“缺芯”之下：大湾区入局全球半导体制造高地竞速战
在持续“缺芯”的背景下，全球对于晶圆代工产能的渴望如久旱之望甘霖。芯片制造环节作为半导体产业链上的最具产业带动性的关键一环，被全球多国提至国家战略方向，其重要性可以说是全球瞩目。
这也让晶圆代工产业在2021年达到了规模新高度。TrendForce集邦咨询研究显示，受惠于多项终端应用需求齐扬，各项零部件备货强劲，晶圆代工产能自2020年起便供不应求，各厂纷纷调涨晶圆售价及调整产品组合以确保获利水平。尽管整体产业历经2020年第四季的高基期、突发性停电意外等外部因素影响，2021年第一季前十大晶圆代工业者总产值仍再次突破单季历史新高，达227.5亿美元，季增1%。
在营收排名方面，台积电第一季营收以129.0亿美元稳居全球第一，市场份额55%；第二名为三星，相关营收为41.08亿美元，市场份额17%；联电排名第三，市场份额7%；格芯和中芯国际位列第四和第五，两者市场份额均在5%左右。值得注意的是，在前十名中，第九名和第十名分别为华虹半导体和上海华力，两者同属华虹集团，若合并计算，则华虹集团第一季总营收达6亿美元，位居第六名，而第十名则由东部高科递补。
尽管强者愈强的“马太效应”明显，但是晶圆代工和产能格局还在变化之中。一方面，从企业端看，场上的玩家一掷千金，同时新入局者还在增加，既有英特尔这样的巨头，也有国内粤芯等创业公司；另一方面，从地域看，全球各国对半导体制造产业的扶持政策频出，未来产能分布也在悄然变迁当中。
一位业内人士向21世纪经济报道记者指出，从各个地区制定的新规来看，都是欲健全半导体产业生态，并且特别重视制造生产环节。中国国内有着庞大的消费市场，尤其是粤港澳大湾区作为中国重要的制造基地，依托巨大的市场空间，正在吸引更多半导体人才和企业的聚集，补齐半导体制造端的短板。
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。集邦咨询发布的2021年全球晶圆代工产值预估，2021年部分厂商将陆续扩大产能，预期今年整体晶圆代工产业产值将以945亿美元再次创下历史新高，涨幅达11%。
其中，第一梯队的台积电、三星将加强5nm及以下制程的研发、扩厂及扩产，以支持HPC相关应用的发展；而第二梯队的中芯国际、联电、格芯等主要扩充14~40nm等成熟制程，以支持如5G、WiFi6/6E等通讯技术更迭的庞大需求，以及如OLED DDI、CIS/ISP等多元应用型芯片。目前，中芯在北京建新厂的计划在推进中，并且在8英寸及12英寸现有工厂也都有积极的扩产计划，因此，仍有相关资金可用于非美系设备的采购及新厂建设等。
值得一提的是，由于45/40nm（含）以下制程需使用DUV Immersion设备，资本支出相对较高，以45nm为分界点，65/55nm（含）以上技术节点的扩产对晶圆代工厂来说是较具经济效益的投资。因此，包括力积电、高塔半导体、世界先进、华虹半导体等则以55nm以上或8英寸厂的扩产为主，以满足大尺寸DDI、TDDI、PMIC等需求。
可以看到，台积电和三星两大领头者除成熟制程，在先进制程上投入也较大，并且早有巨额的扩产计划。比如，台积电计划将2021年年度资本开支大幅提升到220亿美元，随后台积电宣布3年投资1000亿美元扩建晶圆厂，并计划投资28.87亿美元扩充南京厂28nm制程工艺产能，每月增加4万片晶圆产量，主要用于生产汽车芯片。按照计划，台积电南京厂的28nm制程产能将于2022年下半年量产，2023年中达到4万片晶圆/月的满载产能目标。
三星更加激进。据报道，2021年起，三星设立了“半导体愿景2030”长期计划，目标是在未来10年里称霸晶圆代工市场，三星想要与台积电一争高下的愿望尽显。目前，台积电在全球晶圆市场上占据了半壁江山，份额超50%；三星为第二名，近年来三星野心勃勃，反超联电，市场份额逐步提升。
此外，英特尔是晶圆代工市场的另一个变数，也影响着全球格局的变化。在半导体体系中，以英特尔为代表的IDM模式曾领风骚。AMD创始人杰里·桑德斯曾在1994年说过：“拥有晶圆厂的才是真男人。”然而，张忠谋创立的台积电诞生，一举开创了第三方代工的新商业模式。从此，芯片设计和制造可以成为单独的业务，这为想跨入芯片界的创业公司们大幅降低了门槛，高通、英伟达、联发科等企业也趁势而起，如今AMD也在和台积电的合作中计划迈入5纳米CPU时代。
现在，英特尔也要升级原有的IDM模式，既加大和第三方代工厂合作，自身也要投入到第三方代工当中。英特尔在新CEO上任后，发布了IDM2.0策略，宣布进入晶圆代工业，并计划投入200亿美元扩建晶圆厂。在财务方面，英特尔预计2021年计划资本支出为190亿-200亿美元。
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21世纪经济报道记者指出，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。
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文字记者｜倪雨晴
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（作者：倪雨晴 编辑：李艳霞）
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