晶圓巨頭們搶食成熟制程

晶圓代工是個賺錢的行當，但也是最困難的行業(yè)之一。半導體行業(yè)老大吃肉，老二喝湯，現(xiàn)在老二們的湯也要不保了？過去幾年早已放棄先進制程追逐的二線晶圓廠們，這幾年摩拳擦掌好容易將成熟制程的內功練的爐火純青，又等來了市場應用多面開花、汽車芯片大爆發(fā)之際，正準備大展拳腳的時候，不料，一線晶圓廠們，又殺回來了。在摩爾定律逼近極限的情況下，先進工藝進展緩慢，一線晶圓廠如臺積電、三星、英特爾等調轉矛頭開始發(fā)力成熟制程。格芯、聯(lián)電、中芯國際等其他二線晶圓廠慌了。

                                                                                                                     一線晶圓廠搶占成熟制程

芯片代工龍頭臺積電位居龍頭的秘訣之一就是稱霸成熟/特殊制程，仰仗的便是其驚人的產(chǎn)能。據(jù)了解臺積電超過一半的產(chǎn)出，皆為成熟和特殊制程。今年第三季度，臺積有46%營收來自這兩種制程。在此，讓我們來看下臺積電的特殊制程都有哪些？臺積電的專業(yè)技術組合包括MEMS、CMOS圖像傳感器、嵌入式NVM、RF、模擬、高壓和BCD-Power等。而這些技術大多采用的是成熟的工藝節(jié)點。16nm及以上被認為是成熟的制造節(jié)點。

臺積電在今年6月份宣布，到2025年前將成熟與特殊制程產(chǎn)能提升50%，該計劃包括將在臺灣、日本和大陸建設新芯片廠獲擴大產(chǎn)能。相對而言，臺積電成熟制程的擴充更專注于特殊制程（特殊制程是替客戶量身打造的客制化制程），逐步提高特殊制程在成熟制程的應用占比，進而支持客戶群增長所需。臺積電的重點是在28nm能力的晶圓廠，28nm作為臺積電經(jīng)典的Pre-FinFET制造工藝可行的最后一代，也被稱為生產(chǎn)簡單、低成本芯片的“甜蜜點”。臺積電也希望還在使用舊節(jié)點的客戶能夠過渡遷移到28nm工藝。

三星這幾年一直在和臺積電你爭我趕，三星欲回代工龍頭的雄心路人皆知，所以三星也在搶攻成熟制程，以削弱臺積在晶圓代工市場的獨霸地位。三星的晶圓代工事業(yè)鎖定的CMOS圖像傳感器所需成熟制程產(chǎn)能，進而確保新客戶提高獲利能力。三星在CIS市占率排名第二，無論是生產(chǎn)還是實力都很雄厚，向市場開發(fā)一部分代工業(yè)務，也是一個不錯的選擇。據(jù)BusinessKorea報導，三星晶圓代工部門計劃在2024年前讓成熟/特殊制程節(jié)點新增10條產(chǎn)線，計劃在2027年將成熟制程和特殊制程的產(chǎn)量提高2.3倍(和2018年水平相比)。成熟制程是指10納米、14納米、28納米、65納米、180納米等傳統(tǒng)制程芯片。另外，三星將增設17納米產(chǎn)線生產(chǎn)高檔影像傳感器，與現(xiàn)行的28納米制程并行。

另外一個重要的成熟制程代工參賽者就是英特爾，英特爾的IDM2.0戰(zhàn)略實施之后，代工業(yè)務就是其很重要的一項變革。今年2月份，英特爾宣布將以54億美元收購以色列公司高塔半導體（Tower）。英特爾在2022年第三季度財報中，透露他們已經(jīng)簽訂了全球TOP10半導體設計廠商中的7家。據(jù)eeNews Europe網(wǎng)站嘗試分析“七大客戶”成分，認為包含高通、博通、Marvell和Cirrus Logic，以及已確定的英偉達、聯(lián)發(fā)科、瑞昱。前不久，英特爾還與聯(lián)發(fā)科達成了合作，英特爾宣布將為聯(lián)發(fā)科數(shù)字電視及成熟制程的WiFi芯片代工，英特爾代工的工藝是Intel 16，本質上是Intel的22nm工藝的改進版。所以目前英特爾代工的工藝重點也是成熟節(jié)點。

他們發(fā)力成熟制程的原因主要有這么幾點：一是除了CPU、GPU和移動SoC這樣以先進制程節(jié)點為主的芯片之外，其他大量的的芯片很多是使用成熟制程；另一個現(xiàn)在智能手機、智能家電和電腦中使用的數(shù)十種芯片和傳感器，這些零件使用的是相對先進些的成熟制程，而且使用數(shù)量和復雜性還在提升；再者，當前車用電子的芯片含量正在不斷增長，幾年后，每部汽車中的芯片數(shù)量將增長到1,500個以上，汽車電子需求中80%是成熟制程，這也是一線晶圓代工廠們回攻成熟制程很重要的一個原因。

還有一個特殊的原因，大陸許多高階AI芯片以及計算芯片使用不了先進工藝，于是開始思索更改設計，通過使用多顆成熟制程芯片取代單一高階進程的芯片，保證出貨。此舉也變相的使成熟制程芯片同步倍數(shù)增加。

                                                                                                                            蠶食二線晶圓廠“蛋糕” 

但是如一線晶圓廠對成熟制程大刀闊斧的擴張，勢必對格芯、聯(lián)電、中芯國際以及其他二線晶圓廠造成一定的威脅，而且一線晶圓廠有先進工藝的優(yōu)勢，假如再出一些捆綁優(yōu)惠政策，將進一步?jīng)_擊二線晶圓廠。英特爾的代工業(yè)務已經(jīng)走上了正軌，如上文所述，英特爾代工業(yè)務搶食的客戶多是一些成熟制程的業(yè)務。三星晶圓代工部門副社長指出，三星的晶圓代工客戶從2019年來已增加至2倍以上，且預估2027年將擴增至5倍。成熟產(chǎn)能正在被一線晶圓廠一點點蠶食。

                                                                                                                        二線晶圓廠在成熟制程的押注可不小。

據(jù)悉，聯(lián)電今年的資本支出達到23億美元，這是其放棄先進制程研發(fā)以來最高的記錄。聯(lián)電的主要投資集中在22/28nm的制程節(jié)點。聯(lián)電也攜手大客戶簽下長約，擴充在臺南科學園區(qū)的12英寸廠Fab12A的P5及P6廠區(qū)產(chǎn)能。

中芯國際這兩年也一直在擴產(chǎn)，2021年8月26日，中芯國際宣布擬投資75億美元，在天津建設12英寸晶圓代工生產(chǎn)線項目，規(guī)劃建設產(chǎn)能為10萬片/月，可提供28納米至180納米不同技術節(jié)點的晶圓代工與技術服務。

華虹正在啟動回A上市，擬募資180億元分別投入到華虹制造(無錫)項目、8英寸廠優(yōu)化升級項目、特色工藝技術創(chuàng)新研發(fā)項目和補充流動資金。

據(jù)全球光刻機設備巨頭ASML的說法，盡管當前的宏觀經(jīng)濟環(huán)境造成了不確定性，但ASML看到，幾乎所有客戶都在搶成熟制程設備。根據(jù)VLSI的數(shù)據(jù)，自2021年開始，成熟制程晶圓廠設備的支出翻番，此后更是以較快的速度增長。產(chǎn)能上開足馬力，接下來就是搶市場、搶客戶的時候。

就拿車用芯片代工這一市場來說，幾乎讓所有晶圓廠紛紛紅了眼。臺積電拿下了70%的車規(guī)MCU。三星正在躍躍欲試欲規(guī)劃汽車芯片新工廠。聯(lián)電深耕多年的成熟制程也在發(fā)威，今年以來在車用芯片領域大布局，聯(lián)電已經(jīng)拿下多項國際大廠指標認證，包括英飛凌、恩智浦、德州儀器、Microchip等。格芯于2021年9月宣布投資60億美元擴產(chǎn)將汽車芯片產(chǎn)量翻倍。華虹攜手斯達半導的車規(guī)級IGBT芯片暨12英寸IGBT已于去年6月實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

在第三代半導體這個市場，也是晶圓廠追捧的一個熱門領域。雖然第三代半導體的產(chǎn)值很小，即使再過5年也可能不超過整個半導體市值的1%，但是新材料衍生的商機，將是硅達不到的，所以晶圓廠本著提升競爭力的角度也是不可不爭的。

臺積電自是不必說，臺積電在2014年就開始在6英寸晶圓廠制造GaN組件。聯(lián)電主要是通過轉投資聯(lián)穎切入，聯(lián)電初期也是在發(fā)展GaN技術。世界先進從2018年就開始朝量產(chǎn)GaN芯片的目標努力，世界先進于今年11月22日宣布，公司的 8 英寸 0.35 μm 650 V GaN-on-QST 加工技術平臺已完成系統(tǒng)的客戶端驗證和可靠性首批產(chǎn)品，正式進入量產(chǎn)階段。格芯在今年11月拿了美國3000萬美元的聯(lián)邦資金后，正在推動下一代代硅基氮化鎵(GaN)的開發(fā)和生產(chǎn)。

                                                                                                                                         寫在最后

從汽車用MCU到家電用電源管理芯片，成熟制程芯片無所不在。資本指出是衡量未來增長的一個很好的指標，這表明公司愿意花錢來增加市場份額和增加銷量。但在成熟制程的這場大戰(zhàn)中，晶圓代工廠商們，前途未卜，有產(chǎn)能過剩的隱憂，有越來越多競爭對手的加入。

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