“缺芯”之下：大灣區(qū)入局全球半導(dǎo)體制造高地競速戰(zhàn)

    在持續(xù)“缺芯”的背景下，全球?qū)τ诰A代工產(chǎn)能的渴望如久旱之望甘霖。芯片制造環(huán)節(jié)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的最具產(chǎn)業(yè)帶動性的關(guān)鍵一環(huán)，被全球多國提至國家戰(zhàn)略方向，其重要性可以說是全球矚目。

    這也讓晶圓代工產(chǎn)業(yè)在2021年達(dá)到了規(guī)模新高度。TrendForce集邦咨詢研究顯示，受惠于多項(xiàng)終端應(yīng)用需求齊揚(yáng)，各項(xiàng)零部件備貨強(qiáng)勁，晶圓代工產(chǎn)能自2020年起便供不應(yīng)求，各廠紛紛調(diào)漲晶圓售價及調(diào)整產(chǎn)品組合以確保獲利水平。盡管整體產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)2020年第四季的高基期、突發(fā)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(yè)者總產(chǎn)值仍再次突破單季歷史新高，達(dá)227.5億美元，季增1%。

    在營收排名方面，臺積電第一季營收以129.0億美元穩(wěn)居全球第一，市場份額55%；第二名為三星，相關(guān)營收為41.08億美元，市場份額17%；聯(lián)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(dǎo)體和上海華力，兩者同屬華虹集團(tuán)，若合并計算，則華虹集團(tuán)第一季總營收達(dá)6億美元，位居第六名，而第十名則由東部高科遞補(bǔ)。

    盡管強(qiáng)者愈強(qiáng)的“馬太效應(yīng)”明顯，但是晶圓代工和產(chǎn)能格局還在變化之中。一方面，從企業(yè)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(nèi)粵芯等創(chuàng)業(yè)公司；另一方面，從地域看，全球各國對半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的扶持政策頻出，未來產(chǎn)能分布也在悄然變遷當(dāng)中。

    一位業(yè)內(nèi)人士向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者指出，從各個地區(qū)制定的新規(guī)來看，都是欲健全半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)，并且特別重視制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)。中國國內(nèi)有著龐大的消費(fèi)市場，尤其是粵港澳大灣區(qū)作為中國重要的制造基地，依托巨大的市場空間，正在吸引更多半導(dǎo)體人才和企業(yè)的聚集，補(bǔ)齊半導(dǎo)體制造端的短板。

    晶圓代工擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)行時

    在全球晶圓產(chǎn)能不足、持續(xù)“缺芯”的現(xiàn)實(shí)下，各大晶圓廠都在擴(kuò)產(chǎn)。集邦咨詢發(fā)布的2021年全球晶圓代工產(chǎn)值預(yù)估，2021年部分廠商將陸續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，預(yù)期今年整體晶圓代工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將以945億美元再次創(chuàng)下歷史新高，漲幅達(dá)11%。

    其中，第一梯隊的臺積電、三星將加強(qiáng)5nm及以下制程的研發(fā)、擴(kuò)廠及擴(kuò)產(chǎn)，以支持HPC相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展；而第二梯隊的中芯國際、聯(lián)電、格芯等主要擴(kuò)充14~40nm等成熟制程，以支持如5G、WiFi6/6E等通訊技術(shù)更迭的龐大需求，以及如OLEDDDI、CIS/ISP等多元應(yīng)用型芯片。目前，中芯在北京建新廠的計劃在推進(jìn)中，并且在8英寸及12英寸現(xiàn)有工廠也都有積極的擴(kuò)產(chǎn)計劃，因此，仍有相關(guān)資金可用于非美系設(shè)備的采購及新廠建設(shè)等。

    值得一提的是，由于45/40nm（含）以下制程需使用DUVImmersion設(shè)備，資本支出相對較高，以45nm為分界點(diǎn)，65/55nm（含）以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)產(chǎn)對晶圓代工廠來說是較具經(jīng)濟(jì)效益的投資。因此，包括力積電、高塔半導(dǎo)體、世界先進(jìn)、華虹半導(dǎo)體等則以55nm以上或8英寸廠的擴(kuò)產(chǎn)為主，以滿足大尺寸DDI、TDDI、PMIC等需求。

    可以看到，臺積電和三星兩大領(lǐng)頭者除成熟制程，在先進(jìn)制程上投入也較大，并且早有巨額的擴(kuò)產(chǎn)計劃。比如，臺積電計劃將2021年年度資本開支大幅提升到220億美元，隨后臺積電宣布3年投資1000億美元擴(kuò)建晶圓廠，并計劃投資28.87億美元擴(kuò)充南京廠28nm制程工藝產(chǎn)能，每月增加4萬片晶圓產(chǎn)量，主要用于生產(chǎn)汽車芯片。按照計劃，臺積電南京廠的28nm制程產(chǎn)能將于2022年下半年量產(chǎn)，2023年中達(dá)到4萬片晶圓/月的滿載產(chǎn)能目標(biāo)。

    三星更加激進(jìn)。據(jù)報道，2021年起，三星設(shè)立了“半導(dǎo)體愿景2030”長期計劃，目標(biāo)是在未來10年里稱霸晶圓代工市場，三星想要與臺積電一爭高下的愿望盡顯。目前，臺積電在全球晶圓市場上占據(jù)了半壁江山，份額超50%；三星為第二名，近年來三星野心勃勃，反超聯(lián)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(shù)，也影響著全球格局的變化。在半導(dǎo)體體系中，以英特爾為代表的IDM模式曾領(lǐng)風(fēng)騷。AMD創(chuàng)始人杰里·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(chuàng)立的臺積電誕生，一舉開創(chuàng)了第三方代工的新商業(yè)模式。從此，芯片設(shè)計和制造可以成為單獨(dú)的業(yè)務(wù)，這為想跨入芯片界的創(chuàng)業(yè)公司們大幅降低了門檻，高通、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科等企業(yè)也趁勢而起，如今AMD也在和臺積電的合作中計劃邁入5納米CPU時代。

    現(xiàn)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(dāng)中。英特爾在新CEO上任后，發(fā)布了IDM2.0策略，宣布進(jìn)入晶圓代工業(yè)，并計劃投入200億美元擴(kuò)建晶圓廠。在財務(wù)方面，英特爾預(yù)計2021年計劃資本支出為190億-200億美元。

    半導(dǎo)體制造競速

    今年以來，美國、韓國、日本、歐洲密集發(fā)布打造半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的新政。今年5月，美國參議院正式批準(zhǔn)撥款520億美元，在今后5年內(nèi)大力促進(jìn)美國半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)和研究。在資金的分配上，390億美元用于半導(dǎo)體的生產(chǎn)和研發(fā)激勵，另有105億美元用于推動包括美國國家半導(dǎo)體技術(shù)中心、國家先進(jìn)封裝制造計劃和其他研發(fā)計劃的落地。

    早在2020年6月，美國參議院提出兩項(xiàng)新法案，分別為《為半導(dǎo)體生產(chǎn)創(chuàng)造有效激勵措施法案》（CHIPSforAmericaAct）和《美國晶圓代工業(yè)法案》（AmericanFoundriesAct），以促進(jìn)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程?！睹绹A代工業(yè)法案》中就提出，美國將向各州芯片制造業(yè)、國防芯片制造業(yè)投入共計250億美元的資金。

    在美國政府的補(bǔ)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，晶圓代工龍頭大廠臺積電就宣布將投資120億美元在美國亞利桑那州建設(shè)5nm制程晶圓廠。2020年6月，另一家晶圓代工大廠格芯也宣布獲得美國紐約州附近66英畝的土地，將對其Fab8晶圓廠進(jìn)行擴(kuò)建，可制造14nm及12nm制程工藝的芯片。近期有消息稱，三星正在考慮在美國得克薩斯州奧斯汀市建設(shè)極紫外線（EUV）代工生產(chǎn)線，計劃今年第三季度動工，2024年投產(chǎn)，新建的工廠或?qū)?dǎo)入5納米工藝。

    據(jù)報道，韓國制定了一項(xiàng)計劃，在未來十年內(nèi)斥資約4500億美元建設(shè)全球最大的芯片制造基地；日本政府將承諾擴(kuò)大現(xiàn)有的2000億日元基金規(guī)模，以支持國內(nèi)芯片制造行業(yè)，并幫助提振先進(jìn)半導(dǎo)體的產(chǎn)出；歐盟委員會表示，目前已經(jīng)有22個歐盟成員國聯(lián)合成立了新的半導(dǎo)體聯(lián)盟，以支持歐洲的半導(dǎo)體研發(fā)，減少歐盟對外國供應(yīng)商的依賴，計劃2030年讓歐盟在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)的占有率從10%提高到20%，歐盟還在著力要求英特爾、臺積電、三星赴歐洲建廠。

    面對近年大國科技博弈、全球供應(yīng)鏈?zhǔn)茏璧默F(xiàn)狀，打造本地產(chǎn)業(yè)鏈，尤其是芯片制造環(huán)節(jié)，成為國家戰(zhàn)略，而晶圓制造廠耗資巨大，在政府的支持下，各地都向有芯片制造能力的廠商拋出橄欖枝，希望吸引核心企業(yè)前來入駐。同時，各大芯片代工廠也在積極擴(kuò)產(chǎn)，因此選擇產(chǎn)地也成為了重要的博弈點(diǎn)，未來隨著產(chǎn)能推出，全球的半導(dǎo)體行業(yè)格局或發(fā)生變化。

    市場研究公司CounterpointResearch對邏輯（非儲存）IC芯片行業(yè)進(jìn)行了分析預(yù)計，美國的芯片產(chǎn)能份額預(yù)計將從2021年的18%提高至2027年的24%。屆時，中國臺灣的產(chǎn)能份額將降至40%。

    同時，從地域分布來看，Counterpoint預(yù)計2027年芯片產(chǎn)能會出現(xiàn)地域性轉(zhuǎn)移。在亞利桑那州工廠實(shí)現(xiàn)晶圓月產(chǎn)能2萬片之后，臺積電可能會追加更多投資，以達(dá)到臺灣工廠的規(guī)模。2027年中國臺灣和韓國的芯片產(chǎn)能將占全球總產(chǎn)能的57%。而中國大陸地區(qū)因無法采購關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，僅占全球總產(chǎn)能的6%。

    一位業(yè)內(nèi)人士向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者指出，從各個地區(qū)制定的新規(guī)來看，一方面，各方都欲在本地健全半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)，尤其盯準(zhǔn)了臺積電占據(jù)了半壁江山的制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)，另一方面，各國都希望占據(jù)技術(shù)制高點(diǎn)，爭奪下一個時代的半導(dǎo)體關(guān)鍵技術(shù)。對于中國而言，挑戰(zhàn)是巨大的，但是孕育著新的機(jī)遇，因?yàn)橹袊鴩鴥?nèi)有著龐大的消費(fèi)市場。