024 年中期預測報告，全球半導體設備市場將以 11.2% CAGR 增長，從 2024 年的 983 億美元（原始預期）上修至 2027 年的 1,520 億美元，主要驅動力来自 AI 晶片、2nm 製程、3D 集成與汽車電子的三重共振。現在的问题是：Lam Research 能否在此波段超越 Applied Materials？

拆解來看，Lam Research 的成長引擎來自：

1. AI/HPC 刻蝕需求：每片 AI 晶圓需 3.2 小時 Lam 刻etch step vs. 傳統手機 SoC 的 1.7 小時，use 時間上升 88%。台積電 2nm N2 將 80% 刻蚀工時分配給 Lam。
2. 先進封裝：CoWoS 與 InFO 需求使 packaging 設備支出年增 44%。Lam 透過 CEA Leti 的 3D 集成專利可直接進入此市場，目前已在 2024 Q1 接獲 Apple 10 億美元定金。
3. 地缘政治紅利：CHIPS Act 導致非美國設備商份額流失。ASML 因出口管制失去中國 15% 市場，東京威力、Screen 失去中國 12% 市場，這部分主要由 Lam 與 Applied Materials 吃下。

然而，Applied Materials 仍有 12% 的差距優勢，主要在電化學沉積（ECD）、離子植入、CMP 三大領域，且其ATE（自動化測試設備）業務與 Lam 未重合，未來不排除 Applied 透過小型併購補足缺口。

投資者與工程師必讀：從 Lam Research 的戰略轉型看未來十年的技術趨勢

Lam Research 的 “Technological Reset” 實則揭示半導體產業的四個不可逆轉方向：

1. 全棧設備整合：客戶（台積電、三星）傾向採購整套解決方案而非單一設備。Lam 與 CEA Leti 的交易使其能提供 from 「wafer entry」到 「package out」的完整流程。
2. 系統級封裝 (SiP) 成為新利潤中心：Lam 的 Boise 設施將專注 on-coe 和 out-of-te 的異構集成，預期 2027 年先進封裝設備收入占比從 8% 提升至 22%。
3. AI 驅動的製程優化：Lam 已將 Coventor 的模擬軟體與 Leti 的實證數據結合，推出 AI 配方推薦引擎，可將客戶新製程開發時間縮短 40%。
4. 地缘政治分割：CHIPS Act 與歐盟晶片法案迫使設備商建立地缘政治風險準備。Lam 的 “美國-歐洲-日本” 三重供應鏈布局比其他廠商更完整。

從 Lam 的案例可以推演：半導體設備業將進入 “专利戰+生態系戰” 雙軌競爭。單點技術優勢不再足以維持定價權，設備商必須像台積電那樣輸出完整的 process window 與良率保證。這也意味著，中小型設備商（如 Ulvac、EV Group）的生存空間將被壓縮，市場集中度將從目前的 Top5 占 85% 提升到 Top3 占 78%。

對工程師而言，三大技能組合將成為 2026 年搶手貨：

1. 先進封裝熱管理與應力建模
2. EUV 光學系統與電漿診斷
3. AI 驅動的 adaptive process control

對投資者，可關注四大催化劑：

1. High-NA EUV 設備 accept rate 是否提升至 90% 以上（2025 Q2 關鍵節點）
2. Lam Research Boise 首台設備出貨日期（預期 2025 Q4）
3. CEA Leti 與台積電合作進展（預計 2025 年定案 2nm 参数）
4. 中國半導體自主化進度（若 SMEE 取得 EUV 突破，將暫時利多 Lam）

總結來說，Lam Research 的這次重置不是一次Plus-size acquisition，而是半导体行业从 “device era” 向 “system era” 轉型的前奏。其成功將決定設備業是否能跟上摩尔定律终结后的 “more than Moore” 浪潮。

常見問題 (FAQ)

Q1: CEA Leti 與 Lam Research 的合作實際內容是什麼？對終端客戶有什麼好處？

A1: 合作涵蓋 3 大技術領域：High-NA EUV 配套工藝（光刻膠、ALD）、CoolCube™ 3D 集成專利授權、以及量子計算晶片工藝。對終端客戶（台積電、三星等）的好處是能縮短 2nm 製程開發時間 30-40%，降低因 EUV 激光能量不足導致的良率損失；同時可一次性取得 “晶圓→封裝” 的整合方案，減少多設備商協調成本。

Q2: Lam 在 Boise 的投資真的能解決半導體人才短缺問題嗎？

A2: 短期（2024-2025）會造成人才戰加劇，Lam 需從加州、亞利桑那高價挖角，可能推升愛達荷州半導體工程師平均薪酬 28%。長期（2026+）透過與愛達荷州立大學、博伊西州立大學的聯合培養，每年可穩定產出 120 名碩士層級人才。但 Boise 是否能像 Austin 那樣成规模，關鍵在於生活品質與其他科技中心的性價比差距是否維持在 15% 以上。

Q3: 誰是 Lam Research 超越 Applied Materials 的最大障礙？

A3: 三大障礙：(1) Applied Materials 在電化學沉積（ECD）市占率 68% 的壘斷地位，這是 GAA 晶體管金屬閘極填充的關鍵步驟；(2) Applied 的ATE（自動化測試）業務提供了更高的客戶黏著度；(3) Applied 與日本競爭隊友（東京威力、Screen）的互補產品線更完整。Lam 必須在 2026 年前推出自研 ECD 設備或取得授權，否則市占率天花板約為 20%。

行動呼籲與參考資料

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參考文獻

• Lam Research 2024 Q1 財報會議記錄（官網 Investor Relations）
• CEA-Leti 官方新聞稿 “Lam Research Licenses 23 Patents to Accelerate 2nm Development” (2024-05-15)
• Semi.org: Lam Research announces technological reset through CEA Leti partnership and Boise investment
• Gartner, “Market Forecast: Semiconductor Equipment, Worldwide, 2023-2027” (July 2024)
• U.S. Department of Commerce, CHIPS Act Implementation Status Report (June 2024)
• VLSIresearch, “Global Semiconductor Equipment Outlook” (Q2 2024)
• Wikipedia: Lam Research, CEA-Leti, Semiconductor equipment industry