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疯狂的晶圆厂扩张加速

文章出处:霍尔元件 人气:发表时间:2021-06-24 09:28
本周,少有大新闻的晶圆代工厂格芯(GlobalFoundries)发布了一则引人注目的消息,该公司将于新加坡厂区设立新厂,扩张其全球生产布局。透过与新加坡经济发展局合作,以及相关客户的共同投资下,格芯将这项新加坡扩产计划投入40亿美元。目前,厂房正在建设中,预计于2023年启用。
 
此外,格芯还计划在其美国与德国的所有厂区进行产能扩张,两地各投资10亿美元。这样,未来两年,格芯总共将斥资不少于60亿美元扩充其在新加坡、美国与德国的产能。
 
据悉,如果这些晶圆厂建成,格芯的年度产能将会增加45万片12英寸约当晶圆,而格芯新加坡厂区的年度总产能将会上升至150万片(12英寸约当晶圆)。
 
过去几年,由于发展策略发生较大变化,格芯在新厂建设方面一直都处于非常保守的状态,甚至出售了几个晶圆厂。此次宣布扩产计划,也是基于当下全球芯片产能,特别是晶圆代工产能严重不足而做出的决定。这也从一个侧面凸显出当下市场对晶圆厂需求的火爆程度,扩充产能已经成为资金的第一去向。
 
来自SEMI的最新市场研究报告数据显示,全球半导体制造商将于今年年底前启动建设19个新的高产能晶圆厂,2022年会再建10个,这样,近两年将有至少29个晶圆厂开建。其中,中国大陆和台湾地区各有8个,其次是美洲6个,欧洲/中东3个,日本和韩国各两个。这些新厂以12英寸晶圆厂为主,2021年有15个,2022年有7个。其它7个晶圆厂分别为4英寸、6英寸和8英寸厂。完成后,这29个晶圆厂每月可生产260万片(8英寸约当晶圆)。
 
 
另外,在这29个晶圆厂中,15个为晶圆代工厂,月产能达3万至22万片(8英寸约当晶圆);4个是存储器厂,这些新厂产能更高,每月可制造10万至40万片(8英寸约当晶圆)。
 
无论是晶圆代工厂,还是IDM,从2020下半年开始,就进入了疯狂扩产模式,而且是12英寸和8英寸齐头并进,一改早些年12英寸厂盛、8英寸厂衰的态势,市场需求呈现全面旺盛的状态。
 
12英寸晶圆方面,最大资本支出用在了存储芯片(DRAM和3D NAND)上,预计2020到2023年的实际和预测投资额每年都将以高个位数增长,2024年幅度有望进一步扩大到10%。另外,用于逻辑芯片/MPU和MCU的投资在2021到2023年也将稳步提高,特别值得关注的是功率器件,用在该类产品的投资增长幅度在2021年有望超过200%,而2022和2023年也将保持两位数的增长率。
 
从2020下半年开始,各大厂商加快了12英寸晶圆厂的扩产步伐,多个项目纷纷上马。
 
首先,晶圆代工龙头台积电宣布2021年资本支出由之前预估的250-280亿美元提升至300亿美元,其中逾8成用于先进制程投资,而7nm、5nm、3nm、2nm这些制程产线都采用12英寸晶圆。
 
不久前,台积电还宣布3年投资1000亿美元扩建晶圆厂,并确认将投资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。
 
台积电指出,目前台湾地区的晶圆厂已经没有洁尘室空间,只有南京厂有现成空间可用,可以直接设置生产线,有利于快速形成产能。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。目前,台积电的南京工厂主要生产16nm芯片,月产能约为2万片晶圆。
 
3月下旬,力积电举行了铜锣12英寸晶圆厂动土典礼,总投资额达新台币2780亿元,总产能每月10万片,将从2023年起分期投产,满载年产值超过600亿元。
 
DRAM厂南亚科也宣布,将斥资新台币3000亿元新台币,在台湾地区新北市泰山南林科技园区投资兴建12英寸先进晶圆新厂。南亚科董事长吴嘉昭表示,该12英寸先进晶圆新厂最快将于今年底动工,2023年完工试产。此座厂房将采用南亚科技自主研发的10nm级制程技术生产DRAM芯片,并规划建置EUV生产技术,月产能约为45,000片晶圆。
 
3月中旬,华邦电子董事会决议通过了12英寸晶圆厂资本支出预算案,核准资本预算约新台币131亿2,700万元。该资本支出预算案主要用于高雄新厂,于2021年3月起陆续投资,并于2022年试营运。高雄厂是华邦第二座12英寸晶圆厂。
 
3月17日,中芯国际宣布与深圳政府(透过深圳重投集团)拟以建议出资的方式经由中芯深圳进行项目发展和营运。依照计划,中芯深圳将开展项目的发展和营运,重点生产28nm及以上的集成电路并提供技术服务,旨在实现最终每月约40,000片12英寸晶圆的产能。预期将于2022年开始生产。据悉,中芯国际新的12英寸晶圆厂房主体建筑和已经投入生产的8英寸晶圆厂相连,且主体部分已经建设完成,并有望于2022年投入生产。
 
2020年8月,中国第一座12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目正式签约落户上海临港新片区。该项目是闻泰科技半导体业务实现100亿美元战略目标的第一步。2021年1月初,闻泰科技全资子公司安世半导体面对激增的半导体材料需求,宣布扩建位于上海临港的12英寸晶圆厂,将于2022年7月投产,产能预计将达到每年40万片。
 
此外,英特尔已经确定在美国新建两座12英寸晶圆厂。
 
三星方面,除了在韩国本土和美国新建12英寸厂之外,其在中国的投资力度非常大,主要表现在西安的存储器厂。之前,三星决定向其西安工厂投资150亿美元,这是该公司唯一的海外存储器生产基地。2017年8月一期投资70亿美元后,2019年二期投资80亿美元,一期投资建成的一条生产线已于2020年3月开始投产。近期,第二家工厂也将投产,且三期工程也在投资规划当中。三星西安厂二期投资完成后,二厂的NAND闪存产能将达到每月13万片晶圆。第一工厂的产能为每月120,000片。每月 25 万片晶圆的总产量约为三星2020 年NAND 闪存产量的一半。
 
以上是近一年来部分12英寸晶圆厂的扩产和新建情况。
 
另外,8英寸晶圆厂和产能状况也非常惹人关注,因为市场需求出现了前所未有的高涨,一点儿不逊于12英寸的。
 
以往,8英寸晶圆被认为是落后产线,更关注12英寸晶圆产线的建设和量产。然而,就是这一比12英寸晶圆“古老”多年的产品,8英寸晶圆芯片产能从2018年起,就处于明显不足的状况,而从过去的2020年来看,8英寸晶圆产能依然很紧张,特别是在中国大陆地区,在多条12英寸产线上马的情况下,似乎有些忽视了8英寸晶圆产能问题。总体来看,无论是IDM,还是晶圆代工厂,8英寸晶圆产能一直都很紧俏,产能利用率相当高。
 
出现这种状况的原因主要是市场对模拟芯片的需求量一直在提升,电源管理、功率器件、CMOS图像传感器、MEMS传感器、RF收发器、PA、滤波器,ADC、DAC等等,大都投产在8英寸晶圆产线里。
 
SEMI的统计报告显示,全球半导体制造商从2020到2024年将持续提高8英寸晶圆厂产量,预计增加95万片,增幅17%,达到每月660万片的历史新纪录。未来几年,晶圆制造商将增设22座8英寸晶圆厂,以满足5G、汽车和物联网(IoT)等高度依赖模拟、电源管理和显示驱动IC、功率组件MOSFET、MCU及传感器等器件的增长需求。