“缺芯”之下:大灣區入局全球半導體製造高地競速戰
2021年07月28日00:25

原標題:“缺芯”之下:大灣區入局全球半導體製造高地競速戰

在持續“缺芯”的背景下,全球對於晶圓代工產能的渴望如久旱之望甘霖。芯片製造環節作為半導體產業鏈上的最具產業帶動性的關鍵一環,被全球多國提至國家戰略方向,其重要性可以說是全球矚目。

這也讓晶圓代工產業在2021年達到了規模新高度。TrendForce集邦諮詢研究顯示,受惠於多項終端應用需求齊揚,各項零部件備貨強勁,晶圓代工產能自2020年起便供不應求,各廠紛紛調漲晶圓售價及調整產品組合以確保獲利水平。儘管整體產業曆經2020年第四季的高基期、突發性停電意外等外部因素影響,2021年第一季前十大晶圓代工業者總產值仍再次突破單季歷史新高,達227.5億美元,季增1%。

在營收排名方面,台積電第一季營收以129.0億美元穩居全球第一,市場份額55%;第二名為Samsung,相關營收為41.08億美元,市場份額17%;聯電排名第三,市場份額7%;格芯和中芯國際位列第四和第五,兩者市場份額均在5%左右。值得注意的是,在前十名中,第九名和第十名分別為華虹半導體和上海華力,兩者同屬華虹集團,若合併計算,則華虹集團第一季總營收達6億美元,位居第六名,而第十名則由東部高科遞補。

儘管強者愈強的“馬太效應”明顯,但是晶圓代工和產能格局還在變化之中。一方面,從企業端看,場上的玩家一擲千金,同時新入局者還在增加,既有英特爾這樣的巨頭,也有國內粵芯等創業公司;另一方面,從地域看,全球各國對半導體製造產業的扶持政策頻出,未來產能分佈也在悄然變遷當中。

一位業內人士向21世紀經濟報導記者指出,從各個地區製定的新規來看,都是欲健全半導體產業生態,並且特別重視製造生產環節。中國國內有著龐大的消費市場,尤其是粵港澳大灣區作為中國重要的製造基地,依託巨大的市場空間,正在吸引更多半導體人才和企業的聚集,補齊半導體製造端的短板。

晶圓代工擴產進行時

在全球晶圓產能不足、持續“缺芯”的現實下,各大晶圓廠都在擴產。集邦諮詢發佈的2021年全球晶圓代工產值預估,2021年部分廠商將陸續擴大產能,預期今年整體晶圓代工產業產值將以945億美元再次創下歷史新高,漲幅達11%。

其中,第一梯隊的台積電、Samsung將加強5nm及以下製程的研發、擴廠及擴產,以支援HPC相關應用的發展;而第二梯隊的中芯國際、聯電、格芯等主要擴充14~40nm等成熟製程,以支援如5G、WiFi6/6E等通訊技術更迭的龐大需求,以及如OLED DDI、CIS/ISP等多元應用型芯片。目前,中芯在北京建新廠的計劃在推進中,並且在8英吋及12英吋現有工廠也都有積極的擴產計劃,因此,仍有相關資金可用於非美系設備的採購及新廠建設等。

值得一提的是,由於45/40nm(含)以下製程需使用DUV Immersion設備,資本支出相對較高,以45nm為分界點,65/55nm(含)以上技術節點的擴產對晶圓代工廠來說是較具經濟效益的投資。因此,包括力積電、高塔半導體、世界先進、華虹半導體等則以55nm以上或8英吋廠的擴產為主,以滿足大尺寸DDI、TDDI、PMIC等需求。

可以看到,台積電和Samsung兩大領頭者除成熟製程,在先進製程上投入也較大,並且早有巨額的擴產計劃。比如,台積電計劃將2021年年度資本開支大幅提升到220億美元,隨後台積電宣佈3年投資1000億美元擴建晶圓廠,並計劃投資28.87億美元擴充南京廠28nm製程工藝產能,每月增加4萬片晶圓產量,主要用於生產汽車芯片。按照計劃,台積電南京廠的28nm製程產能將於2022年下半年量產,2023年中達到4萬片晶圓/月的滿載產能目標。

Samsung更加激進。據報導,2021年起,Samsung設立了“半導體願景2030”長期計劃,目標是在未來10年里稱霸晶圓代工市場,Samsung想要與台積電一爭高下的願望盡顯。目前,台積電在全球晶圓市場上佔據了半壁江山,份額超50%;Samsung為第二名,近年來Samsung野心勃勃,反超聯電,市場份額逐步提升。

此外,英特爾是晶圓代工市場的另一個變數,也影響著全球格局的變化。在半導體體系中,以英特爾為代表的IDM模式曾領風騷。AMD創始人傑里·桑德斯曾在1994年說過:“擁有晶圓廠的才是真男人。”然而,張忠謀創立的台積電誕生,一舉開創了第三方代工的新商業模式。從此,芯片設計和製造可以成為單獨的業務,這為想跨入芯片界的創業公司們大幅降低了門檻,高通、英偉達、聯發科等企業也趁勢而起,如今AMD也在和台積電的合作中計劃邁入5納米CPU時代。

現在,英特爾也要升級原有的IDM模式,既加大和第三方代工廠合作,自身也要投入到第三方代工當中。英特爾在新CEO上任後,發佈了IDM2.0策略,宣佈進入晶圓代工業,並計劃投入200億美元擴建晶圓廠。在財務方面,英特爾預計2021年計劃資本支出為190億-200億美元。

半導體製造競速

今年以來,美國、韓國、日本、歐洲密集發佈打造半導體產業鏈的新政。今年5月,美國參議院正式批準撥款520億美元,在今後5年內大力促進美國半導體芯片的生產和研究。在資金的分配上,390億美元用於半導體的生產和研發激勵,另有105億美元用於推動包括美國國家半導體技術中心、國家先進封裝製造計劃和其他研發計劃的落地。

早在2020年6月,美國參議院提出兩項新法案,分別為《為半導體生產創造有效激勵措施法案》(CHIPS for America Act)和《美國晶圓代工業法案》(American Foundries Act),以促進美國半導體產業的現代化進程。《美國晶圓代工業法案》中就提出,美國將向各州芯片製造業、國防芯片製造業投入共計250億美元的資金。

在美國政府的補貼下,再加上地緣政治因素的影響,科技巨頭們也隨之而動。在法案提出之前,2020年5月,晶圓代工龍頭大廠台積電就宣佈將投資120億美元在美國亞利桑那州建設5nm製程晶圓廠。2020年6月,另一家晶圓代工大廠格芯也宣佈獲得美國紐約州附近66英畝的土地,將對其Fab 8晶圓廠進行擴建,可製造14nm及12nm製程工藝的芯片。近期有消息稱,Samsung正在考慮在美國得克薩斯州奧斯汀市建設極紫外線(EUV)代工生產線,計劃今年第三季度動工,2024年投產,新建的工廠或將導入5納米工藝。

據報導,韓國製定了一項計劃,在未來十年內斥資約4500億美元建設全球最大的芯片製造基地;日本政府將承諾擴大現有的2000億日元基金規模,以支援國內芯片製造行業,並幫助提振先進半導體的產出;歐盟委員會表示,目前已經有22個歐盟成員國聯合成立了新的半導體聯盟,以支援歐洲的半導體研發,減少歐盟對外國供應商的依賴,計劃2030年讓歐盟在全球半導體生產的占有率從10%提高到20%,歐盟還在著力要求英特爾、台積電、Samsung赴歐洲建廠。

面對近年大國科技博弈、全球供應鏈受阻的現狀,打造本地產業鏈,尤其是芯片製造環節,成為國家戰略,而晶圓製造廠耗資巨大,在政府的支援下,各地都向有芯片製造能力的廠商拋出橄欖枝,希望吸引核心企業前來入駐。同時,各大芯片代工廠也在積極擴產,因此選擇產地也成為了重要的博弈點,未來隨著產能推出,全球的半導體行業格局或發生變化。

市場研究公司Counterpoint Research對邏輯(非儲存)IC芯片行業進行了分析預計,美國的芯片產能份額預計將從2021年的18%提高至2027年的24%。屆時,中國台灣的產能份額將降至40%。

同時,從地域分佈來看,Counterpoint預計2027年芯片產能會出現地域性轉移。在亞利桑那州工廠實現晶圓月產能2萬片之後,台積電可能會追加更多投資,以達到台灣工廠的規模。2027年中國台灣和韓國的芯片產能將占全球總產能的57%。而中國大陸地區因無法採購關鍵生產設備,僅占全球總產能的6%。

一位業內人士向21世紀經濟報導記者指出,從各個地區製定的新規來看,一方面,各方都欲在本地健全半導體產業生態,尤其盯準了台積電佔據了半壁江山的製造生產環節,另一方面,各國都希望佔據技術製高點,爭奪下一個時代的半導體關鍵技術。對於中國而言,挑戰是巨大的,但是孕育著新的機遇,因為中國國內有著龐大的消費市場。

(作者:倪雨晴 編輯:李豔霞)

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