曹欣欣

新加坡半導(dǎo)體晶圓廠的潔凈室要求頗高，目的是確保芯片沒有雜質(zhì)

今年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成了資本青睞的香餑餑，但即便有資金大量砸下，投資者對未來的押注也變得畏首畏尾，芯片短缺的問題仿佛也不容樂觀。根據(jù)研調(diào)公司顧能（Gartner）的資料，全球芯片制造業(yè)者預(yù)估今年資本支出達1460億美元左右，比前一年增加三成，也比疫情前的2019年高出50%，這些投資額是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)五年前支出規(guī)模的逾兩倍。

新老芯片制程交替，半導(dǎo)體行業(yè)巨變

根據(jù)顧能公司的估計，半導(dǎo)體業(yè)者投資的每6美元中，不到1美元投入到老的成熟制程芯片（比如28nm）。這類芯片售價通常為每片幾美元，目前市場短缺程度最高的，恰恰是這類成熟的制程芯片。由于年代“久遠”，這些舊技術(shù)、老設(shè)備所生產(chǎn)的芯片利潤微薄，許多半導(dǎo)體企業(yè)不太愿意花費數(shù)十億美元來押注投資這類芯片。道理很簡單，技術(shù)在迭代，大量投入到走量的老設(shè)備，面臨需求衰減的風(fēng)險，再為其“續(xù)命”極其不劃算。6月美參議院批準的520 億美元資金支持半導(dǎo)體研究和生產(chǎn)中，只有 20 億美元專門用于傳統(tǒng)芯片。

縱觀半導(dǎo)體業(yè)，臺積電、三星電子和英特爾占2021年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總支出的五分之三左右，其中近半是投入打造先進制程技術(shù)的新產(chǎn)能，而這類先進技術(shù)生產(chǎn)的芯片庫存也比較充裕。產(chǎn)業(yè)分析師表示，這樣的資金投入方向?qū)ο冗M芯片有利，但對用于汽車、家電和各種一般裝置的普通芯片供應(yīng)支持顯然不夠，芯片短缺會持續(xù)吃緊，訂單交貨時間還將延長。

臺積電和索尼集團11月9日宣布將在日本耗資70億美元合蓋晶圓廠，初期將制造22、28納米制程，要到2024年才會量產(chǎn)。這反映出全世界芯片供應(yīng)失衡的問題，那就是在規(guī)模4640億美元半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，并非所有芯片的生產(chǎn)都是均等的。先進和成熟制程芯片的價格差異明顯。根據(jù)貝恩顧問公司的資料，一片5納米制程的晶圓今年售價約1.7萬美元，遠高于28納米制程晶圓的約3000美元;前者的芯片用于 iPhone 13等最新款智能手機，后者芯片則用于處理較簡單的功能，例如讓終端設(shè)備連上Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

半導(dǎo)體的世界按納米或用于生產(chǎn)的晶體管體積大小進行分類。晶體管越小，工藝技術(shù)越新、越先進，可以在單個硅片上制造的芯片數(shù)量也就越多。使用 28 納米或更大工藝制造的芯片通常被認為是傳統(tǒng)芯片，數(shù)字越大表示技術(shù)越老。使用較小納米工藝制造的芯片被視為先進的，最前沿的芯片是在個位數(shù)納米工藝上生產(chǎn)的。

據(jù)摩根士丹利（全球著名金融公司）估計，在經(jīng)濟重新開放和消費反彈的刺激下，各行各業(yè)的公司已經(jīng)進入了“資本支出的籌備周期”。摩根士丹利表示，全球投資將恢復(fù)到疫情前的水平，并有望在明年超過2021年的水平。

位于韓國平澤的三星電子半導(dǎo)體制造工廠

11月初的韓國光州起亞工廠停車場空無一人，隨著半導(dǎo)體供應(yīng)短缺的持續(xù)，銷售額繼續(xù)下降

根據(jù)標準普爾全球評級的分析，在資本支出最大的 20 個行業(yè)中，半導(dǎo)體行業(yè)今年資本支出的同比增幅最大，為32%，約為平均水平的2.5倍，目前沒有哪個行業(yè)像芯片制造商這樣投資如此狂熱。通常來講半導(dǎo)體這塊生意，芯片上的生產(chǎn)和需求是在與買家的需求密切協(xié)調(diào)的情況下計劃和執(zhí)行的。

市場研究機構(gòu) Strategy Analytics 的主管克里斯托弗·泰勒認為，資本涌入反映了下一代半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本巨大，單個芯片制造廠或晶圓廠的成本可能高達200億美元。比如建立晶圓工廠的“潔凈室”，需要確保芯片沒有雜質(zhì)，這一項苛刻的要求就需要花費 50 億美元。一臺將芯片設(shè)計壓印在硅片上的光刻機可以達到 1.5 億美元，即使是生產(chǎn)過程中的控制設(shè)備組件也可以達到 1000 萬美元，并且最新的先進晶圓廠可能擁有數(shù)百臺此類機器。

傷腦筋的投入和產(chǎn)出

生產(chǎn)總部位于加利福尼亞州弗里蒙特的晶圓加工設(shè)備制造商Lam Research近日發(fā)布報告稱，該公司已連續(xù)六個季度實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的收入?？偛课挥诤商m的 ASML Holding NV是業(yè)界最先進的光刻設(shè)備的唯一生產(chǎn)商，該公司的產(chǎn)品到 2023年初的訂單都已售罄。ASML 首席執(zhí)行官彼得·溫林克在最近的財報電話會議上表示，銷售額可能會攀升到 2025 年，“我不會認為今年的業(yè)績是達到頂峰了”。

有激進者也有保守派，仍有許多傳統(tǒng)芯片制造商不愿意為新的產(chǎn)能進行大筆投資，因為建廠需要時間，當幾年后新工廠開始生產(chǎn)時，需求可能會有所不同，從而導(dǎo)致工廠未充分利用而虧損?！叭绻阆氲焦┻^于求，那就太可怕了。”專注于半導(dǎo)體的Counterpoint研究主管戴爾·蓋說。

關(guān)于建造舊技術(shù)芯片的新工廠，今年確實已經(jīng)爆發(fā)過數(shù)次熱議，臺積電籌備中的中國南京、德國德勒斯登以及日本熊本縣晶圓工廠就計劃生產(chǎn)28納米芯片，坊間對其解讀也是各持意見。部分國人認為28納米工藝已經(jīng)過氣，不值得花大力氣建廠。但臺積電董事長劉德音在7月法說會上表示，此案仍照計劃進行，預(yù)計明年下半年開始量產(chǎn)。臺積電供應(yīng)鏈透露，不少28納米制程設(shè)備已停產(chǎn)，但市場不斷提出需求，設(shè)備商必須配合設(shè)法重新生產(chǎn)。南京廠在2023年能達到10萬片月產(chǎn)能的需求，將對設(shè)備商帶來龐大商機，28納米是很成熟的制程，價值依然存在。業(yè)內(nèi)人士也表示，臺積電決定修南京廠建置規(guī)模，是市場對28納米需求超乎預(yù)期強勁，左右了策略的調(diào)整。

總部位于中國臺灣的聯(lián)合微電子公司，正在考慮如何擴大在8 英寸和 12 英寸晶圓上制造舊技術(shù)芯片的產(chǎn)能?！叭绻?jīng)濟保持不變，將很難獲得合理的投資回報，”聯(lián)合微電子總裁Jason Wang告訴投資者，一些政策補貼可以起到激勵芯片制造商建設(shè)新工廠的作用，但它們顯然集中在下一代芯片技術(shù)上。

汽車制造商需要重新思考市場

隨著全球芯片短缺的延續(xù)，從通用汽車到特斯拉的汽車制造商都發(fā)現(xiàn)自己被迫調(diào)整生產(chǎn)并重新思考整個供應(yīng)鏈。現(xiàn)代汽車中的半導(dǎo)體數(shù)量，從點火到制動系統(tǒng)，可以超過一千個。

一些傳統(tǒng)芯片制造商正在謹慎投資，提高對需求和風(fēng)控掌握的能力。聯(lián)合微電子今年啟動了 23 億美元的擴張計劃，但前提是確?？蛻籼崆邦A(yù)訂并鎖定價格。兩家汽車芯片商——意法半導(dǎo)體 NV和英飛凌科技股份公司，計劃投資20億和0.2億美元分別擴產(chǎn)。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，德州儀器公司為汽車和工業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)的芯片，截至9月底的資本支出已達 12 億美元。

貝恩公司的漢伯里表示，盡管如此，許多傳統(tǒng)芯片制造商仍傾向于推遲擴廠賭注，因為“合理產(chǎn)能”是幾十年來塑造該行業(yè)的一條原則，他說：“你最不想做的就是在新工廠上花費數(shù)十億美元，卻收不到訂單?！?/p>