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高潮迭起的晶圆厂
发布日期：2021-09-07
浏览次数：1234 作者：网络
近几天，三星、中芯国际和德州仪器（TI）接连爆出新建晶圆厂的重磅消息，又掀起了一波全球芯片产能扩充的小高潮。从这些龙头企业的布局来看，美国和中国大陆的晶圆厂建设规模越来越凸出，与此同时，韩国、日本、东南亚也在跟进，而欧洲在新建晶圆厂方面似乎跟不上节奏，也正是因为如此，它们在想办法赶上这股热潮。因此，“疯狂”的新建晶圆厂计划和行动开始在全球范围内上演。
最近两年，全球范围内，想在本土大规模新建晶圆厂的地区中，美国是最为急不可待的，主要原因是还上多年在芯片制造业欠下的“债”。为此，美国给多家龙头企业开出了多种优厚条件，以争取先进晶圆厂的落地。本周，据国外媒体报道，美国德克萨斯州泰勒市已被确定为三星新晶圆代工厂所在地。不过，三星否认了这一报道。今年 2 月，德克萨斯州的大雪导致三星奥斯汀工厂因停电停产，导致财务损失，三星需要探索奥斯汀以外的新地方以对冲基础设施相关风险，预计投资170亿美元新建晶圆厂。今年 6 月，三星要求泰勒市在未来 10 年提供 3.14 亿美元的税收优惠，包括财产税价值限制，该优惠得到了泰勒市的批准。一位三星官员表示：“关于三星新晶圆厂的选址，我们正在审查美国不同州城市提交的激励计划和其他形式的行政支持等细节。” 尽管该公司官方否认，但据报道，泰勒市和三星电子正在举行会议，讨论支持三星奥斯汀半导体选择该市作为新工厂选址的措施的程序步骤。虽然三星强调这次会议并不一定意味着它已经与该市就新工厂达成协议，但投资者和市场观察人士推测，该公司即将决定将泰勒定为新厂地址。据悉，该市距离奥斯汀 60 公里，三星在那里经营着大量的代工芯片设施。三星的这一计划，可以说是与台积电针锋相对的，因为后者已经开始筹备在美国新建5nm制程晶圆厂，相关设备将从台湾地区装箱运往美国。台积电在美国的5nm制程晶圆厂需要的资金约为120亿美元，进展速度在很大程度上取决于美国政府补贴资金的到位情况，不久前，美国政府签发了520美元的发展本土芯片产业，特别是制造业的预算案，目前，各方都在关注其落实情况，因为这将在很大程度上决定台积电和三星这两家非美国企业在美国投资建厂的热情。美国本土大厂也在积极拓展晶圆厂，例如德州仪器。上周，该公司宣布，正在考虑在Sherman 建立一个新的芯片工厂。不过，TI 公司发言人表示，Sherman是正在考虑的可能选址之一，这是一个数十亿美元的项目。该公司正在考虑将一家工厂扩大到四家。德州仪器正在投资新产能，因为它受益于全球对芯片的需求激增。这家芯片制造商表示，第二季度销售额增长了40%以上。TI 已经在理查森建造了一家工厂，该工厂将于明年下半年投入运营。今年6月，该公司表示已签署协议，以 9 亿美元收购美光科技在犹他州Lehi的12英寸半导体工厂。随着英特尔新任CEO上任，点燃了该公司大规模扩建晶圆厂的热情，特别是在美国本土，由于其要大力发展晶圆代工业务，所以决定投资200亿美元在亚利桑那州新建两座晶圆厂，计划于2024年投入生产，新晶圆厂将采用先进制程工艺技术。增加的工厂将在该公司的Ocotillo园区（亚利桑那州，钱德勒），这样，他们在当地的工厂数量将从4个增加到6个。
上周，来自中芯国际的一则消息吸引了整个业界的眼球，该公司宣布于2021年9月2日和中国（上海）自由贸易试验区临港新片区管理委员会签署了合作框架协议，共同成立合资公司，规划建设产能为10万片╱月的12英寸晶圆代工生产线项目，聚焦于提供28nm及以上技术节点的晶圆厂。该项目计划投资约88.7亿美元。而在今年的3月17日，中芯国际公告称，公司和深圳政府（透过深圳重投集团）拟以建议出资的方式经由中芯深圳进行项目发展和营运。依照计划，中芯深圳将开展项目的发展和营运，重点生产28nm及以上的集成电路并提供技术服务，旨在实现最终每月约40,000片12英寸晶圆的产能。预期将于2022年开始生产。中芯国际还于2020年8月在北京成立了一家合资公司，专注于28nm，投资76亿美元。实际上，不只是中芯国际，在最近一年多时间内，包括大陆本土企业，以及台湾地区、国外企业纷纷在大陆新建晶圆厂。2020年8月，中国第一座12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目正式签约落户上海临港新片区。该项目是闻泰科技半导体业务实现100亿美元战略目标的第一步。2021年1月初，闻泰科技全资子公司安世半导体面对激增的半导体材料需求，宣布扩建位于上海临港的12英寸晶圆厂，将于2022年7月投产，产能预计将达到每年40万片。作为半导体重镇，上海公布的2020年重大建设项目清单中，在集成电路方面，包括华力微电子12英寸晶圆先进生产线建设，中芯国际12英寸晶圆SN1项目，积塔半导体特色制程项目等已在建。另外，在张江科学城举行的重点项目集中签约中，还包括聚辰股份总部、上海华岭高端集成电路测试平台等项目。格科半导体在上海新建12英寸晶圆特色工艺线项目，总投资约155亿元，预计2024年竣工，将建设一座月产6万片的芯片厂，建造12英寸晶圆CMOS图像传感芯片特殊工艺制造生产线（包含CMOS图像传感芯片的BSI和OCF两大特色工艺）。联电于2020年2月宣布的厦门工厂二期项目总投资为35亿元；Tower宣布于2020年建造一座12英寸晶圆代工厂；在广州，Can Semi项目的第二阶段（12英寸65-90 nm模拟IC）计划投资65亿元；YMTC项目的第二阶段扩建工作于2020年6月开始，建成后，每月可增加20万片晶圆的产量。三星在中国的投资力度也很大，主要表现在西安的存储器厂。之前，三星决定向其西安工厂投资150亿美元，这是该公司唯一的海外存储器生产基地。2017年8月一期投资70亿美元后，2019年二期投资80亿美元，一期投资建成的一条生产线已于2020年3月开始投产。近期，第二家工厂也将投产，且三期工程也在投资规划当中。三星西安厂二期投资完成后，二厂的NAND闪存产能将达到每月13万片晶圆。第一工厂的产能为每月120,000片。每月 25 万片晶圆的总产量约为三星2020 年NAND 闪存产量的一半。3月下旬，力积电举行了铜锣12英寸晶圆厂动土典礼，总投资额达新台币2780亿元，总产能每月10万片，将从2023年起分期投产，满载年产值超过600亿元。南亚科将斥资3000亿元新台币，在台湾地区新北市泰山南林科技园区投资兴建12英寸先进晶圆新厂。南亚科董事长吴嘉昭表示，该12英寸先进晶圆新厂最快将于今年底动工，2023年完工试产。此座厂房将采用南亚科技自主研发的10nm级制程技术生产DRAM芯片，并规划建置EUV生产技术，月产能约为45000片晶圆。南亚科进一步指出，预估此先进晶圆厂以7年分三阶段投资，计划于2021年底动工，2023年底完工，2024年开始第一阶段量产。3月中旬，华邦电子董事会决议通过了12英寸晶圆厂资本支出预算案，核准资本预算约新台币131亿2,700万元。该资本支出预算案主要用于高雄新厂，于2021年3月起陆续投资，并于2022年试营运。高雄厂作为华邦第二座12英寸晶圆厂，期望能以充沛产能满足客户的多样需求.。
三星曾宣布在未来10年，将投资约1170亿美元用于晶圆厂的扩建，包括在韩国京畿道平泽市建造一座全新的晶圆厂。不过随着形势的变化，以及韩国政府的扶持和推动，三星表示到2030年，其投资总额由1170亿美元提高到1515亿美元。此外，SK海力士也承诺斥资970亿美元扩建现有设备，并计划斥资1060亿美元建设新厂。据悉，三星平泽新产线将配备最新的P3设施，将采用EUV光刻技术生产14nm DRAM和5nm逻辑芯片。相比于三星，SK海力士在逻辑芯片制造领域较为落后，其非内存产品和代工业务收入仅占总营收的2%。因此，SK海力士将首先投资8英寸晶圆代工业务。另外，3月份韩国SK集团的并购专家被正式任命为SK海力士的联合首席执行官。因为该并购专家曾参与了SK海力士对日本铠侠和英特尔NAND业务的两次收购，有业内人士预计，SK海力士未来可能会通过并购扩大非内存业务。与此同时，SK海力士还计划在首尔以南的龙仁市再建设4个晶圆厂，第一座预计于2024年开工，最早可能在2025年实现生产。
近些年，日本新建晶圆厂的步伐越来越慢，即使是当下芯片缺货，其本土厂商也鲜有新晶圆厂项目出现。不过，与美国类似，日本很希望台积电去建厂，以带动起本土的先进制程产业发展。7月，相关报道显示，台积电规划将在日本建立一座晶圆厂，目前正在进行相关调查。台积电董事长刘德音表示，目前在日本建立晶圆厂的计划，现阶段还没有做出最终决定，而最终结果将取决于客户需求。针对台积电可能在日本九州熊本县设立晶圆厂的消息，知情人士表示，因为台积电是日本索尼及其他厂商的芯片代工厂，所以在熊本县当地靠近索尼等工厂附近建晶圆厂，有助于供应链的建立，以满足市场对图像传感器、汽车微控制器、以及其它芯片日益成长的需求。而建立工厂的初步计划是，建造一座12英寸晶圆厂，制程方面包括28nm和16nm。
东南亚地区的晶圆厂主要集中在新加披，其它地区，如马来西亚和菲律宾，主要负责芯片的封测。不久前，近两年少有新建晶圆厂新闻的格芯（GlobalFoundries）发布了一则引人注目的消息，该公司将于新加坡厂区设立新厂，扩张其全球生产布局。透过与新加坡经济发展局合作，以及相关客户的共同投资下，格芯将这项新加坡扩产计划投入40亿美元。目前，厂房正在建设中，预计于2023年启用。6月22日，格芯公司的首席执行官汤姆·嘉菲尔德在新工厂的虚拟奠基仪式上说：“格芯正在通过加快世界各地的投资布局来应对全球半导体短缺带来的挑战。”这家晶圆厂计划于2023年投产，将主要服务于“汽车、5G移动和安全设备”行业。
欧洲的半导体制造业主要集中在德国和法国。上周，德国经济部长彼得·阿尔特迈尔 (Peter Altmaier) 希望大幅扩大德国重要芯片的生产，以获得更多的技术主导权并减少依赖。目标是到2030 年，欧洲在全球芯片生产中的市场份额将翻一番，达到 20%。Altmaier 会见了来自微电子行业约 50 家公司的代表，据悉，许多公司都想投资。Altmaier称，迄今为止，联邦政府已在预算中为此计划了大约 30 亿欧元的资金，如有必要，这笔款项也可能增加到百亿欧元。近一年来，欧盟在本地区大规模兴建先进制程晶圆厂方面投入了大量精力，不仅一直在游说本地区的IDM大厂，如英飞凌、ST和NXP等，还积极争取域外的台积电和英特尔在欧洲投资建厂，以改变其在全球各地区晶圆产能占比严重落后的局面。但意见一致难以统一，特别是对于老牌的英飞凌、ST和NXP来说，他们更擅长成熟和特殊制程工艺，对7nm、5nm等先进制程晶圆厂的建设并不像亚洲大厂那么积极，而台积电似乎对于在欧洲新建晶圆厂的热情也不高，相对而言，美国的英特尔和格芯对于在欧洲扩充晶圆产能表现出了较为浓厚的兴趣。英特尔宣布计划投资200亿美元，在欧洲建设新的晶圆厂，并在多个欧盟成员国同时进行投资。该公司表示希望能够获得欧盟更多资金和政策支持，还希望欧盟能够提供一块周边基础设施完备、占地超过4平方公里的土地，以便建设8座晶圆厂。英特尔与德国巴伐利亚州就慕尼黑附近可能建立一家晶圆厂进行谈判。巴伐利亚州已提议在慕尼黑以西，彭辛-兰德斯贝格的一个废弃空军基地，作为该工厂的可能地点。格芯已经根据欧洲共同利益重要项目（IPCEI）第二版申请了微电子项目的资金，希望从2024年起扩大其本地生产能力。格芯首席执行官汤姆·考菲尔德（CaulfiLED）表示，该公司将在未来两年内在德累斯顿投资10亿美元，以达到目前晶圆厂的最大生产能力。制程工艺方面，涵盖从55nm到22nm的FDSOI等。
从目前的情势来看，在全球芯片缺货的大背景下，各个地区的晶圆厂新建项目有望陆续迎来一个个的立项、开工和量产小高潮，这在未来几年内或将成为常
