中芯投資千億在上海建12寸晶圓廠

中芯國際「新建12寸集成電路先進工藝生產線」昨（13）日在上海浦東總部啟動，投資金額達人民幣675億元，加上相關配套建設，總投資額近人民幣千億元。

中新社報導，中芯國際投資案將有助上海集成電路產業升級，上海是大陸集成電路產業起步最早、發展集中、產業鏈完整、綜合技術水準較高的區域。

2015年上海集成電路產業實現產業規模人民幣950億元，預計2016年產業規模將首次超過千億元。

新華網報導，中芯新建的上海12寸晶圓廠，製程涵括14納米、10納米、7納米，量產後每月可達7萬片，供應給新一代行動通訊和智能終端機領域。

同時，新廠也配套生產高端光罩。

受到新廠擴建生產線的利多刺激，在港股上市的中芯國際股價12日盤中一度飆升至港幣0.93元，創逾一年新高，昨日盤中最高漲至0.94元，終場收在平盤0.92元。

中芯國際董事長周子學昨日在12寸晶圓廠新廠奠基儀式上強調，新廠是中芯國際的第一條14納米生產線。

為什麼要搶建12寸晶圓廠

中國已經成為半導體市場需求規模全球第一的國家。

根據ICInsights的數據，中國的半導體市場需求已占到全球市場需求的30%左右。

從目前的產能情況來看，12英寸晶圓產能中國的缺口較大。

ICInsights的數據是，台灣和韓國掌握了全球56%的12英寸晶圓產能，而中國大陸廠商僅掌握全球不到1%的12英寸晶圓產能，位於中國大陸（包括外商獨資）的12英寸晶圓產能則有8%。

龐大的市場需求，加上製程技術的局限性，讓中國大陸成為投資半導體製造的新熱門。

而在晶圓方面，由於其形狀為圓形，故稱為晶圓。

晶圓是生產集成電路所用的載體，一般意義晶圓多指單晶矽圓片。

晶圓是最常用的半導體材料，按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規格，近來發展出12英寸甚至研發更大規格（14英寸、15英寸、16英寸、……20英寸以上等）。

晶圓越大，同一圓片上可生產的IC就越多，可降低成本；但對材料技術和生產技術的要求更高，例如均勻度等等的問題。

一般認為矽晶圓的直徑越大，代表著這座晶圓廠有更好的技術，在生產晶圓的過程當中，良品率是很重要的條件。

主客觀的影響下，國內外產生了12寸晶圓的投資熱潮。

根據之前的統計，排除這次SMIC的上海新廠外，中國境內的12寸晶圓廠主要如下圖所示。

越來越多的12寸晶圓廠，意味著什麼?

市場研究機構IC Insights近日公布了最新的2016~2020年全球晶圓產能報告，顯示全球營運中的12寸(300mm)晶圓廠數量持續成長，預期在2016年可達到100座。

IC Insights報告中其他關於12寸晶圓廠重點還包括：

有幾座預定2013年開幕的晶圓廠延遲到了2014年；而隨著台灣廠商茂德(ProMOS)的兩座大型12寸廠在2013年關閉，導致營運中的12寸晶圓廠數量在2013首度減少。

截至2015年底，全球有95座量產級的IC廠採用12寸晶圓(有大量研發晶片廠以及少數生產非IC產品，例如CMOS影像傳感器的量產晶圓廠，但不包括在統計中)。

目前全球有8座12寸晶圓廠預計2017年開幕，有可能使該年度成為自2014年有9座晶圓廠開始營運以來，第二個有最多數量晶圓廠開始營運的年份。

到2020年底，預期全球將有再22座的12寸晶圓廠營運，讓全球應用於IC生產的12寸晶圓廠總數達到117座。

而如果18寸(450mm)晶圓邁入量產，12寸晶圓廠的高峰數量可達達到125座左右；而營運中8寸(200mm)量產晶圓廠的最高數量則是210座(在2015年12月為148座)。

今日的12寸晶圓廠可以很巨大，但它們以一種模塊化的格式裝備；每個「模塊」通常具備每月25K~45K晶圓片的產能，並與最接近的晶圓廠模塊緊密連結；台積電(TSMC)已經將這種模塊化方案優化，其Fab 12、14與15等據點都是分階段擴張。

而18寸晶圓技術持續邁向量產，儘管其步伐不慍不火；而因為微影技術是轉移至18寸晶圓最大的挑戰之一，設備廠商ASML在2014年3月宣布將暫時延遲18寸晶圓設備的開發，有產業界人士認為這是個18寸晶圓可能永遠不會發生的徵兆。

此外ASML還指出，其延遲18寸晶圓設備開發的決定是基於客戶的要求。

IC Insights並不認為這意味著18寸晶圓將胎死腹中，不過該尺寸晶圓的試產可能要到2019年以後才會發生，而量產則還要再2~3年。

新工廠會給SMIC帶來什麼好處

我們知道，在摩爾定律的指導下，半導體工藝已經來到了10幾納米的級別。

TSMC 在最近一次的法說會中，提到他們家16nm 製程市占在2015 年達到50%，而在2016 年更有可能超過7 成，但事實上有這麼樂觀嗎？

以2016 年的市場狀況計算，採用先進位程的產品以處理器為大宗（尤其是行動處理器，總和約占整體16nm 產能七成左右），其次是即將在第二季大量上市的新製程GPU（約有兩成多），因此只要從幾個指標廠商觀察，就可以得出大概的市場分部狀況。

首先我們從整個1x nm 世代來分析。

14 nm 陣營方面，Samsung Semiconductor 與GlobalFoundry 由於基於同一技術，所以視為同一平台，而目前已投產客戶包括了Apple、Qualcomm、Samsung Electronics 以及AMD 等，雖然家數不多，但以目前14nm 有限的產能而言，其實已經相當緊繃。

AMD 算是2016 年才加入14nm 陣營產品的廠商，主要投產品為GPU 和CPU / APU，GPU 將在第二季量產，而CPU 或APU 可能要等到第三季以後。

另外從TSMC 方面觀察，目前16nm 大客戶包括Apple、MediaTek、Spreadtrum、Hisilicon 與NVIDIA，而目前量產的16nm 客戶僅有Apple 和Hisilicon，Spreadtrum 和MediaTek 仍要到下半年才有可能投產，NVIDIA 主要投產的產品線為GPU，第二季就會正式量產，雖然晶片數可能不如其他行動晶片客戶，但因為GPU 晶片面積大，單片晶圓平均只能切出約行動晶片五分之一的量，以晶圓消耗量而言，預料也不會明顯比個別行動晶片客戶少。

NVIDIA 在2016 年也有一到兩款SoC 產品，但主要針對汽車電子，而非行動應用，總量預計有限。

要評估16nm 和14nm 產能還需要從個別市場動態觀察。

行動晶片市場方面，Qualcomm 在2016 年的產品布局非常堅實，雖然最低階產品稍弱，但中高階占據了絕對優勢，且是，或將以14nm 製程生產，加上新的modem 晶片也將會以該製程生產，2016 年14nm 製程產品可能會占Qualcomm整體晶片出貨有機會達兩成。

換句話說，Qualcomm 一年包含MSM 與MDM 晶片總出貨量超過九億顆，2016 年將可能有將近1.8 ~ 2 億顆是基於14nm 製程，這邊有個變數，那就是傳說Intel 拿下Apple一部份的基頻晶片訂單，但以Intel 年底可供應的基頻產品來看，只能是28nm 產品，進到Apple 高階產品的機會恐怕也不大，若是進到7C /SE 之類的中階產品，那麼以過去5C 的出貨預估，最多上千萬顆左右，對高通影響其實有限。

而Intel 下一代基頻也會回到自家工廠用14nm 製造，不過這已經是2017 年才會發生的事了。

另一方面，Samsung Electronics 自有晶片也持續拓展產品線， 2016 年包含中階與高階產品都進入14nm 世代，而相關智慧型手機產品的熱銷，可預估其對Qualcomm 14nm 晶片出貨帶來相當大的幫助，而其整體自有晶片的需求亦應會高於2015 年，且14nm 產品占比將高於八成。

至於MediaTek 雖在中階產品仍有性價比優勢，但可惜其低階持續被Spreadtrum 侵蝕，再加上QualcommSnapdragon 中階產品來勢洶洶，目前「高階」礙於架構設定與通訊技術限制，市場並不認可其已具備真正高階定位，今年其預備投產的16nm 產品線主要是中階定位，也將受到Qualcomm 和Samsung 的14nm 中階產品挑戰，改用16nm 製程生產的產品價格也會略高，初期在客戶說服能力上也不會太強，因此預估其2016 年16nm 晶片占其整體出貨比例可能在一成左右。

以2015 年MediaTek約4 億顆行動晶片的出貨量，加上其中階產品(MT6732/6752/MT6753 ) 占比評估，2016 年基於16nm 的中階產品最高可能有機會達到4,000 ~ 5,000 萬顆。

在Hisilicon 方面，其高階產品，包括Kirin 950 與即將量產的Kirin 955 ，加上預計年底量產的Kirin 960 以及下半年量產的16nm 版本Kirin 6xx 系列，由於Huawei 曾喊出自有方案產品會占整體出貨一半以上，估計其16nm 晶片總量應該會與MediaTek 的16nm 產品相當或略多。

至於Spreadtrum，雖然其16nm 產品宣布的相當早，但以其軟體開發實力而言，要到整個方案堪用，恐怕要到2016 年底才有可能，以其首顆4G 晶片SC9830A 的出貨模式觀察，其16nm 產品出貨量今年最多應不會超過1,000 萬顆。

Apple 的A9 仍有將近6成在SamsungSemiconductor 投產，以Apple 的iPhone 在2016 年出貨量預估約有2.3 ~2.4 億支，各研究單位估算約有三成為今年的新iPhone ，晶片有可能會完全交由TSMC 代工，但今年仍有全部iPhone 總量的三成晶片會由Samsung 生產。

若加上iPad 的A9X ，2016 全年大約有2,000 萬顆的使用量，這邊則是完全由TSMC 製造。

也因此，以行動晶片的預估產量而言， 16nm 約為3 億顆， 14nm 約為3.2 ~ 3.4 億顆，當然，我們還必須加上AMD 和NVIDIA 的晶片代工量，NVIDIA 在2016 年的1x nm 世代產能需求預估約略大於AMD，此因AMD 的14nm 製程CPU 產品時程較晚之故，但AMD 在DirectX 12 優勢地位，及可能於2016 下半年出現的新版遊樂器終端使用14nm 製程方案，對其整體出貨預計也會有相當的幫助。

以代工業為例，2015年台積電的市場份額占全球代工市場的55.4%，2014年為52.85%，2013年是49.33%，2012年為46.49%，整體呈現集中化態勢。

如果橫向比較，2015年其他代工企業的市場份額，分別是格羅方德占10.36%、聯電9.19%、三星6.28%、中芯國際4.66%。

」從以上數據和技術差距上看，中芯國際超越前者的難度不小。

但面的著這麼一個龐大市場需求和振興中國半導體製造產業的決心，中芯國際推動晶圓廠的前進是勢在必行。

本文來自經濟日報和Benchlife等媒體報導，如轉載不當請及時聯繫後台，謝謝。

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