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全球瘋建晶圓廠

2024-10-08 09:49

今年6月,國際半導體產業協會(SEMI)在其最新的季度全球晶圓廠預測報告中宣佈,「市場需求復甦和全球政府激勵措施的增加,推動了主要芯片製造地區的晶圓廠投資激增,預計2024年全球產能將增長6%,2025年增長7%,達到每月3370萬片晶圓(以8英寸當量計算)的歷史最高產能。」

全球半導體制造對國家和經濟安全的戰略重要性的關注度不斷提高,晶圓產能是這些趨勢的關鍵催化劑。

在此趨勢下,半導體設備市場也隨之水漲船高。據SEMI報告預計,2027年300mm(12英寸)晶圓廠設備支出將在2025年首次突破1000億美元,到2027年將達到創紀錄的1370億美元。

總的來看,在經歷過新一輪的產業周期波動和供應鏈安全可控的擔憂之后,對於晶圓產能的追逐和本地化趨勢成為全球各國和地區近年來的努力重點。

01 美歐日之后,戰局越來越大

近年來,各國對於半導體產業愈發上心,隨着美國和歐洲陸續出臺自己的「芯片法案」, 一方面要扶持本土半導體企業,另一方面又在積極引進其他國家的半導體企業;日本也在積極拉攏代工大廠赴日建廠,這場無形的芯片產業開始走向白熱化。

SEMI提供的數據顯示,全球5年內新建的晶圓廠超過100座,預計2024年投資總額超過5000億美元。這些晶圓廠主要分佈在美國、歐洲和日本等市場,涉及英特爾、臺積電、三星等半導體制造巨頭,以及OpenAI等新興力量。

當前,半導體產業正處於一個快速發展和變革的時期,而美日歐等地的芯片代工廠的大規模建設,是對這一時期的積極應對和主動把握。

這一現象反映了全球半導體產業的重大變化,即晶圓代工過去集中分佈在東亞地區的局面正在被打破,而美日歐等地正在組建自己的「芯片帝國」,以提高半導體的供應鏈安全和競爭力,也將推動半導體技術的創新和競爭,為全球半導體產業的發展和繁榮做出貢獻。

這種支出熱潮加劇了美國及其歐洲和亞洲盟友之間的競爭,它們都在爭奪半導體行業不斷增長的需求。

除了美日歐中韓之外,近段時間來新興經濟體也在尋求打入晶圓製造賽道。

馬來西亞

馬來西亞曾是上世紀70/80年代的芯片產業中心,目前已成為半導體后段封測重鎮,佔全球測試和封裝總量的 13%。

但是,馬來西亞的野心不止於承載附加值較低的初級封裝業務,除了目前正在火熱的先進封裝外,馬來西亞還想要吸引先進製程和芯片設計這些產業,爲了實現這一願景,馬來西亞近兩年開始不斷加碼半導體扶持政策。

據報道,馬來西亞總理安瓦爾-易卜拉欣(Anwar Ibrahim)在5月份吉隆坡舉行的SEMICON SEA 2024會議上公佈了雄心勃勃的 「國家半導體戰略」(NSS),該計劃將當地半導體產業投資至少5000億林吉特(約合1070億美元),目的是鞏固其作為國際*的半導體制造和創新中心的地位,同時致力於建立強大的芯片設計基礎。

NSS戰略強調了馬來西亞在外包半導體組裝和測試(OSAT)方面的專業化,並闡明瞭馬來西亞向高端製造、設計、封裝和設備價值鏈上游邁進的意圖。

今年8月,英飛凌位於馬來西亞的新工廠一期項目正式啟動運營,建設完成后該工廠將成為全球*且*競爭力的200mm碳化硅功率半導體晶圓廠。

這座高效的200mm碳化硅功率半導體晶圓廠將進一步鞏固和增強英飛凌作為全球功率半導體*的地位。該工廠的一期項目投資額高達20億歐元,將重點生產碳化硅功率半導體,並涵蓋氮化鎵外延的生產。

此外,2030 年《新工業總體規劃》期待在馬來西亞看到更多的前端活動,如集成電路設計、晶圓製造、半導體機械和設備製造。英特爾(70億美元)、英飛凌(55億美元)和德州儀器(31億美元)最近宣佈的投資表明,馬來西亞完全有能力擴大規模,從事更復雜的工作。

值得注意的是,晶圓製造是一項挑戰,因為建立晶圓代工廠涉及鉅額成本,尤其是下一代芯片,以及關鍵人才的稀缺性。馬來西亞的一個商業集團早些時候估計,檳城面臨50000名工程師的短缺,以滿足半導體行業的需求。與此同時,政府數據顯示,攻讀科學、技術、工程和數學的學生越來越少。

如果馬來西亞想要吸引全球芯片製造商的更多投資,擁有更多熟練的本地工程師至關重要,特別是因為政府希望在該國擁有更先進的芯片製造。

對此,馬來西亞斥巨資培養芯片人才,計劃培訓6萬名本地高技能半導體工程師,涵蓋從設計、製造到封測的各個方面,培訓計劃將涉及大學和企業,以幫助該國實現成為全球芯片中心的雄心。

馬來西亞總理Anwar Ibrahim表示:「我們國家作為半導體生產中最中立和不結盟的地點,以幫助建立一個更加安全和有彈性的全球半導體供應鏈。」

印度

早在2014年,印度就批准了兩個總投資約100億美元的項目在印度建設晶圓廠的提案,政府也承諾將提供充足的資金支持和鼓勵政策。

但這一提案推進緩慢,2016年,以JP Associates為首的集團退出了晶圓廠的項目,其表示晶圓廠在印度不具備商業可行性,另一個HSMC由於沒有提交證明投資承諾的意向書,在2019年被印度政府除名,這項百億美元的投資計劃至此擱淺。

2021年,印度重啟了半導體的投資激勵計劃,公佈了一項約100億美元扶持政策,其中印度中央政府向建立半導體代工廠的公司提供50%的項目成本,地方政府會再支付20%至25%。當時Tower半導體主導的ISMC,鴻海和Vedanta的合資企業,以及新加坡科技公司IGSS等三家公司提出申請。

但這三家企業最終並未能獲得100億美元的補貼,印度政府在今年2月底連續批准了3家半導體工廠的建設計劃,包含半導體制造和OSAT兩大領域。

在半導體制造方面,9月27日,晶圓代工巨頭力積電與印度塔塔集團旗下塔塔電子在新德里正式簽訂了雙方合作的最終協議,標誌着印度半導體制造業迎來重要里程碑。此次合作的核心內容是力積電將協助塔塔電子在印度古吉拉特邦多雷拉建設印度首座12英寸晶圓廠,不僅將移轉其成熟的製程技術,還將培訓印度員工,為當地半導體產業的發展注入強勁動力。

在當天的簽約儀式上,力積電總經理朱憲國與印度塔塔電子CEO Randhir Thakur 正式簽訂了最終的合作協議。力積電董事長黃崇仁也親自出席見證。

實際上,這一合作並非一蹴而就,早在今年2月,雙方就已宣佈了合作意向。力積電董事長黃崇仁在接受採訪時透露,該晶圓廠的建設將由印度政府出資70%,而力積電則主要負責技術轉讓及建廠運營經驗的提供。這一合作模式不僅體現了印度政府對半導體產業的高度重視,也彰顯了力積電在全球半導體產業鏈中的關鍵地位。

該晶圓廠計劃投資約110億美元,建設月產能為5萬片晶圓的工廠,支持28至110納米的技術節點,將生產用於電源管理、顯示驅動器、微控制器以及高性能計算邏輯等應用的芯片。這也是印度*家晶圓廠,打破了其商業晶圓廠荒。

在力積電與塔塔電子的合作推動下,印度半導體產業的生態體系正逐步構建完善。未來,隨着更多國際企業的加入和本土企業的成長,印度有望成為全球半導體產業鏈中的重要一環。

在晶圓製造廠方面,據印度媒體稱,政府還收到了新的提案,目前正處於討論的后期階段。提案包括以色列芯片製造商Tower Semiconductors計劃在印度投資80億美元的晶圓廠,其計劃在未來十年內擴大工廠規模,最終實現每月生產80000片硅片的目標。

前不久,LTSCT擬投資100億美元在印度建三座晶圓廠。

在印度政府推動下,印度科技企業正在加大半導體佈局。LTSCT計劃投資100億-120億美元,在未來5到10年內在印度建立三個半導體制造工廠,分別專注於硅、碳化硅和氮化鎵技術。

LTSCT公司首席執行官Sandeep Kumar表示,LTSCT從類似高通或聯發科的SoC設計公司向芯片製造實體的轉型,將建立在公司實現10億美元營收目標的基礎之上。LTSCT預估這一營收目標將在未來2~3年內實現,屆時將着手建設晶圓廠。

隨着時間的推移,LTSCT公司計劃建立三個不同的晶圓廠,每個晶圓廠都需要不同程度的投資。資金分配方面,LTSCT對硅的投資或將超過100億美元,對碳化硅的投資額在10億美元以上,對氮化鎵的投資額則在5億美元左右。

此外,據說還有超過15個在印度建廠的提案正在評估或審批中。

可以看到,最近一段時間來,關於印度芯片的討論非常多。印度總理莫迪表示,印度「將盡一切努力成為半導體強國」。

在莫迪的領導下,印度制定了一系列全面的半導體計劃。

其中,印度的半導體投資計劃目前也是全球最慷慨的國家之一,由中央政府配套50%,相關邦政府配套20%至25%,企業只需出剩下的部分,整體激勵超過70%。鑑於當下,跨國企業希望實現供應鏈和生產活動的多元化,以確保其韌性,印度正成為半導體制造業供應鏈多樣性的早期受益者之一。

圖源:India Semiconductor Mission(ISM) 圖源:India Semiconductor Mission(ISM)

儘管芯片製造業在印度仍處於起步階段,但它是印度經濟戰略的重要組成部分。印度預計到2026年其半導體市場規模將達到630億美元。

在這個過程中,還包括英偉達、AMD、高通和TI在內的知名芯片公司,也都紛紛落子印度。與此同時,東京電子、應用材料、泛林集團等芯片設備巨頭也宣佈了在印度的投資計劃。

越南

越南的半導體產業雖然起步晚,產值也相對更小,但近兩年其發展勢頭非常迅猛。

近年來,隨着全球產業鏈的再次轉移,越南成爲了亞洲少數幾個受益國之一。尤其是在供應鏈中斷和國際貿易衝突的情況下,越南旨在發展爲半導體行業的關鍵參與者。

同時,由於供應鏈的轉移和其他因素,與其他國家相比,越南在美國的市場份額增長幅度*。美國已成為越南*的進口市場,佔越南出口的近三分之一。越南也成爲了美國的第三大芯片進口國家和地區,僅次於馬來西亞和中國臺灣。

強勢成長背后,越南一躍成為矚目的焦點,也點燃了越南成為重要半導體中心的雄心。

在全球半導體產業快速發展的背景下,越南政府最近發佈了其雄心勃勃的發展計劃,目標是到2030年建立至少1家半導體制造廠和10家封裝測試廠。

這一佈局將為當地市場提供更為穩定的產品供應,減少對外依賴。

越南優越的地理位置和不斷發展壯大的工業區吸引了眾多半導體企業前來。這一轉變凸顯了越南在重新配置的全球半導體供應鏈中不斷提升的作用,也標誌着越南的經濟發展進入了一個嶄新的階段。

雖然目前越南具備發展潛力,擁有年輕勞動力、社會穩定、政策扶持等優勢,且積極與多地合作以期能發展高科技產業合作,但其仍需克服人才、技術不充分的技術瓶頸。

面臨產業結構單一、工程師短缺、科技基礎薄弱和基礎設施趕不上需求等短缺,要建立起完整的半導體供應鏈,越南或許還有很長的路要走。

在人才培養方面,今年4月,越南計劃與投資部推出了一個關於半導體產業的「人力資本項目」,其將在2030年前投入26萬億越南盾(約合10.2億美元),國家預算將提供17萬億越南盾(約合6.694億美元),其余部分將來自私營企業、大學和其他公私合營企業,為半導體行業培訓50000名工程師,以此來為半導體行業培養一支準備充分的勞動力隊伍,抓住半導體這 "千年一遇 "的機遇。

新加坡

9月4日,世界先進和恩智浦共同宣佈,雙方合資成立的新加坡12英寸(300mm)晶圓廠已獲中國臺灣、新加坡等多地監管機構批准,正式成立VisionPower Semiconductor Manufacturing Company(VSMC)合資公司,今年下半年VSMC首座12英寸晶圓廠建設將啟動。

據悉,新晶圓廠製程節點為0.13um~40nm,月產能達5.5萬片,主要應用為電源管理、模擬、混合信號等工業及車用產品為主,少部分為消費類產品。該廠預計將於2027年試產,預計到2029年就將開始貢獻利潤,其技術有臺積電的支持,市場看好其長期運營展望。

同時,在該座晶圓廠成功量產后,合作雙方將考慮建造第二座晶圓廠。

6月,德國晶圓製造商世創電子(Siltronic)耗資20億歐元在新加坡建造的半導體晶圓工廠正式開幕。這座佔地15萬平方米的工廠是世創電子在新加坡的第三座晶圓製造廠,該工廠主要生產12英寸半導體晶圓,預計從投產到年底每月可生產約10萬片晶圓。

今年5月,聯電宣佈新加坡Fab 12i舉行第三期擴建新廠上機典禮,首批機臺設備到廠。公開資料顯示,聯電在新加坡投入12英寸晶圓製造廠的運營已超過20年,2022年2月,聯電宣佈將在新加坡Fab12i廠區擴建一座12英寸晶圓廠,總投資金額50億美元,提供22/28nm製程,*期月產能規劃30,000片晶圓。最新量產時間目前為2026年初。

泰國

泰國也在加入半導體晶圓製造這一戰局。

近日,泰國投資委員會(BOI)宣佈,韓亞微電子將與泰國能源公司PTT成立合資企業,在泰國建設首家碳化硅(SiC)芯片工廠。該項目初始投資為115億泰銖(3.45億美元),預計將在未來兩年內投入生產,為支持電動汽車製造業、數據中心和儲能系統做出貢獻。

預計該工廠需時約兩年建造和安裝機械設備,預計於2027年*季度開始生產。該合資企業將受益於韓國一家*芯片製造商的技術轉讓,生產6英寸和8英寸碳化硅芯片。該項目將成為提升泰國在上游半導體行業地位的重要一步。

阿聯酋

據《華爾街日報》消息報道,全球*的兩家芯片製造商臺積電、三星電子正考慮未來幾年內在阿聯酋開展大規模芯片製造業務,圍繞這些項目討論仍處於早期階段,其潛在的投資規模或將超過 1000 億美元。

據透露,臺積電高管最近已經訪問了阿聯酋,探討了在當地建設一家與中國臺灣現有規模和先進程度相當的大型芯片製造工廠的可能性。

與此同時,三星電子也計劃未來幾年內在阿聯酋啟動新的大規模芯片生產項目,公司高管近期也訪問了阿聯酋並圍繞項目進行了討論。

對於這一消息,臺積電和三星電子均未迴應。

不過,即便傳聞為真,臺積電、三星電子在阿聯酋建晶圓廠的項目尚處起步階段,而且可能還會面臨資金、技術、基礎設施以及政治等多個層面的挑戰。因此,項目能否成功落地存在較大不確定性。

資金層面,預計阿聯酋將為這些芯片工廠項目提供資金,一方面是爲了加速推動國內科技產業發展,有助於將阿聯酋打造成為中東地區的人工智能產業投資中心;另一方面,更廣泛的目標是通過增加全球芯片產量來降低芯片價格,同時保障芯片製造商的盈利水平。

技術層面,儘管阿聯酋擁有雄厚的資金實力,但要在當地建立尖端芯片工廠還必須克服一系列技術難題。比如,芯片製造過程中需要大量超淨水以清潔硅片,而阿聯酋大部分水資源主要依賴於海水淡化,這意味着還需要額外的淨化步驟,淨化成本不容小覷;再比如,由於缺乏成熟的本地芯片生產供應鏈,以及吸引並留住遠離總部工程人才的能力存疑,這些也都構成了不小的障礙。

此外,值得注意的是,臺積電、三星電子考慮在阿聯酋興建晶圓工廠的消息已經引起美國的關注,並對先進人工智能芯片可能通過阿聯酋流向中國市場表示擔憂。

事實上,在此之前,阿聯酋已經在持續加碼針對人工智能、半導體產業的投入力度,為紛繁複雜的半導體戰局再添一把火。

02 芯片大廠瘋狂擴產,產能過剩成為隱憂?

TechInsights市場分析總監Boris Metodiev表示:「2024年上半年的半導體需求好壞參半,由於生成式AI需求激增,存儲器和邏輯器件出現反彈。然而,由於消費市場的緩慢復甦以及汽車和工業市場的需求回落,模擬、分立器件和光電子產品也經歷了小幅調整。」

在此形勢和不斷波動的產業供需關係下,全球芯片製造商爭相提高芯片產量,不免引發業界對全球芯片供應過剩的擔憂。並且由於國際形勢變化多端,晶圓廠逐漸邁向區域化。

有業內人士指出,過去兩年,芯片大廠瘋狂擴產。但現在全球經濟增速放緩,需求減弱,因此出現了一種結構性的供給過剩的現象。

對此,TrendForce表示,半導體資源已逐漸成為戰略物資,晶圓代工廠除了考量商業與成本結構之外,還有政府補助政策、滿足客户本地化生產需求,同時又要維持供需平衡,所以未來產品的多元性、訂價策略是晶圓代工廠的營運關鍵。

但是筆者認為,對於晶圓產能過剩也不必過分擔憂。

因為半導體行業的性質意味着今天制定的計劃及其成果將在四五年后纔會顯現出來,且市場需求一直在反覆波動,無論是技術革新還是科技的發展趨勢都在推動半導體需求的不斷提升。IDM廠商和晶圓代工廠都在發展他們的技術,以及控制產能釋放節奏,以應對飄忽不定的市場需求。

而在這個過程中,產業鏈合作伙伴將找到新的資金來源、新的合作模式以及調整其業務實踐以適應新的全球半導體制造格局的新方法。

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