数千亿美元砸向晶圆制造！全球半导体巨头争相扩产

短短10天，数家全球头部半导体企业接连宣布了多项扩产计划。从英特尔200亿美元筹建新晶圆工厂到台积电三年内投资1000亿美元强化半导体制造，再到韩国第二大芯片厂SK海力士千亿美元扩产计划获批，为了缓解芯片产能危机以及巩固新一轮竞争周期中的身位，一场没有硝烟的战争已经打响。

随着消费市场逐步复苏，关键芯片的代工需求热度持续发酵，上游晶圆代工企业的产能持续爆满。调研机构集邦咨询的最新数据显示，2021年第一季度全球晶圆代工市场产能持续处于供不应求状态，预计前十大晶圆代工业者总营收增幅达20%。

第一财经了解到，从目前的晶圆制造产能来看，全球约四分之三的芯片生产集中在东亚地区，尤以台积电和三星为核心。但从美国半导体公司最新的投产计划来看，强化半导体制造环节已经成为未来趋势。

扩产！扩产！

“各项半导体终端需求仍然强劲，加上车用半导体需求吃紧，导致晶圆代工各制程产能多半难求的市况下，交付周期延长。”集邦咨询分析师乔安对记者表示，扩产成为解决产能问题的最直接方法。

可以看到，从3月下旬开始，从百亿美元到千亿美元，涌入晶圆制造的资金数量也在不断增加。

以美国企业为例，3月24日凌晨，英特尔CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）宣布了多项扩产计划，一方面拟在美国亚利桑那州投资约200亿美元新建两座晶圆厂，另一方面英特尔希望成为晶圆代工的主要提供商，以美国和欧洲为起点面向全球客户提供服务。

基辛格表示，除了上述工厂外，英特尔还计划年内宣布在美国、欧洲以及世界其他地方的下一阶段产能扩张计划。

在分析机构看来，这是美国芯片企业在高端晶圆制造环节上加大投入的重要信号。

2月，美国总统拜登签署了一项行政命令，对半导体、电动汽车大容量电池、稀土矿产和药品的供应链进行为期100天的审查。同时寻求立法拨款370亿美元，以加强美国芯片制造业的发展。

早在去年6月，美国参议院就提出两项新法案，分别为《为半导体生产创造有效激励措施法案》（CHIPS for America Act）和《美国晶圆代工业法案》（American Foundries Act），以促进美国半导体产业的现代化进程。

目前，英特尔位于亚利桑那州钱德勒市的Ocotillo园区是其在美国最大的制造工厂，加上新投建的两个工厂，该区域将成为全球巨型工厂的代表。除了英特尔外，在去年6月，另一家美国晶圆代工大厂格芯也宣布获得美国纽约州附近66英亩（约26.7公顷）的土地，对其Fab8晶圆厂进行扩建。

在最新的投资计划中，格芯表示，还将投资14亿美元以提升其在美国、新加坡和德国的三家晶圆代工厂产能。格芯CEO托马斯·柯斐德（Thomas Caulfield）表示，该笔资金将在2022年前投入使用，以增加生产12～90nm的芯片产能。

“格芯肯定会建设新的晶圆厂，其关键点在于相关法案的资金补贴何时到位。”柯斐德表示，14亿美元将平均分配给格芯在德国德累斯顿、美国纽约州马耳他镇和新加坡的晶圆厂，大约1/3资金来自于几家长期客户签署的合同预付款，如果芯片需求继续上升，格芯还将在马耳他镇附近建造新的晶圆厂。

按照营收排名，格芯为全球第三大晶圆代工厂，仅次于台积电和三星电子。而在晶圆扩产的追逐赛上，台积电和三星显得更为激进。

4月1日，有消息称，台积电总裁魏哲家在最新发布的内部信中写道，“将在未来三年投资1000亿美元来增加产能，并且支持高端制程技术的研发。”

魏哲家表示，尽管台积电努力增加产能，在过去12个月当中让产能利用率超过100%运行，但是仍旧无法完全满足所有客户的需求。因此，台积电决定采取一些行动。目前已经开始招募大量新员工、购买土地和设备，以及在全球不同区域开始建造新的厂房。对于台积电在美新建工厂计划，有员工今年初告诉第一财经，公司已经开始招兵买马，如果时机合适，下半年就会有员工过去。

三星则早在去年就开启了产能扩张计划。据悉，三星晶圆代工业务部针对旗下的8英寸晶圆厂进行了自动化扩建投资以提高生产效率。三星估计，如果要在所有8英寸晶圆厂中导入自动化运输设备，可能需要万亿韩元投入。

此外，值得注意的是，韩国政府目前已批准韩国第二大芯片厂SK海力士的120兆韩元(约合1060亿美元)投资计划。该园区预计将于今年第四季度破土动工，第一座制造厂将于2025年竣工，建设完成后，该园区的每月产能将达到80万片。

中国企业加快产能布局

在业内看来，全球头部晶圆代工厂商的扩产可以缓解一定的产能压力，但长期来看，高端芯片的制造产能依然紧缺。

紫光集团联席总裁陈南翔在一场会议上表示，到2030年，全球集成电路产业规模有望达到1万亿美元，以2020年为基数，2030年产能需达到2～2.6倍才能满足需求的发展，2026年产能则需翻倍。

“部分特色工艺不仅需要扩充产能，还需打造合理、有竞争力的成本结构，短期难以实现。”陈南翔说。

中芯国际联合CEO赵海军也在最新发布的财报中表示，目前行业对成熟制程的需求依然强劲，“预计公司成熟产能将持续满载。为了满足客户需求，公司预计今年资本开支为43亿美元，其中大部分用于成熟工艺的扩产，小部分用于先进工艺、北京新合资项目土建及其他。”

不过，中芯国际依然面临美国“实体清单”管制不确定因素的影响，设备采购交期较以往有所延长，亦有可能产能建设进度不如预期。中芯国际董事长周子学表示，2021年的重点工作是，在持续坚持依法合规经营的前提下，继续与供应商、客户及相关政府部门紧密合作、积极沟通，推进出口许可申请工作，尽最大努力保障运营连续性；同时，争取尽快扩充产能，满足客户需求。

国泰君安国际称，此前，中芯国际与ASML公司签订了12亿美元的订单。尽管并不是高端的EUV光刻机，但DUV光刻机至少能够满足目前成熟制程芯片的需求，扩大中芯的产能。此外，中芯宣布与深圳市政府签署合作框架协议，投资153亿元人民币建设一座重点生产28nm及以上的圆晶工厂，目标月产4万片12英寸晶圆，计划2022年投入使用。而2020年投入500亿元于北京成立的中芯京城项目预计将于2024年完工，目标月产10万片12英寸晶圆。

从晶圆工厂的投建速度来看，自2017年以来，中国已建成39个半导体晶圆厂。在这些工厂中，有35家为中国独资工厂，其余为外资独资工厂。中国大陆拥有世界上进行中最多的半导体晶圆厂建设项目，目前有57个晶圆厂正在运营，有26个晶圆厂正在建设或计划中，其中300mm晶圆厂为19个，200mm的有7个。

芯谋研究首席分析师顾文军对第一财经表示，半导体是周期性产业，产能紧缺可能在明年得到缓解，后年部分工艺及产品可能出现产能相对过剩，但长期来看，中国半导体的产能供需缺口依然很大。

“如果不积极扩产，至2025年国内产能缺口将拉大到至少相当于8个中芯国际的产能。”顾文军说。

他认为，晶圆代工产能不足制约了中国芯片设计产业的增速。2020年，位于中国大陆的晶圆代工产能折合8英寸晶圆约150万片/月，而中国芯片设计企业的全部产能需求折合8英寸晶圆达到200万片/月，缺口达到50万片/月。通过跟踪国内晶圆制造项目的建设情况和预期，芯谋研究预计，到2025年由于晶圆制造产能建设严重落后于芯片设计产品的发展速度，这一缺口将继续增大。

中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明则在一场论坛中表示，中国半导体制造业的发展面临着政治、产业两方面的壁垒，以及精密图形技术、新材料、提升良率三大工艺挑战。对此，中国芯片制造业应从发展特色工艺、先进封装、系统架构三方面寻求发展机会，建设公共技术平台，以实现产学研协同创新。

吴汉明认为，后摩尔时代，材料方面的突破将成为芯片性能进一步跃升的机会。默克中国总裁兼电子科技中国区董事总经理安高博(AllanGabor)也对第一财经表示：“从需求和量而言，中国大陆是全球增长最快的半导体材料市场。在整个芯片加工过程中，摩尔定律基本上越来越接近物理极限，但需求还在那里，芯片需要不断演进，要求运算更快、功耗更低。未来需要材料领域的创新和突破，帮助摩尔定律继续推进。”

此外，吴汉明认为，建设本土可控的成熟制程产线，比寻求进口的高端制程产品更有意义，“相比完全进口的7nm，本土可控的55nm意义更大”。