晶圆代工产业的新变数

作者：蒋思莹

来源：半导体行业观察

根据TrendForce上个月发布的调查研究数据显示，预计2020年全球晶圆代工收入将同比增长23.8%，为十年来最高。

在晶圆代工营收创新高的背后，代表着市场对晶圆代工的需求越来越旺盛。在这种市场环境之下，晶圆代工厂之间的竞争也变得愈加激烈。尤其是进入到2020年以后，晶圆代工实力的较量不仅仅存在于各大厂商之间，这个产业的发展也受到了很多国家和地区的重视，因此，也推动了晶圆代工产业发生了一些新的变化。

晶圆代工厂商们的“新大陆”

此前已经在很多报道中显示，美国在全球制造业产能中所占的份额已从1990年的37%下降到今天的12%。尤其是在半导体日益重要的今天，这一数字的变化引起了美国政府的关注。

为鼓励美国本土的芯片制造业，美国政府接连出台数项法案。美国两党议员相继提出了《2020年美国晶圆代工法案》(American Foundries Act of 2020，简称AFA)和《创造有益激励生产半导体(芯片)法案》(Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors，简称CHIPS)。

邀请晶圆代工厂赴美建厂是美国提升本土芯片制造能力的重要途径之一，而这或许也成为了晶圆代工厂商们的“新大陆”。

今年5月，台积电宣布了其在美国的建厂计划。根据台积电的公告，该工厂将生产5nm芯片，规划产能是2万片每月。这将产生超过1600个高科技专业直接工作，以及半导体中的数千个间接工作。根据规划，该工厂将于2021年开始建设，目标是2024年开始生产，在2021到2029年的资本支出将会高达120亿美元。据台媒最新报道显示，台积电赴美建厂的计划已于12月22日得到了有关部门的正式批准。

台积电在美国建厂，也引起了其他晶圆代工厂的注意，尤其是三星。于是，继台积电之后，三星近期也有计划在美国发展芯片制造业务。据日经的报道显示，三星电子将扩建其在德克萨斯州的半导体工厂，以便为下一代制造设备腾出空间，因为三星正试图与台积电争夺全球最大芯片代工厂桂冠。三星认为，得克萨斯州奥斯汀的工厂在争取美国科技公司的订单中起着至关重要的作用。

日经的报道中指出，三星的奥斯汀工厂于1997年开始批量生产存储芯片。它于2010年进入代工制造阶段，苹果就是客户之一。 尽管三星为该工厂花了170亿美元，但那里的设备已经过时了。据资料显示，大约五年前，这家工厂只能生产14纳米工艺节点的芯片，但落后于5nm工艺的三代。该公司最终可能会在新的大规模订单所需的先进设备上投资近10亿美元。

但三星能够顺利实行该计划也存在着一些变数，当下的半导体贸易环境可能会影响其在美国实行建厂计划。

英特尔晶圆代工身上的变数

今年7月，英特尔在其第二季财报会议上称，由于其未来CPU将采用的7纳米芯片技术进度较目标落后，所以，公司考虑将其制造业务外包。

这则消息引起了业界的关注。众所周知，目前全球晶圆代工厂当中只有台积电和三星具有7nm量产的能力，谁能获得英特尔的订单或许就能够进一步扩大他们在代工领域的地位——根据摩根大通的推算，英特尔今年总营收可达600亿美元，其中约259亿美元来自数据中心事业群，另外的363亿美元属于客户运算事业群。以此推算，未来英特尔两大事业群外包需求将分别有63亿美元及102亿美元，合计为晶圆代工市场创造高达165亿美元的商机。

就在这则消息公布没多久以后，在紧接着的8月中，英特尔在其2020年架构日当中发布了10nm SurperFin全新晶体管技术。英特尔称，这是该公司有史以来最为强大的单节点内性能增强，带来的性能提升可与全节点转换相媲美。换言之，在SuperFin技术的加持下，英特尔推出的10nm工艺效能可以等同于7nm。

或许是新工艺为英特尔带来了新的契机。于是，在今年10月的财报电话会议上，英特尔CEO Bob Swan在财报电话会议上对委外代工的计划作出了新的回应，他表示，英特尔将在2021年初决定是利用公司自己的技术，还是利用第三方代工厂制造7纳米芯片。 根据Swan的说法，英特尔计划使用的三个主要标准是：时间表可预测性，产品性能以及供应链的经济性。 

另外一方面，英特尔处理器早在今年以前就出现了供不应求的状况，尤其是其14nm产品。为了满足市场需求，英特尔去年在14nm晶圆产能上的资本投入已经创下历史纪录，除了扩充自家工厂的产能，英特尔还扩大了外包代工，便于英特尔自己生产更多的CPU处理器产品。

但进入到2020年以后，由于疫情的影响，远程办公的趋势更是推动了一波个人电脑需求的增长。在这种情况之下，据经济日报援引供应链消息称，在PC需求销售热潮下，英特尔自家12吋厂产能已经满载，因此需要扩大委外成熟制程产品。

联电则是英特尔扩大成熟制程产品的受惠者。据经济日报的报道显示，今年11月英特尔下单晶圆代工大厂联华电子（联电）28 纳米制程，生产通讯 Wi-Fi 与车用相关芯片。

成熟工艺的春天

在今年当中，联电的胜利不仅仅只在收到了英特尔的委外代工（而且，根据经济日报的消息显示，市场人士表示，联电相关的生产最快也必须要到2021 年才开始，从而产生效益），今年8英寸晶圆需求量的猛增，或许才是联电营收的功臣。

根据联电的财报数据显示，联电累计前11个月营收为1615.32亿元新台币（约57.25亿美元），较2019年同期成长19.8%，营收超越2019年全年。

外资认为，推动联电营收成长的主要原因有三，一是联电产能逼近满载，可能提升8 英寸晶圆客户比重，明年上半年将启动新一轮涨价——这一消息，在联电三季度的财报中也有体现，根据当时联电在其最新的财报会议上的内容显示，由于目前8英寸需求相当强劲，产能持续紧俏，联电已与客户讨论2021年的产品定价，预计2021年8英寸价格将调涨，而12英寸价格将维持平稳。

其二，代工需求强劲，原先表现较弱的28 纳米制程也大幅改善，产能利用率已拉升到9 成以上，部分制程能见度更达到6个月至一年——从联电第三季度的财报中，就已隐隐显现出了这种趋势，从其第三季度的财报中看，其28nm营收占比为14%，产能利润率达到97%。当时，联电总经理王石也曾指出，本季28nm持续获得客户的订单，带动营收增长。展望未来，预期28nm新设计订单的数量将持续增加，有助联电28nm产品终端市场及客户群更加多元。

第三，联电不再投入先进制程后，资本支出已大幅下滑，而这将有利于联电的毛利保持在一个较高的水平上。

在种种利好消息之下，研调机构集邦科技预估，联电第四季营收约15.69亿美元，年增13%，市占率达6.9%，超越格芯跃居全球第三大晶圆代工厂。

如此来看，成熟工艺也能拥有春天。

将登太行雪满山

成熟工艺的市场需求不仅滋润了联电，相对起步较晚的中国大陆晶圆代工厂也有可能在这一市场中分到一杯羹，中芯国际是其中之一。

2019年第四季度，中芯国际14nm贡献了1%的营收，这1%的营收，让中国大陆晶圆代工产业看到了希望。根据中芯国际在2020年第三季度的财报中显示，得益于14nm工艺的爆发，其中单季营收首超10亿美元，创历史新高。据悉，中芯国际Q3季度不仅产能利用率达到了97.8%，而且先进工艺占比快速提升，14/28nm工艺占比达到了14.6%，上季度中是9.1%，去年同期是4.3%。

除此之外，中芯国际还在更先进的工艺上有了突破，据芯动科技今年10月发布的消息显示，该公司已完成全球首个基于中芯国际FinFETN＋1先进工艺的芯片流片和测试，所有IP全自主国产，功能一次测试通过。

但中芯国际的发展依旧面临着巨大的挑战，美国的一纸禁令，为中心国际的发展设置了障碍。根据中芯国际在科创板中公示的招股书中显示，2020年5月，美国商务部修订直接产品规则（ Foreign-Produced- Direct Product Rule），据此修订后的规则，若干自美国进口的半导体设备与技术，在获得美国商务部行政许可之前，可能无法用于为若干客户的产品进行生产制造。

如果说，这是间接对中芯国际的发展产生了影响，那么前不久，美国商务部将中芯国际列入“实体名单”则是更为直接的打压。对此，中芯国际也对该事件进行了回应，中芯国际表示，经公司初步评估，该事项对公司短期内运营及财务状况无重大不利影响，对10nm及以下先进工艺的研发及产能建设有重大不利影响，公司将持续与美国政府相关部门进行沟通，并视情况采取一切可行措施，积极寻求解决方案，力争将不利影响降到最低。

新玩家也在觊觎晶圆代工市场

自今年3月开始，印度政府就接连推出了电子制造集群改进计划（EMC 2.0）、绩效挂钩激励（PLI）以及电子元器件和半导体推广（SPECS）。

其中，生产关联奖励计划（PLI）覆盖40,951千万印度卢比（合55亿美元），这可能无法使印度的一家纯晶圆代工厂直接受益，因为该计划将以2019-20年度的生产或投资为基础。但拥有晶圆厂和产品的“集成设备制造商”也许会受益。

电子元器件和半导体推广（SPECS）中所涉及到的资本支出包括工厂，机械，设备，相关公用事业，研发和技术转让，或许是能够为印度建造晶圆代工厂起到推动作用，但也有相关人士表示，有关“只有20％的翻新设备将被视为合格”的条款可能会对其建造晶圆代工厂造成一定的阻碍。

今年12月，印度政府再次正通过邀请投标企业在该国建立半导体制造工厂。根据相关报道显示，印度电子和信息技术部（MeitY）发布的消息显示，拥有先进主流CMOS制程技术以生产处理器、存储器、类比/数码/混合讯号IC的业者，或者有意扩建印度现有晶圆厂者，属意对象为制程达28纳米以上、12寸晶圆、每月晶圆投片量3万片以上者是他们有意合作的对象之一。

拥有先进化合物半导体新兴技术，以生产高频、高功率、光电子装置，有意设立或扩建现有印度晶圆厂、最好是8寸晶圆以上者也是他们所青睐的合作对象。此外，有意购并印度以外国家晶圆厂的印度企业或企业集团也是他们意向的对象。

另类的晶圆代工

众所周知，建造一座晶圆厂所要的投资是一笔不菲的费用，再加上对工艺研发的投入，大规模的生产投入使得晶圆代工企业无法呈现爆发式的增长。

而日本作为拥有IDM的基础，在一些特殊工艺上，这些IDM厂商具有一定的优势，由此也存在着一批优秀的人才。有了技术的加持，日本要想在晶圆代工市场分到一杯羹，他们就想到了一种办法，即对现有的晶圆代工模式进行再创新，这种模式被称为是Minimal Fab。

今年4月，日本推出的迷你晶圆厂（Minimal Fab），瞄准物联网时代小量、多样的感测器需求，起价却只要5 亿日圆（1.7 亿元台币）。《日经商业周刊》称之为颠覆全球半导体业界的制造系统。

据相关报道显示，这个由经济产业省主导，由 140 间日本企业、团体联合开发的新世代制造系统，目标是透过成本与技术门槛的大幅降低，让汽车与家电厂商能自己生产所需的半导体及感应器。

今年8月，日本横河电机将日本最早的AIST 最小晶圆厂（Mini Fab）项目投入生产。据悉，它使用0.5英寸的晶圆，并且不需要洁净室即可操作。

Mini Fab能否继续走下去，或许市场会给我们答案。

晶圆代工产业在这一年中发生了诸多变化，当我们将这些变化放在一起看时，2020年对于这个行业来说，或许又是一个关键节点。