半導體生產是一項極其資本密集的業務，并且隨著制程技術的進步和制造工具的價格越來越昂貴，芯片制造商不得不增加其資本支出預算。現在包括臺積電、聯電、三星等都增大投入，2021年，臺積電資本指出增幅最高逾6成，三星首度突破3 兆日元大關并且要在美國建廠，格芯將投資額翻一番，聯電也繼續在成熟工藝增資擴產，中芯國際回A股募得456億元。目前疫情警報尚未完全解除，全球企業大多繃緊神經，晶圓廠仍邁開大步、積極投資，究竟各個公司看到了什么機會？他們的投資方向又有何不同？

依然大手筆的臺積電

首先要提一下，2019年臺積電的全年研發費用為29.59億美元（約折合人民幣209億元）創下歷史新高，較前一年成長約4％，約占總營收8.5％，并且是臺灣科技業界年度研發支出最高紀錄。

讓我們來看下2019年臺積電達成的主要成就，從晶圓出貨量上來看，2019年臺積電的晶圓出貨量達1，010萬片12寸約當量，16nm及以下更先進制程的銷售金額占整體晶圓銷售金額的50％，高于前年的41％。在先進工藝研發進程上，臺積電7nm強效版技術量產及5nm技術成功試產，在開發3nm第六代三維電晶體技術平臺的同時，亦開始進行領先半導體業界的2nm技術，并針對2nm以下的技術同步進行探索性研究。

而在上個禮拜舉辦的法說會上，最讓法人吃驚的是高于市場預期的資本支出，臺積電再給驚喜，臺積電2021年資本支出將高達250~280億美金，相較2020年的約170億美金，增幅最高逾6成，創歷史最高水平。

臺積電首席財務官黃文德在本周的分析師和投資者收益電話會議中表示：“在2021年25至280億美元的資本支出中，約80％的資本預算將分配給先進工藝技術，包括3nm，5nm和7nm。大約有10％的資金將用于先進封裝和mask制造，而大約10％的資金將用于特殊技術。”

“2021年的資本支出主要用于N5的擴展（至少是其當前55-60k WPM容量的2倍），N3的構建僅限于中試線/初始生產（+ 10-15k WPM，盡管我們預計N3的容量與N5的相似）全面擴張后），” China Renaissance Securities的分析師Szeho Ng 在周五給客戶的報告中寫道。

在未來幾年，因5G及HPC相關應用的產業大趨勢，將為公司帶來更高的年復合成長率。蘋果已經是臺積電先進節點的主要客戶，隨著其向PC和內部設計的調制解調器過渡到自己的蘋果芯片SoC，未來幾年，蘋果可能會大大增加向代工廠的訂單，這將進一步推動對臺積電領先的制造技術需求。再加上英特爾還將在未來幾年中將更多產品外包給臺積電，這將是增加對代工廠的復雜制造工藝的需求的另一個因素。對臺積電來說，長期商機擺在眼前，勢必將全力投資，以因應HPC市場的強勁需求。

多事之秋的三星

繼傳奇領導人三星會長李健熙于2020年10月份病逝后，三星電子副會長李在镕因行賄案因行賄被判2年6個月。目前三星的各個部門暫時由專業高管管理，不過三星的投資計劃卻還在進行中。

近日據華爾街日報報道，文件和知情人士透露，韓國三星電子正考慮投資高達170億美元，在亞利桑那州、得克薩斯州或紐約建立一家芯片制造廠。據其中一位知情人士透露，三星正在鳳凰城及其周邊尋找兩個地點，兩個地點位于奧斯汀及其附近，一個大型工業園區位于紐約西部的根西縣。

2021年起，為應對隨著人工智能 （AI）、物聯網 （IoT） 、以及5G的普及而帶來的NAND需求，三星設立了“半導體愿景2030”長期計劃，目標是在未來10年里“稱霸”晶圓代工市場。雖然目前與臺積電在全球市場占有率上還有較大的差距，但是無論是在技術還是投資上，三星都在不斷的增加。

從三星的最近布局也不難看出，其全面看好2021年5G手機和SSD市場前景。據日經新聞報導，三星電子半導體部門2021年設備投資額有望首度突破3 兆日元大關、將續創歷史新高紀錄。據悉，2020年在西安的二期第一階段已投產，并開始新建二期第二階段項目，將在2021年下半年竣工。同時平澤P2工廠已投資8兆韓元新建NAND Flash產線，計劃2021下半年開始量產，以及還在規劃新建P3工廠。

2020年三星已開始在華城工廠批量生產5nm EUV產品，同時提升位于韓國平澤工廠的晶圓代工產能，擴大5nm EUV量產規模。

前途未卜的英特爾

英特爾這幾年在先進工藝的發展不盡人如意，考量英特爾過去在14納米乃至更先進制程都需要高于臺積電的投資才能提高效率，但英特爾并未具有良好投資與量產報酬率，美國業界研判，英特爾未來將更專注高毛利率產品設計開發，除了制造部分委外，英特爾未來在三至五年會逐步往無晶圓廠（fabless）方向發展。

尤其是英特爾新的準執行長Pat Gelsinger將在2月15日上任，華爾街分析師認為，Gelsinger對技術具備敏銳認知，有望大刀闊斧，協助英特爾未來數年順利轉型為無晶圓廠（Fabless），專注先進設計技術與專利授權。

英特爾董事長Omar Ishrak在公開聲明提到，英特爾董事會經過仔細考慮，結論是現在正是英特爾轉型關鍵時刻，Gelsinger的技術和工程專業知識是能改變管理的適合時機，現任執行長Bob Swan也會確保管理層無縫接軌。

供應鏈傳出，英特爾擴大委外代工的方向不變，將采取“核心芯片（CPU）”與“非核心芯片（CPU以外芯片）”兩路并進，逐步拉高臺灣制造比重，今年增加的訂單量至少10%起跳，臺積電、聯電都有望分到訂單。其中，最受關注的英特爾核心芯片，也就是中央處理器（CPU）委外代工訂單，都是由臺積電獨拿。

據了解，在英特爾非核心芯片（CPU以外芯片）委外方面，先前已有約二成至三成分別委外由臺積電、聯電操刀；英特爾子公司也將數據芯片測試交由京元電、日月光投控等專案合作，今年也已新增專案合作。

業界認為，英特爾在非核心產品已與臺灣供應伙伴合作多年，消息人士透露，英特爾今年開始，非核心產品委外策略也加快腳步，陸續啟動供應鏈轉移計劃，轉移區域是大陸以外的臺灣，今年會因轉移而提升至少10%，同時包含數個專案在進行。

美國業界研判，英特爾與其將這些錢放在數次延宕的生產上，不如更專注在既有的先進技術開發與專利授權，發展為無晶圓廠專注在芯片設計，更能發揮與創造英特爾半導體核心技術能力。

但據anandtech的報道，此前英特爾首席執行官Bob Swan在近日舉行的一場罕見的圓桌會議上所發表的言論中卻分析得出，聽起來英特爾幾乎肯定會保留其晶圓廠。Bob一再指出，英特爾的主要優勢是作為一家垂直整合的公司，并且能夠擁有擴大生產規模的資源，以滿足客戶的需求并應對需求的激增。顯然，關于英特爾是否會具有足夠的競爭力的制造技術以保持如此高的需求的問題仍然存在，這個孤立的解釋仍然存在，但我們對此的解釋表明，保持晶圓廠內部可以使英特爾為客戶供應保持敏捷性需求，這在使用第三方資源時可能是不可能的。

所以，英特爾在晶圓廠的發展可以說還有待撥開迷霧。

發力成熟工藝的聯電

從全球純晶圓代工的營收趨勢來看，除去臺積電引領的最先進工藝的高毛利，其他全球的晶圓廠營收主要來自于穩定成熟的工藝，據 Omdia 最近的研究報告顯示，28nm 將在未來 5 年成為半導體應用的長節點制程工藝。純晶圓代工的企業中，聯電、Globalfoundry、SMIC 等，在 28nm（以及相關衍生工藝）上都有穩步的性能提升及各種新產品的導入來滿足客戶不同需求。

所以聯電也在致力于增加22和28納米產能。聯電12英寸產能分布在南科12A、廈門聯芯與日本等，南科12A月產能超過8.7萬片。因市場需求增加，產能不足，聯電去年底董事會通過增加新臺幣286.56億元資本預算案，主要用在擴增南科12英寸的28納米制程為主，但因部分機臺設備可共用，將會視訂單需求，延伸到20、22或14納米制程。聯電指出，目前南科P5廠裝機臺設備近一半，一座廠的月產能共約2.5萬片。聯電預估今年資本支出將高于去年的10億美元。

針對擴產議題，聯電總經理簡山杰在去年11月接受媒體采訪的時候表示，聯電已經決定先暫停往14納米以下制程發展，主要先會以成熟制程和特殊制程來走，后續的擴產方向，主要會在12英寸，尤其是22納米和28納米產能會明顯提高，預計明年中旬廈門廠區會增加6000片產能，至于臺灣廠區部分，一來是40納米會轉28納米，二則會增加機臺設備，因此臺灣廠區產能也會提高。

在5G、AIOT、汽車電子等帶動下，聯電認為，即使手機出貨數量不增加，但對半導體都是好的、有幫助的。長線來說，5G芯片的硅含量是過去的2.5倍，

雄心勃勃的格芯

在2018年大幅改變其戰略之后，GlobalFoundries總體上變得更加謹慎。但其22FDX平臺似乎很成功。2020年10月GlobalFoundries 22FDX達到出貨里程碑，已經出貨了使用其22FDX節點生產的3.5億片芯片。格芯還宣布了22FDX +，這項技術將于2021年第一季度開始在德國德累斯頓的Fab 1生產，該平臺針對的是IoT，5G，汽車和衛星通信領域的廣泛應用。

GlobalFoundries在德國德累斯頓的Fab 1和紐約馬耳他縣的Fab 8已經運營幾十年，仍然是該公司的主要主力之一。目前，Fab 1可以使用22FDX，28SLP，40/45 / 55NV以及BCDLite技術來處理晶圓。GlobalFoundries計劃在2020/2021年每年啟動40萬至500，000片晶圓，但它還計劃擴大生產設施。因為看到這些技術節點的高需求，GlobalFoundries有計劃在未來幾年內將晶圓廠的產能翻倍至900，000?100萬個晶圓。

以往GlobalFoundries每年花費約7億美元用于擴建，但因為看到2021年的產品的需求如此強勁，他們打算將其翻一番，達到約14億美元，以升級其包括Fab 1和Fab 8在內的制造設施。

尤其是現在全球汽車芯片的缺貨正在擾亂從豐田汽車公司到大眾汽車公司的汽車制造商的生產，這正成為全球芯片制造商的增長機會。Globalfoundries負責人Mike Hogan也說，公司正在以前所未有的速度運轉其工廠，并優先考慮汽車芯片以滿足需求。

除此之外，Globalfoundries有望在2022年下半年完成IPO，他們表示，希望在上市前達到某些財務里程碑，而且由于對芯片的需求不斷增長，Globalfoundries相當有把握在2022年達到這一目標。

充滿不確定性的中芯國際

日前，中芯國際被美國列入“黑名單”，但考慮到他們在國內晶圓廠的地位，他們的未來布局也會對產業帶來影響。

回看2020年，中芯國際的投資也不少，尤其是回科創板上市，募資巨大，也為公司的發展注入了更多的資本支持。

2020年7月16日，大陸半導體代工巨頭中芯國際集成電路制造有限公司將正式登陸科創板，成為國內首家同時實現“A+H”的科創紅籌企業，也將成為A股科技股龍頭企業和市值最高的半導體企業之一。

據中芯國際所發布的公告，公司登陸科創板公開發行股票募集資金凈額為456億元，將用于12英寸芯片SN1項目、成熟工藝生產線建設項目、先進及成熟工藝研發項目儲備資金以及補充流動資金。

2020年12月4日，中芯國際發布公告稱，公司全資附屬公司中芯控股、國家集成電路基金II和亦莊國投已訂立合資合同，以共同成立合資企業中芯京城集成電路制造（北京）有限公司，注冊資本為50億美元，總投資額為76億美元（約500億人民幣），業務范圍包括生產12英寸集成電路晶圓及集成電路封裝系列等。

結語

在半導體晶圓廠前進的征途中，有的人攜資本和技術大步流星的往前邁，有的人選擇適可而止安營扎寨鞏固成熟技術，有的人退出歷史舞臺專攻其他技術。但無疑，晶圓廠們的競爭還在繼續，資本正在源源不斷的涌入，新技術還在不斷迭代，老技術也在不斷推陳出新。
責任編輯:tzh