當(dāng)下，芯片在全球范圍內(nèi)缺貨、漲價(jià)，在這樣的大背景下，各個地區(qū)的晶圓廠建設(shè)都火熱起來，無論是晶圓代工廠，還是IDM，大多在本土或海外擴(kuò)充產(chǎn)能。
本周，IC Insights給出了一份統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，內(nèi)容是按地理區(qū)域劃分，2020年12月全球主要地區(qū)安裝的晶圓產(chǎn)能（每個地區(qū)數(shù)字是位于該地區(qū)的工廠的每月總裝機(jī)容量，而不管擁有工廠公司的總部位于何處。例如，韓國三星在美國安裝的晶圓產(chǎn)能計(jì)入北美產(chǎn)能總量，而不計(jì)入韓國產(chǎn)能總量）。
數(shù)據(jù)顯示，中國臺灣安裝的晶圓產(chǎn)能全球領(lǐng)先，市場份額高達(dá)21.4%（8英寸約當(dāng)晶圓），排在第二位的是韓國，占全球晶圓產(chǎn)能的20.4%，中國大陸占全球產(chǎn)能的15.3%，雖然排在第四，但與排在第三的日本（15.8%）幾乎持平，預(yù)計(jì)2021年中國大陸裝機(jī)容量將超過日本，排在第五位的是北美（12.6%），第六位是歐洲（5.7%）。
IC Insights認(rèn)為，在預(yù)測期內(nèi)（2020-2025年），北美的產(chǎn)能份額預(yù)計(jì)將下降，因?yàn)樵摰貐^(qū)的大型無晶圓廠供應(yīng)商行業(yè)繼續(xù)依賴代工廠，主要是臺灣地區(qū)的代工廠，預(yù)計(jì)歐洲的產(chǎn)能份額也將繼續(xù)緩慢萎縮。
而中國大陸情況正相反，IC Insights認(rèn)為這里將是唯一一個在2020至2025年期間份額增加的地區(qū)（3.7個百分點(diǎn)）。雖然中國大陸主導(dǎo)的大型新DRAM和NAND晶圓廠的推出預(yù)期有所減弱，但未來幾年，總部設(shè)在其他國家的IC制造商將有大量晶圓產(chǎn)能帶入中國，同時，中國本土企業(yè)也在不斷拓展晶圓產(chǎn)能。
雖然這份數(shù)據(jù)只是2020年12月各地區(qū)晶圓產(chǎn)能的數(shù)據(jù)，但其充分體現(xiàn)了近幾年全球晶圓產(chǎn)能的分布和變化情況：中國臺灣、韓國和日本是傳統(tǒng)三強(qiáng)地區(qū)，而排在第四的中國大陸成為了后起之秀，上升勢頭最為強(qiáng)勁，雖然趕超日本不成問題，但在短期內(nèi)還無法撼動臺灣地區(qū)和韓國的領(lǐng)先地位。而排在第五、第六的北美和歐洲，并沒有任由中國大陸不斷擴(kuò)大市場份額，特別是近一年以來，動作頻頻，新建晶圓產(chǎn)能的計(jì)劃和勢頭可與中國大陸匹敵。
北美明確先進(jìn)制程方向
近兩年，美國一直在爭取先進(jìn)制程晶圓廠在本土落地，目標(biāo)企業(yè)涵蓋當(dāng)今三大廠商臺積電、三星和英特爾。
臺積電在美國的5nm制程晶圓廠正在籌備之中，需要的資金約為120億美元，進(jìn)展速度在很大程度上取決于美國政府補(bǔ)貼資金的到位情況，不久前，美國政府簽發(fā)了520美元的發(fā)展本土芯片產(chǎn)業(yè)，特別是制造業(yè)的預(yù)算案，目前，各方都在關(guān)注其落實(shí)情況，因?yàn)檫@將在很大程度上決定臺積電和三星這兩家非美國企業(yè)在美國投資建廠的熱情。
臺積電宣布在美國建廠之后，作為其最大競爭者的三星也不甘人后，也計(jì)劃在美國擴(kuò)建5nm制程晶圓廠，但具體選址和建設(shè)時間還沒有公布。
隨著英特爾新任CEO上任，點(diǎn)燃了該公司大規(guī)模擴(kuò)建晶圓廠的熱情，特別是在美國本土，由于其要大力發(fā)展晶圓代工業(yè)務(wù)，所以決定投資200億美元在亞利桑那州新建兩座晶圓廠，計(jì)劃于2024年投入生產(chǎn)，新晶圓廠將采用先進(jìn)制程工藝技術(shù)。增加的工廠將在該公司的Ocotillo園區(qū)（亞利桑那州，錢德勒），這樣，他們在當(dāng)?shù)氐墓S數(shù)量將從4個增加到6個。
目前來看，無論是美國政府，還是三大廠商，在本地建設(shè)先進(jìn)制程晶圓廠的目標(biāo)比較明確和統(tǒng)一。而歐洲的情況則有所不同。
歐洲思想尚未統(tǒng)一
近一年來，歐盟在本地區(qū)大規(guī)模興建先進(jìn)制程晶圓廠方面投入了大量精力，不僅一直在游說本地區(qū)的IDM大廠，如英飛凌、ST和NXP等，還積極爭取域外的臺積電和英特爾在歐洲投資建廠，以改變其在全球各地區(qū)晶圓產(chǎn)能占比嚴(yán)重落后的局面。但意見一致難以統(tǒng)一，特別是對于老牌的英飛凌、ST和NXP來說，他們更擅長成熟和特殊制程工藝，對7nm、5nm等先進(jìn)制程晶圓廠的建設(shè)并不像亞洲大廠那么積極，而臺積電似乎對于在歐洲新建晶圓廠的熱情也不高，相對而言，躊躇滿志的美國廠商英特爾和格芯（Globalfoundries），對于在歐洲擴(kuò)充晶圓產(chǎn)能表現(xiàn)出了較為濃厚的興趣。
本周，歐盟工業(yè)策略專委Thierry Breton表示，歐盟計(jì)劃在未來10 年內(nèi)，將芯片產(chǎn)量在全球的占比提高至20%，同時，歐盟還表示未來計(jì)劃攻克2nm制程工藝。同日，英特爾宣布計(jì)劃投資200億美元，在歐洲建設(shè)新的晶圓廠，并在多個歐盟成員國同時進(jìn)行投資。該公司表示希望能夠獲得歐盟更多資金和政策支持，還希望歐盟能夠提供一塊周邊基礎(chǔ)設(shè)施完備、占地超過4平方公里的土地，以便建設(shè)8座晶圓廠。
歐洲的半導(dǎo)體制造業(yè)主要集中在德國和法國，而德國又是重中之重。本月初，德國經(jīng)濟(jì)部長彼得？奧爾特邁爾（Peter Altmaier）表示，已經(jīng)撥出50億歐元（59億美元）的政府資金，用于歐盟支持的晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上，國家支持可能會增加一倍，達(dá)到100億歐元。阿爾特邁爾說，“來自德國境外的投資者對政府這一舉動很感興趣”。
今年2月，奧爾特邁爾表示，他正在與法國和歐盟委員會的反對者交談，國家援助可以根據(jù)歐洲共同利益重要項(xiàng)目（IPCEI）提供。歐盟認(rèn)為，歐洲需要安全的供應(yīng)鏈和強(qiáng)大的、基礎(chǔ)廣泛的微電子產(chǎn)業(yè)，希望各方加大資源投入，這其中也包括臺積電。
英飛凌和德累斯頓的格芯都對這項(xiàng)倡議表示歡迎，不過，這兩家企業(yè)并不擅長先進(jìn)制程工藝芯片的研發(fā)和生產(chǎn)，而是專注于功率半導(dǎo)體的特殊工藝產(chǎn)品。
之前，格芯已經(jīng)根據(jù)IPCEI第二版申請了微電子項(xiàng)目的資金，希望從2024年起擴(kuò)大其本地生產(chǎn)能力。格芯首席執(zhí)行官湯姆·考菲爾德（Caulfiled）表示，該公司將在未來兩年內(nèi)在德累斯頓投資10億美元，以達(dá)到目前晶圓廠的最大生產(chǎn)能力。制程工藝方面，涵蓋從55nm到22nm的FDSOI等。
阿爾特邁爾認(rèn)為，不止格芯、博世和英飛凌都從第一個IPCEI中受益了，這反過來又使德國受益。
格芯已申請根據(jù)IPCEI-2提供資金，IPCEI-2的初步批準(zhǔn)可能在今年晚些時候獲得，最終批準(zhǔn)于2022年。
英特爾方面，據(jù)報(bào)道，該公司正與德國巴伐利亞州就慕尼黑附近可能建立一家晶圓廠進(jìn)行談判。巴伐利亞州已提議在慕尼黑以西，彭辛-蘭德斯貝格的一個廢棄空軍基地，作為該工廠的可能地點(diǎn)。
在先進(jìn)制程方面，雖然歐盟已討論組建包括英飛凌、NXP和ST在內(nèi)的半導(dǎo)體聯(lián)盟，以減少對域外芯片制造商的依賴，但這些參與者似乎對制造7nm、5nm等最先進(jìn)制程芯片都不感興趣。
近期，英飛凌CEO賴因哈德·普洛斯（Reinhard Ploss）對之前布魯塞爾設(shè)定的建造最先進(jìn)的2nm工廠的目標(biāo)表示質(zhì)疑，他說：“如果決定在歐洲建立一家2nm工廠，我會質(zhì)疑客戶應(yīng)該是誰。移動電話公司？歐洲已經(jīng)沒有那么多人了。電腦制造商？我們可以在這里使用計(jì)算機(jī)，但我們不會生產(chǎn)最先進(jìn)制程芯片。”
普洛斯認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)政策應(yīng)該側(cè)重于發(fā)揮歐洲半導(dǎo)體制造業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢。
面對這樣的分歧，歐盟似乎只有求助于域外的英特爾、三星和臺積電來構(gòu)建最先進(jìn)制程晶圓廠了。但具體進(jìn)展還有待觀察，特別是臺積電的態(tài)度，在某種程度上比英特爾更重要。之前，臺積電對于在歐洲和日本建造晶圓廠的態(tài)度并不積極。
不過，近些天，臺積電的態(tài)度似乎有所變化。有臺灣地區(qū)媒體報(bào)道稱，臺積電可能會改變政策，同意在德國和日本新建晶圓廠。據(jù)悉，新工廠將設(shè)在德國德累斯頓和日本熊本區(qū)。報(bào)道稱，在這兩個地區(qū)，臺積電已與地方當(dāng)局達(dá)成協(xié)議，并正在與當(dāng)?shù)乜蛻暨M(jìn)行談判。據(jù)悉，在德國，新工廠將生產(chǎn)16nm/12nm的芯片，重點(diǎn)滿足歐洲車用芯片的需求，代工客戶包括NXP、英飛凌等。
對于該報(bào)道，臺積電未予置評。
一向平靜，甚至有些呆板的歐洲芯片制造業(yè)，在相對短的時間內(nèi)受到了多方關(guān)注，并開始對先進(jìn)制程感興趣，同時又存在著分歧，未來或許會看點(diǎn)多多。
中國大陸晶圓廠建設(shè)如火如荼
從增量角度看，在全球所有地區(qū)中，中國大陸的晶圓廠發(fā)展速度是最快的，這一點(diǎn)，前文IC Insights的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)說明了。
進(jìn)入2021年以來，本土以及臺灣地區(qū)多家廠商都在中國大陸新建了12英寸晶圓廠，此外，臺積電計(jì)劃擴(kuò)充大陸晶圓廠28nm制程芯片產(chǎn)能，聯(lián)電也在加大在大陸地區(qū)幾家晶圓廠的投資力度，以滿足不斷增長的成熟制程芯片需求。
即使是在疫情肆虐的2020年，中國大陸地區(qū)的晶圓廠建設(shè)腳步也沒有停歇。2020上半年，在加快推進(jìn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)的同時，中國大陸各地相繼公布一批重大半導(dǎo)體項(xiàng)目開工，14個省份合計(jì)公布超過40個半導(dǎo)體項(xiàng)目，涉及興森科技、中芯國際、順絡(luò)電子、精測電子、長電科技、大富科技等。
作為半導(dǎo)體重鎮(zhèn)，上海公布的2020年重大建設(shè)項(xiàng)目清單中，在集成電路方面，包括華力微電子12英寸先進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè)、中芯國際12英寸芯片SN1項(xiàng)目、積塔半導(dǎo)體特色制程項(xiàng)目等已在建；半導(dǎo)體材料、裝備領(lǐng)域的在建項(xiàng)目，有超硅半導(dǎo)體12英寸集成電路硅片全自動智能化生產(chǎn)線項(xiàng)目、精測半導(dǎo)體全球研發(fā)總部和裝備制造基地。
在張江科學(xué)城舉行的重點(diǎn)項(xiàng)目集中簽約中，還包括聚辰股份總部、上海華嶺高端集成電路測試平臺等項(xiàng)目。嘉興有6個項(xiàng)目涉及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，包括氮化鎵射頻與功率器件生產(chǎn)基地項(xiàng)目、新建年產(chǎn)IGBT功率器件200萬件項(xiàng)目、新華三集團(tuán)（H3C）電子信息產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目、5G通信用核心射頻元器件擴(kuò)能項(xiàng)目等。
另外，合肥市宣布的重大項(xiàng)目之一是協(xié)鑫集成再生晶圓制造，蘇州宣布華興源創(chuàng)平板檢測設(shè)備擴(kuò)產(chǎn)能及半導(dǎo)體測試設(shè)備生產(chǎn)項(xiàng)目等4個項(xiàng)目，浙江開工重大項(xiàng)目中有金華浙江龍芯智能產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目等。
除了本土企業(yè)之外，越來越多的國際大廠將新晶圓廠項(xiàng)目設(shè)在中國，最具代表性的企業(yè)就是三星，作為全球第二大半導(dǎo)體企業(yè)，近些年，三星在中國大陸的晶圓廠建設(shè)方面不遺余力，關(guān)注度越來越高。
近期，三星位于中國西安的第二座晶圓廠全面投產(chǎn)。
此前，三星決定投資150億美元在其位于中國西安的工廠，這是該公司唯一的海外存儲器生產(chǎn)基地。2017年8月一期投資70億美元后，2019年二期投資80億美元，一期投資建成的一條生產(chǎn)線已于2020年3月開始投產(chǎn)。
三星西安園區(qū)由一廠和二廠組成，二期投資完成后，二廠的NAND閃存產(chǎn)能將達(dá)到每月13萬片晶圓。第一工廠的產(chǎn)能為每月120,000片晶圓。每月 25 萬片晶圓的總產(chǎn)量約為三星2020年NAND閃存產(chǎn)量的一半。
結(jié)語
全球晶圓廠建設(shè)處于歷史爆發(fā)時期，綜合已有容量和增量，未來，中國臺灣和韓國依然是最具實(shí)力的地區(qū)，日本則不溫不火。而目前排在后三位的中國大陸、北美和歐洲，似乎看點(diǎn)更多，增長愿望更強(qiáng)烈，有望成為未來晶圓廠建設(shè)的三個焦點(diǎn)地區(qū)。
