國內晶圓廠越建越多,真不擔心過熱麼?

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昨日,廣州又落實了一個新的12寸晶片製造項目「粵芯」,據透露,這個項目總投資共70億元,預計在2019年量產。

繼大陸半導體教父張汝京的協同式晶片製造(CIDM)項目「芯恩」之後,廣東省府再添一個晶圓項目。

對於廣州來說,先後規劃了兩個晶圓製造項目後,也算是在這波集成電路建設熱潮中不至於顆粒無收,也補全了珠三角的集成電路產業鏈。

但從筆者看來,正在到處興建晶圓製造項目,真的不擔心會面臨產能過剩嗎?雖然這是一個老生常談的話題。

但在這裡值得我們再關注一下,首先看一下我國的晶圓廠建設究竟有多熱。

先看純晶圓代工領域,除了傳統的晶圓代工廠商台積電、格芯、聯電、中芯國際、華力等廠分別在中國南京、成都、廈門、上海/深圳、上海等地擴建12寸晶圓廠外;淮安德科碼、合肥晶合、芯恩和文中開頭提到的粵芯的殺入;加上SK海力士聯合中國合資建代工廠的傳言,光是在純晶圓代工領域,就有了那麼多的玩家。

再加上一些IDM,例如三星、Intel、SK海力士在國內的村出廠,士蘭微最新宣布的12英寸晶圓廠項目,還有長江存儲、晉華集成電路、合肥長鑫這些聚焦存儲的國產IDM廠商。

可以看到的是,在未來幾年內,國內將有一大批的晶圓廠投產。

SEMI半導體產業研究主管Christian Dieseldorff在2016年年底的一份數據顯示,從全球現狀看來,目前處於規劃或建設階段,預計將於2017~2020年間投產的前端半導體晶圓廠將達62座,其中26座設於大陸,占全球總數42%。

前期需要投入大量的資金

建設一個晶圓廠,需要的成本大體上可以劃分為人才、設備、專利授權和土地成本。

由於國內很多晶圓廠,基本上都是與政府合作,這方面的成本相對來說可以忽略不計(如台積電已1.73億元獲得了南京廠土地的五十年的使用權)。

我們先看一下其他的投入。

人才和專利授權這塊就不細談了,因為作為半導體行業的從業者,大家應該對這方面的投入應該有基本的了解。

另一方面,作者對這塊也沒有太深入的了解,暫且按下,我們先看一下在工廠設備方面的投入。

在SEMI於12月底發布的最新「全球經驗換」報告指出,中國晶圓廠建設支出2017年將達到60億美元,2018年將達到66億美元,打破了另一項紀錄——一年內沒有一個地區在晶圓廠建設上花費超過60億美元。

如下圖所示,更多的新晶圓廠意味著在未來幾年將會有新一輪的晶圓設備投資。

根據半導體行業觀察之前的報導顯示,目前建造一條12英寸32/28nm的規模生產線需要超過40億美元,12英寸14nm生產線投資高達100億美元。

對於更先進的工藝,這樣的投資成本更是驚人的。

而且折舊成本也是驚人的。

根據集邦諮詢調查顯示,以一座初期月產能約10k的28nm新晶圓廠作為假設基礎,其折舊成本占整體營收約為49%,相對於一線晶圓代工廠折舊成本占比約23.6%,以及二線廠的25%,新廠折舊成本高出近一倍。

而來到間接人員成本,由於新廠的關鍵技術人力不足,必須仰賴至少高於市場行情2~3倍的薪資吸引專業技術人才,藉此提升客戶關係及縮短產品量產的學習曲線,集邦諮詢估算,新廠的間接人員成本比重達34%,遠高於一線廠與二線廠的10.2%與17.5%,集邦強調。

也就是說,無論後續量產時候,差能狀況如何,這些前期成本都已經投入了。

市場足夠支撐起這麼多工廠運營嗎?

這是一個大家都在關注的問題。

因如果沒有足夠的市場支撐,前期很多的投資就會淪為炮灰。

從市場角度看,看到潛力,才會投入巨資來建造晶圓廠。

正如之前台積電中國區負責人在ICCAD 2017上接受半導體行業觀察採訪時提到:

「做工廠不難,只要你有錢,那就去把買設備、機器買回來就可以建起來一個晶圓廠了;但晶圓代工這個生意難就難在,你需要找到你的客戶在哪裡,要明白到你要搞什麼工藝,做什麼產品,才能更好地做相關布置。

因此投入資金、投入人力、投入物力的時候需要搞清楚,你蓋的廠要搞什麼工藝,要做什麼區分,下一步要做什麼?產能賣給誰?這些都要弄清楚」。

從中外合資的企業先看。

拿台積電的南京廠來說,根據他們的規劃,南京廠初期會以兩家IC設計廠為主要客戶,隨著手機、人工智慧與智能汽車對先進位程的迫切需求,這都需要依賴台積電16nm以下的製程。

羅鎮球表示,台積電南京廠現在導入的項目已經達到20多個,這也基本符合了預期。

聯電廈門廠的55nm、40nm和28nm,尤其是28nm,現在基本是最甜蜜的節點,但是28HKMG工藝除了台積電外,他們基本是唯一的成熟供應商,龐大的市場需求也能夠讓他們的產能獲得青睞。

但是來到了格芯方面,前期是12寸的0.13和0.18工藝,這種傳統是在8寸晶圓上做的工藝首次提到了現在的大晶圓,按照格芯方面的說法,能夠看到了市場的需求,但真實情況,我們需要等到真正量產才能一窺真假。

至於FD-SOI工藝,這個押寶物聯網和射頻的工藝,在和FinFET的競爭中,由於矽片、配套IP和工具的不完善,在未來需要面對的風險極大。

至於晶合,這家合肥與台灣力晶合作的驅動晶片的高端工藝研發、生產製造及相關技術服務公司主要技術來源是台灣力晶。

從力晶過往在驅動IC方面的表現看來,他們的LCD驅動IC代工表現不錯。

雖然說今年出現了LCD驅動IC產能緊張的狀況。

但考慮到中日韓都在轉單OLED的過程中,LCD驅動IC未來的市場未來並不明朗。

且台灣台積電、聯電、華邦、茂矽等廠商在當中也有布局,晶圓產能需求大,在晶圓未來幾年的供不應求的前提下,這個領域能夠給晶合帶來多大的市場容量,尚不可知。

來到本土的晶圓廠,除了中芯國際的規劃比較明晰以外,其他廠商的有關市場、客戶、工藝、產品這些都不足夠清楚,如果單單說一個邏輯晶片或者說CIS、CMOS器件,這樣對Fabless來說,這樣的Fab吸引力又能有多少?

就拿現在廠商看好的物聯網、5G、AI、汽車電子來說,這些市場的前景是否真有分析師說的那麼巨大,尚且不說,但當中涉及的製造技術,我們也許都尚且有欠缺的。

魏少軍教授在今年的ICCAD年會上表示,中國2017年的設計公司較之2016年,基本維持穩定,那就意味著晶片設計公司的爆發潮已經趨於穩定。

對於那些晶圓廠來說,這也是一個考驗。

況且在三星、Intel和SK海力士這些廠商切入之後,他們的工藝積累會帶來很大的吸引力,本土晶圓廠在和其競爭中,就沒有任何優勢。

也就是說,在國內的晶圓廠建設熱潮中,最終的受益者可能都是那些合資企業中的外企,至於國內的那些合作方,更多情況下只能是帳面上掙到錢了,至於技術方面是否能夠通過合作獲取,這就看政府方面的合作談判手段了。

學中國汽車是沒戲的,如果能學習高鐵的引進經驗,也是還能看到更好的結果。

況且,正如芯謀研究分析師顧文軍所說:「國際12寸廠的產線利用率現在都開始走低了,也就是說現在12寸Fab產能已經開始走低了,現在12吋產能已經開始過剩,國際上幾家12吋Foundry產能利用率已經開始走低,國內更是集中在低端靠低價廝殺,怎麼還有那麼多人願意做Foundry?」

國家扶持是好事,但真的要遍地開花嗎?

我不去猜測投資這些晶圓廠背後的其他想法,就當這些項目的投入都是一心一意地投入到國產晶圓製造業務中去。

我們也需要肯定一點,為了自主可控,為了提升我國的集成電路水平,是需要建設自己的晶圓廠,但是真的需要遍地開發,幾乎每個省市都建設晶圓廠項目嗎?

回看台灣晶圓製造產業的發展,其實早期的時候台灣也到處都在建設晶圓廠,但不一樣的是,當時技術水平的差距沒有現在那麼大,市場變化也沒有那麼瞬息萬變。

況且台灣方面的合作跟國內不一樣的是,台灣當時的工研院輸出了很多重要技術給台積電和聯電,這就協助打造了台灣晶圓代工雙雄。

至於IDM方面,則是美日韓三方攜手合作輸送獲得的最好結果,他們之間的合作能夠齊齊去掙大陸的錢。

但考慮到大陸一貫的做事方式和龐大的市場,自主可控勢必會對歐美日韓甚至台灣的廠商造成巨大的利益威脅,這就是中國的外資合作沒能獲得巨大收益的一個重要原因。

看一下台積電連年50%往上的毛利,三星在過去一年對中國終端廠商的收割,就明白到發展自主的晶圓製造產業是勢在必行,不過現在的現狀是似乎有點矯枉過正了。

在國家資金的支持下,各地的項目林立,爭得還是同一個市場。

如果說各自有各自的技術優勢在其中,這樣的競爭也是比較良性的,但從現在看來,有重複性投資或者建設的嫌疑。

過往光伏投資的教訓依然血淋淋,且很多分析機構不看好半導體產業未來的需求,的這樣的遍地開發的晶圓製造投資帶來的潛在產能過剩風險(雖然晶圓廠產能爬升不高,但也潛在封簽),誰來承擔?

因此就編者看來,國內的晶圓製造,尤其是晶圓代工方面,需要聚焦,集中在一些現在主流的技術上面投資,為企業建設自主造血的系統,再瞄準先進技術,採取集中投資的方式,這樣也許會獲得更好的效果。

我認為,只要有了技術,其他一切都好辦。

希望在中國集成電路人的努力下,我國集成電路能夠走上正確的快車道。

文/半導體行業觀察 李壽鵬


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