回顾2021年晶圆代工扩产风潮

2021-12-27 12:53:04 来源:科技新报(台)
回顾2021 年半导体制造产业的大事,芯片荒跟扩产这两件事情如果是第二,则应该没有事情敢说第一。因为在芯片荒的方面,其严重性不但冲击了全球各个产业,从汽车到消费性电子产品,甚至到头来连生产芯片半导体设备自己都受到了影响。

 

 

芯片荒造成各产业严重冲击,也带动半导体全面扩产

就因为自2020年下半年以来的全球芯片荒情况,严重的冲击的各产业的供应状况。尤其是汽车产业,根据顾问公司AlixPartners日前的市场分析报告显示,芯片短缺的问题预计将使全球汽车产业在2021 年减少770 万辆的汽车出货,损失金额高达2,100 亿美元。因此,为了不使这样的情况持续恶化下去,各半导体制造商扩产的动作,也自2021 年年开年以来始终不曾断过。而就整体市场需求来看,根据市场研究调查机构《ICInsights》先前出具告指出,由于全球市场对芯片的强劲需求,带动2021 年整体芯片销售金额达5,020 亿美元,较2020 年增加24%,除了创下历史新高,也首度突破5,000 亿美元大关。

 

 

《ICInsights》进一步强调,2021 年芯片市况相当罕见,从WSTS(世界半导体贸易统计协会) 统计的33 个主要芯片类别来看,其中有32 个预计2021 年销售金额都将成长,更有29 个类别会出现1 成以上的显著成长情况。因此,尽管年中芯片产能已经恢复正常水平。不过,因为疫情下远距教学与居家办公需求的大幅成长,带动智能手机、电脑、电视、汽车与其他终端产品需求续强,整体芯片仍处于供不应求的情况,使得缺货情况预期持续到2022 年。

 

 

芯片市场除了2021年显著成长外,接下来2022/2023 年更受惠于包括5GAI、AR/VR 与深度学习等新兴应用兴起,将再度推动手机、数据中心、云端、汽车及工控市场需求,届时全球IC 销售金额将首度突破6,000 亿美元,而且使得2020 年到2025 年之间的复合成长率(CAGR) 达到10.7%。而就是因为要应付这些庞大的芯片市场需求,所以根据SEMI 国际半导体产业协会的统计,2021 年晶圆厂设备总销售金额将落在800 至900 亿美元之间,年成长约达到23%~38%,金额将创下新高,这显示半导体制造业者回应着市场对晶圆产能的殷切需求,厂商们也积极投入大量经费进行扩产。

8 / 12 吋晶圆厂大幅扩建

而就在2021 年各半导体制造厂商积极投入大量经费扩产的情况下,SEMI 预估,随着许多新的8 吋和12吋晶圆厂将在2020 年至2024 年期将陆续进入量产的情况下,从全球半导体制造商的所有公告的资讯进行统计,截至2021 年9 月份为止,从现在到2024年,将会有25 座8 吋晶圆厂投入量产。而在这25 座8 吋晶圆厂当中,其中有5 座位于美洲,1 座位于欧洲/中东,19 座位于亚洲(其包括中国大陆14 座、日本3 座和中国台湾2 座)。因此,从2020 年到2024 年,全球8吋厂的晶圆总产能预计将成长18%。

 

 

而除了8 吋晶圆厂之外,在目前主要供应全球芯片制造需求的12 吋晶圆厂部分,SEMI 也表示,自2020年开始到2024 年为止,统计将有60 座12 吋晶圆厂新建或扩建。在这60 座12吋晶圆厂当中,为在美洲的有6 座、欧洲/中东的有10 座、亚洲则达到44 座之多(包括中国大陆的15 座、日本5 座、韩国8 座、新加坡1 座,以及中国台湾的15 座等。) 这些12 吋厂在陆续投入量产之后,预计12 吋晶圆的总产能将在2020 年到2024年间成长达48%。而一旦全球包括8 吋及12 吋晶圆厂的产能都能在2024 年之后透入量产,SEMI 预估全球半导体产业到2030 年的产值将突破1 万亿美元。

 

 

《ICINSIGHTS》最新研究报告指出,估计2021 年全球半导体资本支出将达创纪录的1,520 亿美元,约三分之一来自晶圆代工企业资本支出金额,包括3 / 5 / 7 纳米新晶圆厂与设备支出,显示对晶圆代工商业模式日渐依赖程度。整体来说,2021 年全球半导体资本支出将较2020 年大幅成长34%,达1,520 亿美元,也是2017年创下成长41% 以来最大幅度。而各晶圆代工企业的资本支出达35%是最大部分,这也使得晶圆代工自2014 年以来,持续蝉联全球半导体产业资本资出最高王座。而主要原因则是在于IC 设计产业对晶圆代工先进制程需求日渐增加,晶圆代工企业不得不加码先进制程资本支出。

台积电扩产牵动全球半导体产业发展

而就在谈及晶圆代工企业的近期扩产行动中,其龙头台积电的一举一动莫不牵动整体市场的变化,使得各界都积极关注。台积电自2020 年宣布,将斥资120 亿美元的资金,于美国亚利桑那州兴建5 纳米制程的12 吋晶圆厂,并在2024年完工,将有月产能2 万片的规模之后,2021 年的5 月,台积电就在法说会上表示,因应芯片供应吃紧,加上持续发展先进制程的需要,计划3 年内投入1,000 亿美元资本支出,用于晶圆产能扩产与技术发展。其中,2021 年台积电的资本支出由原本250 亿至280 亿美元提升到300 亿美元。而在这300 亿元的资本支出中,预计80% 用于先进制程,10% 用于更先进制程,以及10% 特殊制程。

2021 年11 月,传闻已久的日本设厂计划也正式拍板定案。台积电宣布,携手日本SONY 半导体,将在日本九州熊本市合资设立子公司Japan AdvancedSemiconductor Manufacturing(JASM),并自2022 年开始兴建12 吋晶圆厂,预计该晶圆厂在2024 年底前完工,届时将采用22 纳米及28 纳米制程来提供专业积体电路制造服务,产能约达到4.5 万片,初期预估资本支出约70 亿美元。其中,除了SONY 半导体计划投资约5 亿美元,并取得JASM 不超过20%的股权之外,该计划也将获日本政府的承诺支持。

而就在宣布日本设厂计划的同一天,台积电也证实,为因应市场需求,已决议将于高雄设立生产7 纳米及28 纳米制程的晶圆厂,预计于2022年开始动工,并于2024 年开始量产。而其高雄厂厂址,台积电也确认将设在中油高雄炼油厂旧址。至于,投资金额,董事会于11 月9 日核准的90.3644 亿美元资本预算(约新台币2,394.65亿元) 当中,就包含高雄厂设厂的费用。

除了新建晶圆厂扩产,台积电也针对既有的产能进行扩产的动作。其中,在中国南京厂的部分,目前已逐步扩产达到16 纳米制程月产能2.5 万片的规模。另外,台积电也规划将采用28 纳米制程来进一步扩大在当地业务,以支援客户迫切的需求。预计自于2022 年下半年开始量产,并在2023 年年中将中国南京厂的月产能,由目前的2.5 万片,提升至4 万片的规模。而在南科,有市场消息表示,台积电也将在此扩产当前是厂供不应求28 纳米制程。也就是计划在南科晶圆14 厂扩建中的P8 厂区进行28 纳米制程扩产,预计2022 年下半年将可装机,并展开量产事宜。

三星挑战龙头积极扩产布局

面对台积电的全球布局,积极扩产动作,目前在晶圆代工市场中排名第二的韩国三星也不甘示弱,准备大笔银弹准备投资,企图拉近与台积电的差距。事实上,三星在2019 年就宣布将投资133 万亿韩元的资金,用于发展非存储器的系统半导体,期望能在2030 年登上该产业类型的龙头宝座。2021 年5 月,三星再加码38 万亿韩元,使得总投资金额达到171 万亿韩元,并在2021年10 月28 日宣布,预计在2026 年前将晶圆代工产能提高到目前三倍,使得市场预期,届时三星的晶圆代工客户将可以一举突破300 家。

而三星扩产的重头戏,就是在美国设置第二座晶圆厂一事。而这消息几经波折,终于在三星集团副会长李在镕于11 月访美时间敲定将落脚德州泰勒市,斥资170 亿美元的金额兴建以5 纳米先进制程为主的12 吋晶圆厂。预计将于2022 年动工,2024 年完工投产,目标锁定苹果、高通、英伟达、AMD等美系芯片设计业者,与台积电在亚历桑纳州的5 纳米12 吋晶圆厂互别苗头。

而除了在海外新建晶圆厂之外,三星晶圆代工业务在韩国境内的发展也没有稍作停歇。为因应高效能运算与5G 芯片的客户需求,三星旗下的平泽新扩建采用极紫外光光刻机(EUV) 的5 纳米厂,在2021 年6 月已经开出新产能,而且该厂区并力拼4 纳米与3 纳米开始展开风险试产的动作。至于,已经率先生产5 纳米制程的华城厂,因为先前有韩国媒体曾经报导,其5 纳米制程良率低于50% 的情况。因此,市场预估目前三星正在努力提升良率之中,借以进一步提高产能。

 

 

联电专注成熟制程,携手客户扩张产能

至于,国内晶圆双雄之一的联电,虽然先前已经暂缓先进制程的研发,专注于成熟制程的领域。但随着疫情期间全球芯片荒的情况,不但让联电的营收大幅提升,也使得联电晶圆产能供应吃紧。在此情况之下,使得向来对扩产态度保守的联电,也不得不宣布加入扩产的行列。联电12 月15 日宣布,董事会通过资本支出新台币762.73 亿元,预计将以采购设备为主,包括进行南科Fab 12A 的P5 及P6 厂区的扩产。

联电对此表示,本次资本预算执行案,主要供产能建置需求,投资时间将依各资本支出预算案计划而定。联电2021 年资本支出达23 亿美元,2022年预期将上看30 亿美元,投资重心为扩建南科Fab 12A 厂P5 及P6 厂区的28 及22 纳米产能。其中在Fab 12A 厂P6厂区方面,先前联电宣布,已与多家客户合作已与先收取产能订金的方式进行扩产。而P6 厂区产能扩建将于2022 年开始动工,2023 年第2 季量产,规划产能为每月2.75 万片,总投资金额约新台币1,000 亿元。联电也估计,未来3 年在南科总投资金额将达到约新台币1,500 亿元。

除了在台湾岛内扩厂,联电在中国也同步启动扩产计划。在苏州和舰8 吋晶圆厂部分,预计到2022 年第3季月产能增加1 万片,增加幅度达到13%。至于,厦门联芯的12 吋晶圆厂方面,产能则已达第一阶段满载2.75 万片规模,目前将以提升一厂营运效率为主。

英特尔重返晶圆代工市场,格罗方德、中芯国际、力积电各有盘算

处理器龙头英特尔在2021 年由新任执行长Pat Gelsinger 宣布其IDM 2.0 计划之后,随即正式重返晶圆代工市场。根据英特尔的计划,预计将斥资200 亿美元在美国亚利桑那州新建2 座晶圆厂。而目前已正式动工,预自计2024 年开始量产7 纳米或更先进芯片,并设立代工服务部门,为其他半导体厂代工制造芯片。除此之外,PatGelsinger 先前在接受德国《法兰克福广讯报》(Frankfurter Allgemeine)访问时也表示,英特尔计划在欧洲投资新的晶圆产能,第一阶段将先建2 座晶圆厂,之后持续增建,最后一共将盖8 座,总投资金额800 亿欧元(约新台币2.6 兆元),年底决定设厂地点,2022 年开始动工。

晶圆代工市场市占率仅次台积电、三星、联电,排名第四的格罗方德,日前也宣布因应当前晶圆产能供不应求的情况,预计将投入超过60 亿美元的金额为全球客户增加产能,有40 亿美元将投放新加坡厂,扩产12 吋晶圆厂制程,每年预计将增加45 万片的产能。另外,20 亿元将分别投入于美国和德国厂。其中,在美国预计基于现有晶圆厂扩产,以年增15 万片晶圆为主,后续有计划在此地新增一座晶圆厂。

中国大陆最大半导体制造业者中芯国际,虽然当前遭到美国政府的制裁,但为了因应中国境内客户的需求成长,日前也提出相关的扩产计划。中芯国际的主要扩产在于上海临港自贸区规划兴建12 吋28 纳米制程晶圆厂,计划投资金额为88.7 亿美元,最高月产能将达到10 万片。此外,也将于深圳市坪山区同样兴建12 吋28 纳米制程晶圆厂,锁定驱动芯片电源管理芯片等产品,规划月产能为4 万片。其他部分也继续扩产12 吋晶圆1万片和8 吋晶圆4.8 万片的月产能,该部分产能也将于2022 年开出。总计包括深圳、上海两地的所有扩产计划,将斥资112.2 亿美元的资金。

台湾地区重新回归资本市场的力积电,从力晶转型为晶圆代工企业后,整合力晶12 吋晶圆厂与巨晶8 吋晶圆厂,总计2座8 吋晶圆厂,月产能共约11 万片,3 座12 吋晶圆厂,月产约11 万片。董事长黄崇仁指出,汽车电子将取代一般PC、智能手机,成为半导体芯片重大需求下,力积电都与客户签好长约,2022 年产能全满,必须投资兴建铜锣新厂,总投资达新台币2,780 亿元,总产能预计达每月10 万片,自2023 年起分期投产。

  1. EETOP 官方微信

  2. 创芯大讲堂 在线教育

  3. 创芯老字号 半导体快讯

相关文章

全部评论

  • 最新资讯
  • 最热资讯
@2003-2024 EETOP
×