近日，有消息稱，臺(tái)積電與索尼計(jì)劃在日本熊本縣合作建設(shè)半導(dǎo)體工廠，總投資額達(dá)到8000億日元（約合人民幣460億元）。新工廠計(jì)劃2024年之前投入使用，利用臺(tái)積電先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)圖像傳感器和面向汽車、工業(yè)機(jī)器人所需半導(dǎo)體。

這已經(jīng)是今年臺(tái)積電在中國臺(tái)灣地區(qū)之外，宣布新建的第二處廠區(qū)。今年6月，臺(tái)積電宣布將在美國亞利桑那州建設(shè)5nm制程12英寸晶圓廠，投資金額約為120億美元。

除臺(tái)積電外，三星、英特爾、格芯中芯國際等半導(dǎo)體制造企業(yè)均有大規(guī)模的投資建廠的計(jì)劃。而如此大規(guī)模和密集的產(chǎn)能擴(kuò)建在半導(dǎo)體業(yè)歷史上亦屬罕見。

今年五大晶圓廠宣布投資金額已逾2250億美元

從已披露的信息來看，臺(tái)積電和索尼集團(tuán)正在考慮在日本西部聯(lián)合建設(shè)一家半導(dǎo)體工廠。該項(xiàng)目的總投資估計(jì)為 8000 億日元（70 億美元），預(yù)計(jì)日本政府將提供最多一半的資金。該工廠將生產(chǎn)用于相機(jī)圖像傳感器的半導(dǎo)體，以及汽車和其他產(chǎn)品的芯片，并計(jì)劃于 2024 年投產(chǎn)。日本最大的汽車零部件制造商電裝也希望通過在現(xiàn)場設(shè)置設(shè)備等步驟參與進(jìn)來。豐田汽車集團(tuán)成員尋求其汽車零部件中使用的芯片的穩(wěn)定供應(yīng)。

臺(tái)積電還計(jì)劃在美國亞利桑那州建設(shè)的5nm產(chǎn)線，投資120億美元，目前已經(jīng)開始動(dòng)工。最初晶圓廠規(guī)模相對(duì)較小，每月產(chǎn)能 2 萬片，后續(xù)還將視情況擴(kuò)產(chǎn)。

臺(tái)積電在中國臺(tái)灣地區(qū)也在積極擴(kuò)產(chǎn)。有消息稱，臺(tái)積電將在高雄地區(qū)打造另一生產(chǎn)重鎮(zhèn)，主要以7納米切入，初步規(guī)劃在當(dāng)?shù)亟ㄔ?家工廠，最快2023年啟動(dòng)。此前，臺(tái)積電宣布，未來3年將投入1000億美元增加產(chǎn)能。

除臺(tái)積電外，三星、英特爾、格芯、中芯國際等全球主要半導(dǎo)體制造企業(yè)均有大規(guī)模的投資建廠的計(jì)劃。三星計(jì)劃在美國投資170億美元建設(shè)先進(jìn)制程晶圓廠，生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品，目前正在尋找美國新芯片工廠的建設(shè)地點(diǎn)。英特爾CEO帕特·基辛格日前宣布，計(jì)劃在歐洲新建兩座芯片工廠，并有可能進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模。在今年3月，英特爾宣布將斥資200億美元，在美國亞利桑那州新建兩家芯片工廠。格芯宣布美國、新加坡、德國三地12~90nm產(chǎn)線產(chǎn)量將在2022年提升13%，格芯位于新加坡的12英寸芯片廠將增加年產(chǎn)量45萬片。中芯國際今年以來宣布建設(shè)的位于北京、深圳、上海三地的芯片廠將增加28nm及以上產(chǎn)能月產(chǎn)24萬片。綜合來看，今年以來，臺(tái)積電、三星、英特爾、格芯、中芯國際五家晶圓廠商宣布的投資金額，累計(jì)超過2250億美元。

另一個(gè)值得注意的重點(diǎn)是，本輪大規(guī)模投資既有先進(jìn)工藝，也用成熟工藝。其中7nm及以下先進(jìn)工藝制程投資額達(dá)到590億美元，28nm及以上成熟制程投資額達(dá)到190.5億美元。還有1469.98億美元晶圓廠投資未聲明主要投資制程。

三星、臺(tái)積電宣布建設(shè)的新廠將主要采用3nm、5nm、7nm等先進(jìn)制程。三星于今年5月宣布將于美國德克薩斯州建設(shè)的3nm工藝芯片廠，投資金額170美元，占地面積480萬平方米，約為奧斯汀工廠的4倍。臺(tái)積電宣布將于美國亞利桑那州建設(shè)的5nm芯片廠， 投資金額在120億美元，預(yù)計(jì)每月將提供2萬片產(chǎn)能。另外，今年3月，英特爾首席執(zhí)行官帕特·蓋爾辛格在演講中也提到，英特爾將投資200億美元新建兩座晶圓廠，預(yù)計(jì)將在2024年量產(chǎn)7nm或更先進(jìn)制程。

中芯國際今年宣布將在國內(nèi)建設(shè)的公司仍選擇采用28nm及以上工藝。今年3月，中芯國際宣布位于深圳芯片廠的投資金額在152.8億元人民幣，將提供每月4萬片晶片產(chǎn)能。今年9月中芯國際與上海臨港自貿(mào)區(qū)合資的晶片廠，投資在570億元人民幣，將提供每月10萬片晶片產(chǎn)能。

晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張并沒有超出市場需求預(yù)期

雖然當(dāng)前芯片緊缺，但是考慮到晶圓制造廠從籌備到量產(chǎn)一般需要兩年時(shí)間的周期。兩年之后的市場情況如何？這些新增產(chǎn)能一旦釋放是否會(huì)造成產(chǎn)能過剩？

7nm及更先進(jìn)制程的芯片主要應(yīng)用在CPU、GPU等對(duì)性能要求比較高的芯片中，包括高通驍龍888、AMD和英偉達(dá)的CPU、英偉達(dá)GPU等高端顯卡等都有所應(yīng)用。臺(tái)積電生產(chǎn)的5nm芯片主要應(yīng)用在包括智能手機(jī)Soc、高性能計(jì)算、AI等領(lǐng)域之中。

賽迪顧問高級(jí)分析師劉暾在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，受益于5G、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等行業(yè)趨勢(shì)，5G消費(fèi)電子、基站等領(lǐng)域?qū)⒂鷣碛嗟厥褂?nm及更先進(jìn)制程的芯片，先進(jìn)制程芯片有非常大的需求拉動(dòng)，因此未來市場基本上能夠消化新建芯片廠帶來產(chǎn)能增量。根據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2024年，10nm及以下先進(jìn)制程芯片市場占有率將從2020年底的10%提升至29.9%。在全球芯片市場整體需求提升的背景下，10nm及以下先進(jìn)制程需求量將實(shí)現(xiàn)巨大躍遷。

芯謀研究王笑龍?jiān)诮邮堋吨袊娮訄?bào)》記者采訪時(shí)表示，對(duì)于先進(jìn)工藝而言，芯片廠的產(chǎn)能擴(kuò)充速度仍然是相對(duì)保守的，并沒有超出市場需求預(yù)期，當(dāng)前的擴(kuò)產(chǎn)并不會(huì)造成產(chǎn)能過剩。

劉暾認(rèn)為，在晶圓代工頭部效應(yīng)愈來愈明顯的情況下，芯片廠與供應(yīng)鏈上下游關(guān)系愈加緊密，市場預(yù)測(cè)會(huì)更加準(zhǔn)確，更不容易出現(xiàn)產(chǎn)能過剩情況。王笑龍亦表示，芯片廠會(huì)對(duì)客戶進(jìn)行測(cè)試，判斷客戶的需求是真實(shí)的還是盲目跟風(fēng)，客戶的需求是經(jīng)過反復(fù)確認(rèn)過的。即便是客戶多報(bào)了，最終的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)由設(shè)計(jì)公司來承擔(dān)。28nm及以上制程的成熟芯片應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用于包括電源管理、圖像傳感器、功率器件、模擬芯片等多個(gè)領(lǐng)域。28nm及以上制程芯片在整個(gè)芯片供應(yīng)中的占比最高，需求量最大的類型。自2020年底至今的芯片供應(yīng)不足，成熟工藝芯片是主要缺貨對(duì)象。

劉暾在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)介紹，現(xiàn)階段，汽車向著電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化方向發(fā)展，推動(dòng)了電源管理芯片、功率器件、傳感器、MCU等車用半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用，5G通信技術(shù)支持Sub-6GHz、毫米波等大量頻段，需要基站、智能手機(jī)等通訊設(shè)備也能夠支持相應(yīng)頻段的射頻信號(hào)，催生了對(duì)于射頻芯片的大量需求，，此外伴隨物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)興起，大量的IoT設(shè)備也帶動(dòng)了MCU、射頻芯片的需求，這些芯片大多使用成熟制程工藝，整體來看，成熟制程芯片的市場空間很大?；诖?，擴(kuò)充28nm及以上芯片產(chǎn)能也是符合市場需求的，不容易出現(xiàn)產(chǎn)能過剩問題。對(duì)于此，芯謀研究王笑龍也有同樣的判斷：“成熟工藝對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品多，且成熟工藝相對(duì)缺口大，需求量更大，所以我認(rèn)為成熟工藝動(dòng)作大一點(diǎn)，也不會(huì)造成產(chǎn)能過剩。”