中國(guó)芯片產(chǎn)能即將迎來(lái)爆發(fā)期？

目前，全球約四分之三的芯片生產(chǎn)集中在東亞地區(qū)，尤以臺(tái)積電和三星為最，另外中國(guó)大陸的芯片制造商，正在加速擴(kuò)大其在全球芯片產(chǎn)能中的占比。近期，汽車芯片短缺嚴(yán)重，眾多相關(guān)芯片廠商都在向臺(tái)積電追加汽車芯片訂單。這種狀況使得原本就向亞洲傾斜的芯片制造業(yè)顯得更加失衡。因此，美國(guó)和歐盟國(guó)家正在努力，以提高它們國(guó)內(nèi)的芯片產(chǎn)能，減少對(duì)亞洲廠商的依賴。

但是，這樣的舉措代價(jià)高昂。據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)和波士頓咨詢集團(tuán)估計(jì)，在美國(guó)生產(chǎn)和制造新的半導(dǎo)體設(shè)施，在十年內(nèi)，其在美國(guó)的制造和運(yùn)營(yíng)成本將比中國(guó)臺(tái)灣的類似設(shè)施高出約三分之一。

而中國(guó)大陸的成本優(yōu)勢(shì)更加明顯，中國(guó)晶圓廠的成本比美國(guó)低37%至50%。隨著該地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，以及整體技術(shù)水平的提升，其在全球芯片制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力不容小覷。

據(jù)英國(guó)金融時(shí)報(bào)報(bào)道，美國(guó)在全球芯片制造產(chǎn)能中所占的份額從1990年的37%下降到了2020年的12%，而歐洲在此期間下降了35個(gè)百分點(diǎn)，降至9%。中國(guó)大陸的市場(chǎng)份額從幾乎沒(méi)有擴(kuò)大到15%，這一數(shù)字預(yù)計(jì)在未來(lái)十年將增長(zhǎng)到24%。

巨大的市場(chǎng)和成長(zhǎng)潛力，幫助中國(guó)大陸成為全球范圍內(nèi)外國(guó)半導(dǎo)體投資的主要目的地。來(lái)自金融時(shí)報(bào)的數(shù)據(jù)顯示，自2015年以來(lái)，中國(guó)大陸半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)宣布了約84個(gè)外國(guó)直接投資（FDI）項(xiàng)目，其中44%在制造業(yè)。美國(guó)同期吸引了45個(gè)外國(guó)半導(dǎo)體項(xiàng)目，其次是印度（37個(gè)），英國(guó)（36個(gè)）和中國(guó)臺(tái)灣（29個(gè)）。

晶圓產(chǎn)能向中國(guó)轉(zhuǎn)移

在中國(guó)各級(jí)政府的支持下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在向許多地區(qū)擴(kuò)展，其中，制造業(yè)主要集中在三大地區(qū)：中西部地區(qū)（如西安，成都，武漢等）專注于存儲(chǔ)芯片和專用設(shè)備；環(huán)渤海地區(qū)（北京、天津和大連）專注于半導(dǎo)體制造和設(shè)備；長(zhǎng)三角地區(qū)（南京，上海、無(wú)錫等）專注于設(shè)計(jì)、制造、OSAT和設(shè)備。

在過(guò)去十年中，中國(guó)的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2011至2019年之間的年均增長(zhǎng)率為18%。2019年，中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)銷售總額達(dá)到7560億元，比上年增長(zhǎng)16%。與此同時(shí)，中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)正在優(yōu)化，IC設(shè)計(jì)，制造，封裝和測(cè)試的比例為4：3：3，在全球范圍內(nèi)，半導(dǎo)體業(yè)成熟、發(fā)達(dá)地區(qū)的這一比率是3：4：3，中國(guó)大陸正在逐步接近該比率。

近些年，半導(dǎo)體晶圓廠正在從美國(guó)和日本轉(zhuǎn)移到韓國(guó)，中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2000年，美國(guó)和日本的綜合半導(dǎo)體生產(chǎn)能力占世界總量的57%。當(dāng)時(shí)，中國(guó)大陸的產(chǎn)能僅為2%。但是到2010年，中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)的半導(dǎo)體制造業(yè)蓬勃發(fā)展，即使在那個(gè)時(shí)候，中國(guó)大陸仍然只有9%。

2019年，在產(chǎn)能擴(kuò)張政策和新投資的推動(dòng)下，中國(guó)大陸增長(zhǎng)了17%。它們中的40%是150mm及以下的小直徑晶圓。中國(guó)大陸將繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，到2021年將超過(guò)中國(guó)臺(tái)灣，成為全球最大芯片制造市場(chǎng)。

從晶圓尺寸的產(chǎn)能來(lái)看，截至2019年，中國(guó)大陸300mm晶圓占比已增長(zhǎng)至12%，200mm晶圓達(dá)到15%，150mm以下的占29%。自2017年以來(lái)，中國(guó)已建成39個(gè)半導(dǎo)體晶圓廠。在這些工廠中，有35家為中國(guó)獨(dú)資工廠，其余為外資獨(dú)資工廠。

中國(guó)大陸擁有世界上進(jìn)行中最多的半導(dǎo)體晶圓廠建設(shè)項(xiàng)目，目前有57個(gè)晶圓廠正在運(yùn)營(yíng)，有26個(gè)晶圓廠正在建設(shè)或計(jì)劃中，其中300mm晶圓廠為19個(gè)，200mm的有7個(gè)。

晶圓廠建設(shè)提速

近兩年，無(wú)論是外商投資，還是本土企業(yè)，中國(guó)大陸的晶圓廠建設(shè)速度越愛(ài)越快。特別是在全球缺貨的當(dāng)下，產(chǎn)能擴(kuò)充的緊迫性更加突出。

就省市而言，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300mm晶圓先進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè)，中芯國(guó)際300mm晶圓SN1項(xiàng)目，積塔半導(dǎo)體特色制程項(xiàng)目等已在建。另外，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(cè)試平臺(tái)等項(xiàng)目。

上海是中國(guó)大陸芯片制造的重中之重。今年2月，上海市發(fā)改委公布了2021年上海市重大建設(shè)項(xiàng)目清單，其中，半導(dǎo)體成重頭戲，有幾個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目特別值得關(guān)注，如上海集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺(tái)，格科半導(dǎo)體300mm晶圓CIS集成電路研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等。

格科半導(dǎo)體300mm晶圓特色工藝線項(xiàng)目總投資約155億元，預(yù)計(jì)2024年竣工，將建設(shè)一座300mm、月產(chǎn)6萬(wàn)片的芯片廠，建造300mm晶圓CMOS圖像傳感芯片特殊工藝制造生產(chǎn)線（包含CMOS圖像傳感芯片的BSI和OCF兩大特色工藝）。

此外，還有華力微電子300mm晶圓先進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè)、中芯國(guó)際300mm晶圓SN1項(xiàng)目、積塔半導(dǎo)體特色工藝生產(chǎn)線。其中，中芯國(guó)際300mm晶圓SN1項(xiàng)目由中芯南方負(fù)責(zé)實(shí)施，總投資90.59億美元，規(guī)劃月產(chǎn)能3.5萬(wàn)片，工藝技術(shù)水平為14nm及以下，是中國(guó)大陸第一條FinFET工藝生產(chǎn)線，也是中芯國(guó)際14nm及以下先進(jìn)工藝研發(fā)和量產(chǎn)的主要承載平臺(tái)。

積塔半導(dǎo)體特色工藝生產(chǎn)線項(xiàng)目總投資359億元。根據(jù)規(guī)劃，該項(xiàng)目目標(biāo)是建設(shè)月產(chǎn)能6萬(wàn)片的200mm晶圓生產(chǎn)線和5萬(wàn)片的300mm晶圓特色工藝生產(chǎn)線。產(chǎn)品重點(diǎn)面向工控、汽車、電力、能源等領(lǐng)域。

嘉興則在半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域發(fā)力，2020年3月，嘉興75個(gè)項(xiàng)目集中開(kāi)工，有6個(gè)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(wàn)件項(xiàng)目、新華三集團(tuán)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)能及測(cè)試環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目等。

就公司而言，聯(lián)電于2020年2月宣布的廈門工廠二期項(xiàng)目總投資為35億元；Tower宣布于2020年建造一座300mm晶圓代工廠；在廣州，Can Semi項(xiàng)目的第二階段（300 mm 65-90 nm模擬IC）計(jì)劃投資65億元；YMTC項(xiàng)目的第二階段擴(kuò)建工作于2020年6月開(kāi)始，建成后，每月可增加20萬(wàn)片晶圓的產(chǎn)量；中芯國(guó)際于2020年8月在北京成立了一家合資公司，專注于28nm，投資76億美元，其在深圳投資的300mm晶圓廠預(yù)計(jì)在2022年投入生產(chǎn)；Nexchip也投資了170億元人民幣，在合肥建設(shè)300mm晶圓廠。

半導(dǎo)體設(shè)備需求旺盛

隨著晶圓產(chǎn)能向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移，晶圓廠建設(shè)提速，對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的需求也水漲船高。美國(guó)最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商應(yīng)用材料2020財(cái)年數(shù)據(jù)顯示，該財(cái)年的營(yíng)收為172億美元，其中，來(lái)自中國(guó)大陸的營(yíng)收達(dá)到54.6億美元，占比31.7%，而且連續(xù)5年增長(zhǎng)。中國(guó)大陸超過(guò)韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣，成為世界最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)。

另外，美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備公司泛林2020財(cái)年?duì)I收100.45億美元，中國(guó)大陸市場(chǎng)貢獻(xiàn)了31%的營(yíng)收，超過(guò)韓國(guó)成為其最大營(yíng)收市場(chǎng)。日本東京電子2021財(cái)年前兩個(gè)季度來(lái)自中國(guó)大陸的營(yíng)收達(dá)到1530億日元，占到其營(yíng)收的24%，2021財(cái)年前兩個(gè)季度來(lái)自中國(guó)大陸的營(yíng)收已經(jīng)超過(guò)韓國(guó)，成為其營(yíng)收最大市場(chǎng)。此外，ASML的DUV光刻機(jī)營(yíng)收最大市場(chǎng)也是中國(guó)大陸。

從半導(dǎo)體設(shè)備銷售情況可以看出，世界芯片制造正快速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，這個(gè)趨勢(shì)延續(xù)下去的話，中國(guó)會(huì)在不久的將來(lái)制造世界1/3以上的芯片。

隱憂

雖然中國(guó)大陸芯片制造業(yè)發(fā)展得如火如荼，但在繁榮背后，也有隱憂，主要體現(xiàn)在核心技術(shù)和設(shè)備難以自給上。另外，本土企業(yè)的產(chǎn)能與跨國(guó)企業(yè)在中國(guó)大陸的晶圓廠產(chǎn)能相比，還有很大差距，且這一差距很可能會(huì)拉大。

以IC Insights的報(bào)告來(lái)看，在中國(guó)甚至整個(gè)亞太地區(qū)，IC市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)的長(zhǎng)期趨勢(shì)是不可改變的。預(yù)計(jì)中國(guó)和亞太地區(qū)在全球IC市場(chǎng)的合并份額將從2020年的63.8%增加到2025年的68.1%，在此期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為9.4%。

自2005年以來(lái)，中國(guó)一直是IC的最大消費(fèi)國(guó)，但中國(guó)現(xiàn)在不一定是IC的主要生產(chǎn)國(guó)，將來(lái)也不一定。2020年在中國(guó)銷售的1434億美元中，在中國(guó)生產(chǎn)的IC僅占15.9%，約227億美元。其中，總部位于中國(guó)的公司的總產(chǎn)值僅為83億美元，僅占該國(guó)去年IC市場(chǎng)總量的5.9%。在中國(guó)擁有晶圓廠業(yè)務(wù)的非本土公司（如臺(tái)積電，SK海力士，三星，聯(lián)電等）仍占中國(guó)IC產(chǎn)量的大部分。

另外，中國(guó)大陸缺乏本土的非內(nèi)存IC技術(shù)，鑒于當(dāng)今中國(guó)公司IC生產(chǎn)和技術(shù)的起點(diǎn)較低，并且購(gòu)買先進(jìn)的半導(dǎo)體制造設(shè)備的難度越來(lái)越大。IC Insights認(rèn)為，在未來(lái)十年內(nèi)，中國(guó)在實(shí)現(xiàn)芯片（內(nèi)存和非內(nèi)存）自給自足的目標(biāo)方面，還任重道遠(yuǎn)。