“缺芯”下:大湾区进入全球半导体制造高地竞速战

在持续“缺芯”的背景下，全球对代工产能的渴望犹如久旱逢生。芯片制造作为半导体产业链中最具产业驱动力的关键环节，已经被全球多个国家提升到国家战略方向，其重要性可以说是举世瞩目。

这也让铸造行业在2021年达到了一个新的规模。TrendForce吉邦咨询研究显示，得益于众多终端应用的需求上升以及各种零部件的强力备货，2020年以来代工产能一直供不应求，各工厂纷纷上调晶圆售价，调整产品结构，以保证利润水平。虽然整个行业经历了2020年第四季度的高基期、突发停电等外部因素，但2021年第一季度前十大晶圆代工厂的总产值仍再次突破单季度历史新高，达到227.5亿美元，季度增长1%。

营收排名方面，TSMC第一季度营收129.0亿美元排名全球第一，市场份额为55%；第二名是三星，相关收入41.08亿美元，市场份额17%；UMC以7%的市场份额排名第三；辛格和SMIC排名第四和第五，市场份额约为5%。值得注意的是，前十名中，排名第九和第十的分别是华虹半导体和上海华立，这两家企业都属于华虹集团。如果合并，华虹集团第一季度总营收将达到6亿美元，排名第六，第十名将被东方高新取代。

虽然强者的马太效应明显，但代工和产能的格局仍在变化。一方面，从企业的角度来看，赛场上的选手都在花大价钱，新进入的人数还在增加。既有英特尔这样的巨头，也有广东芯这样的国内创业公司；另一方面，从地域来看，世界各国频繁支持半导体制造业，未来产能分布也在悄然发生变化。

一位业内人士向记者指出，根据各地区制定的新规，他们都希望改善半导体行业的生态，并特别关注制造和生产环节。中国拥有庞大的国内消费市场，尤其是粤港澳大湾区作为中国重要的制造业基地，依托巨大的市场空间，正在吸引更多的半导体人才和企业聚集，填补半导体制造的短板。

晶圆代工扩产进行时

在全球晶圆产能不足、持续“缺芯”的现实下，各大晶圆厂都在扩产。根据吉邦咨询发布的2021年全球代工产值预测，2021年部分厂商将逐步扩大产能。预计今年铸造行业整体产值将再次创下945亿美元的历史新高，同比增长11%。

其中，第一梯队的TSMC和三星将加强5nm以下工艺的R&D、工厂扩建和生产扩建，以支持HPC相关应用的发展；而第二梯队的SMIC、UMC、Grid Core主要拓展14~40nm等成熟工艺，支撑5G、WiFi6/6E等通信技术，以及有机发光二极管DDI、CIS/ISP等多应用芯片的巨大需求。目前，SMIC在北京建设新工厂的计划正在进行中，也有在现有8英寸和12英寸工厂扩大生产的积极计划。因此，仍有相关资金可用于购买非美国设备和建设新工厂。

值得一提的是，由于45/40纳米(含)以下的工艺需要DUV浸没设备，资本支出相对较高。以45纳米为分界点，65/55纳米(含)以上技术节点的扩产对晶圆代工厂来说是更经济的投资。因此，包括李吉电、高塔半导体、世界先进半导体、华虹半导体在内，55nm或8英寸以上工厂的扩产是满足大尺寸DDI、TDDI、PMIC需求的主要途径。

可以看出，TSMC和三星这两大龙头，除了成熟的工艺之外，还在先进的工艺上进行了大量的投入，早就有了扩大生产的庞大计划。例如，TSMC计划在2021年大幅增加年度资本支出至220亿美元，随后TSMC宣布将在三年内投资1000亿美元扩建晶圆厂，并计划投资28.87亿美元扩建南京工厂28纳米制程产能，增加月产量4万片晶圆，主要用于生产汽车芯片。按照计划，TSMC南京工厂28nm制程产能将于2022年下半年量产，2023年年中达到4万片/月的满产目标。

三星更激进。据报道，自2021年起，三星就设立了“半导体愿景2030”的长期计划，目标是在未来10年内主导代工市场。三星与TSMC竞争的愿望显而易见。目前，TSMC占据全球晶圆市场的半壁江山，份额超过50%；三星排名第二。近年来，三星雄心勃勃，超越了UMC，市场份额逐渐增加。

此外，英特尔是代工市场的另一个变量，也影响着全球格局的变化。在半导体系统中，以英特尔为代表的IDM模式一度领先。AMD创始人杰里桑德斯曾在1994年说过：“拥有晶圆厂的是真正的男人。”然而，张忠谋创立的TSMC的诞生，开创了第三方代工的新商业模式。此后，芯片设计和制造可以成为一个独立的业务，这大大降低了想要进入芯片行业的创业公司的门槛。高通、英伟达、联发科等企业也乘势而上。现在AMD计划与TSMC合作进入5 nm CPU时代。

现在，英特尔不得不升级原有的IDM模式，不仅要加大与第三方代工厂的合作，还要投资第三方代工厂。新任CEO上任后，英特尔发布了IDM2.0战略，宣布进入晶圆代工行业，并计划投资200亿美元扩建晶圆厂。财务方面，英特尔预计2021年的计划资本支出为190-200亿美元。

半导体制造竞速

今年以来，美国、韩国、日本、欧洲密集发布打造半导体产业链的新政。今年5月，美国参议院正式批准拨款520亿美元，在今后5年内大力促进美国半导体芯片的生产和研究。在资金的分配上，390亿美元用于半导体的生产和研发激励，另有105亿美元用于推动包括美国国家半导体技术中心、国家先进封装制造计划和其他研发计划的落地。

早在2020年6月，美国参议院提出两项新法案，分别为《为半导体生产创造有效激励措施法案》(CHIPS for America Act)和《美国晶圆代工业法案》(American Foundries Act)，以促进美国半导体产业的现代化进程。《美国晶圆代工业法案》中就提出，美国将向各州芯片制造业、国防芯片制造业投入共计250亿美元的资金。

在美国政府的补贴下，再加上地缘政治因素的影响，科技巨头们也随之而动。在法案提出之前，2020年5月，晶圆代工龙头大厂台积电就宣布将投资120亿美元在美国亚利桑那州建设5nm制程晶圆厂。2020年6月，另一家晶圆代工大厂格芯也宣布获得美国纽约州附近66英亩的土地，将对其Fab 8晶圆厂进行扩建，可制造14nm及12nm制程工艺的芯片。近期有消息称，三星正在考虑在美国得克萨斯州奥斯汀市建设极紫外线(EUV)代工生产线，计划今年第三季度动工，2024年投产，新建的工厂或将导入5纳米工艺。

据报道，韩国制定了一项计划，在未来十年内斥资约4500亿美元建设全球最大的芯片制造基地；日本政府将承诺扩大现有的2000亿日元基金规模，以支持国内芯片制造行业，并帮助提振先进半导体的产出；欧盟委员会表示，目前已经有22个欧盟成员国联合成立了新的半导体联盟，以支持欧洲的半导体研发，减少欧盟对外国供应商的依赖，计划2030年让欧盟在全球半导体生产的占有率从10%提高到20%，欧盟还在着力要求英特尔、台积电、三星赴欧洲建厂。

面对近年大国科技博弈、全球供应链受阻的现状，打造本地产业链，尤其是芯片制造环节，成为国家战略，而晶圆制造厂耗资巨大，在政府的支持下，各地都向有芯片制造能力的厂商抛出橄榄枝，希望吸引核心企业前来入驻。同时，各大芯片代工厂也在积极扩产，因此选择产地也成为了重要的博弈点，未来随着产能推出，全球的半导体行业格局或发生变化。

市场研究公司Counterpoint Research对逻辑(非储存)IC芯片行业进行了分析预计，美国的芯片产能份额预计将从2021年的18%提高至2027年的24%。届时，中国台湾的产能份额将降至40%。

同时，从地域分布来看，Counterpoint预计2027年芯片产能会出现地域性转移。在亚利桑那州工厂实现晶圆月产能2万片之后，台积电可能会追加更多投资，以达到台湾工厂的规模。2027年中国台湾和韩国的芯片产能将占全球总产能的57%。而中国大陆地区因无法采购关键生产设备，仅占全球总产能的6%。

一位业内人士向记者指出，从各个地区制定的新规来看，一方面，各方都欲在本地健全半导体产业生态，尤其盯准了台积电占据了半壁江山的制造生产环节，另一方面，各国都希望占据技术制高点，争夺下一个时代的半导体关键技术。对于中国而言，挑战是巨大的，但是孕育着新的机遇，因为中国国内有着庞大的消费市场。