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作者 ｜ 中远亚电子
2021年的半导体行业关键词之一就是“缺芯”，而芯片之所以紧缺的根本原因在于晶圆产能供应不足，产能远远小于市场的需求，从而导致了“芯片荒”的现象。因此，缺芯的本质是晶圆的短缺。
由于时代的发展，Fabless（无晶圆制造设计）成为多数科技公司的首选，如华为、苹果。如今，随着新冠疫情的爆发，加上5G、新能源行业的快速发展，晶圆产能供应链短缺的问题日益严重，需求失衡的重灾区首当其冲的是汽车电子行业。为此，众多半导体厂商开始转战阵地，或建晶圆厂，或增加产线扩产等，晶圆代工的地位逐日攀升，这也带动了全球近两年晶圆代工的产值高速成长。
据分析公司TrendForce称，今年全球前十大代工公司的总收入预计将超过1000亿美元，到2022年，他们的总收入将增长13.3%，达到1176.9亿美元。
那么，在晶圆建厂火热开展的背景下，2022年的晶圆产能是否跟得上市场需求，实现供需平衡呢？
半导体制造商的晶圆厂扩产一览
全球芯片短缺对各行各业都造成了一定的影响，汽车电子行业尤甚。据顾问公司AlixPartners日前的市场分析报告显示，芯片短缺的问题预计将使全球汽车产业在2021年减少770万辆的汽车出货，损失金额高达2,100 亿美元。
为此，半导体制造商为了挽救“缺芯荒”的现状，不让情况继续恶劣下去，从2021年开始，建厂扩产大动作频频，未曾间断。
下面，我们先来看下半导体制造商对晶圆建厂扩产的规划与安排——
1）台积电
台积电作为全球芯片“代工之王”，它的一举一动皆受全球半导体市场瞩目。
据悉，2021年台积电资本开支由年初的250亿美元至280亿美元提升至300亿美元，其中约80%将用于3纳米、5纳米和7纳米等先进工艺；约10%分配给先进封装和光罩；约10%用于特殊工艺。
2020年5月15日，台积电宣布于美国亚利桑那州兴建5纳米制程的12英寸晶圆厂；2021年4月宣布将于2024年完工，届时将具有月产能2万片的规模。
2021年4月22日，台积电宣布28.87亿美元投资在南京厂，扩充月产2万片28nm及以上工艺产能，预计于2022年下半年开始量产，并在2023年完成2万片的规模。
2021年7月28日，中国台湾有关部门正式批准了台积电在新竹宝山镇新建2nm工厂的规划，目前正在建设中。台积电2nm工艺预计2023年试产、2024年量产。
2021年11月9日，台积电董事会宣布以21亿美元在日本设立子公司，将提供12英寸22-28纳米晶圆代工服务，预计2022年开始建厂，2024年4月正式投产，届时将具有月产能4.5万片的规模。
2021年11月9日，台积电宣布在高雄建设的新晶圆厂，计划采用先进的7纳米工艺和成熟的28纳米工艺，预计2022年开始建厂，2024年正式投产。
2021年12月11日，据台湾《经济日报》消息，针对台积电赴德国设厂，台积电相关负责人指出，“目前仍属于非常早期阶段”。
2021年12月28日，台积电现已确定将在中国台湾省的中科园区进行建厂。据相关人士透露，台积电在中科除了规划2nm新厂，后续的1nm厂也将落脚此处。
2）联电
被称为中国台湾地区的“晶圆代工双雄”之一的联电，占据着全球芯片代工市场的高份额。据市调机构TrendForce的报告显示，2021年第一季度联电的晶圆代工营收为16.03亿美元，排名全球第三。
联电2021年资本支出金额23亿美元，其中85%用于12英寸产能扩产，15%用于8英寸产能扩产。
2020年2月11日，联电将透过子公司苏州和舰，参与12寸晶圆厂厦门联芯增资，总金额人民币35亿元，协助联芯扩产。目前，联芯12寸厂月产能已达约1.7万片，其中，28纳米月产能约5,000片，第二阶段扩产进行中。
2021年4月22日，联电宣布与部分客户合作，投资新台币1000亿（约合23亿人民币）扩充Fab 12A P6厂区的28nm芯片产能，未来还可升级为14nm产能。P6厂区扩建产能将于2022年开始动工，计划于2023年第二季度投入生产。
2021年12月中旬，联电宣布进行南科Fab 12A 的P5及P6厂区的扩产，预计投入762.73 亿元新台币（约合175亿人民币）将以采购设备为主，以满足产能扩充需求。
联电在苏州和舰的8英寸晶圆厂，预计到2022年第3季月产能增加1万片，增加幅度达到13%。
3）三星电子
作为全球晶圆代工大厂的三星电子，早在2021年10月，三星电子宣布预计在2026年前将晶圆代工产能提高到目前三倍。据日经近日报道称，有半导体设备商表示，三星已提供2021年设备采购计划，资本支出将进一步增加20%至30%。
2021年6月，三星旗下的平泽新扩建采用极紫外光光刻机（EUV）的5nm厂已开出新产能，而且该厂区并力拼4nm与3nm开始展开风险试产的动作。
2021年11月24日，三星电子正式宣布，将在得克萨斯州泰勒市新建一半导体制造工厂，投资规模高达170亿美元。新厂将于2022年上半年破土动工，目标是在2024年下半年投入运营。
4）格芯
在全球晶圆代工市场市占率排名第四的格芯在2021年宣布，将提高车用芯片产量至少一倍，并将斥资60亿美元扩产。
2021年6月28日，格芯宣布将投入40亿美元设立新加坡新厂，预计于2023年启用，预计建设工作将于2023年底完成，年新增45万片12英寸晶圆产能。
2021年7月19日，格芯在纽约马耳他投资10亿美元扩建，预计年增15万片12英寸晶圆产能，以弥补FAB10出售形成的产能空缺。未来还将建设一座年产能50万片12英寸晶圆的新工厂。
2021年8月19日，格芯在德累斯顿未来两年内将投资10亿美元，以最大限度地提高当前晶圆厂的制造能力。
5）英特尔
2021年3月，英特尔自从宣布“IDM 2.0”战略，重返晶圆代工市场之后，便开始积极扩展全球产能布局。
2021年3月24日，英特尔宣布了多项扩产计划，一方面拟在美国亚利桑那州投资约200亿美元新建两座工厂（晶圆厂）。目前已正式动工，预计自2024年开始量产7纳米或更先进芯片，并设立代工服务部门，为其他半导体厂代工制造芯片。
2021年12月16日，英特尔将投资逾70亿美元在马来西亚新建一个芯片封装和测试工厂，该工厂预计将于2024年开始投产。
目前来看英特尔在欧洲的建厂情况——英特尔在欧洲只有爱尔兰设有晶圆制造工厂，目前有计划在德国兴建第二个晶圆制造基地。第一阶段将先建2座晶圆厂，最终将兴建8座晶圆厂，总投资金额800亿欧元。
6）中芯国际
中芯国际作为中国大陆的芯片代工巨头，在晶圆产能尤为短缺的情况下，中芯国际宣布了多项扩产计划以满足客户需求。
2021年1月4日，中芯国际临港基地宣告正式启动建设。规划建设产能为10万片/月的12英寸晶圆代工生产线项目，主要聚焦于提供28纳米及以上技术节点的集成电路晶圆代工与技术服务。
2021年3月，中芯国际宣布将在深圳再建一座12英寸晶圆厂，重点生产28纳米及以上的集成电路和提供技术服务，旨在实现最终每月约4万片12英寸晶圆的产能，预期将于2022年开始生产。
2021年12月，中芯国际集成电路制造（深圳）有限公司2010万元竞得坪山区G12205-0007宗地。根据《深圳市重点产业项目产业发展监管协议》，将用于12英寸晶圆代工生产线配套厂房项目。
除了以上半导体代工大厂进行的晶圆扩产外，中国台湾的晶圆厂商力积电在2021年3月25日动用2780亿新台币投资铜锣12英寸晶圆厂已开工建设，制程技术涵盖10纳米级到50纳米，预计2023年开始分期投产，达产后月产能将达到10万片；此外，还有德州仪器、世界先进等等半导体制造商，都积极投身建厂扩充产能的队伍中。
2022年晶圆产能的预估与展望
尽管各大半导体制造商在积极建厂提高产能，但是这些新增的产能将于2022年，或者2023年才开始陆续投放，加上未来两年的产能已被各大厂争先预购售空，因此，2022年的晶圆产能看来不容乐观。
1月5日，在摩根大通科技/汽车峰会上，就有多位半导体行业高管表示，无论是电脑芯片还是汽车芯片，短期内短缺问题都无法解决。大多数企业高管都预计，在2022年中期以前都无法看到芯片供应短缺改善的迹象，而且很多高管甚至预计，今年全年都难以改善。
英伟达首席财务长克雷斯(Colette Kress)表示，预计下半年的芯片供应将有所改善。由于芯片严重短缺，英伟达生产的显卡芯片在市场上的售价已经比其零售定价高出数千美元。
安森美半导体公司首席执行长哈桑纳·埃尔-库里(Hassane el - koury)也认为，今年全年的剩余时间里，芯片都将供不应求。安森美半导体公司主要生产汽车电源管理芯片，这一芯片对于电动车尤其关键。
多数行业高管都认为，当前的芯片需求旺盛完全反映了客户的实际需求，目前还没有迹象表明存在那种可能导致库存过剩、随后需求崩溃的囤积行为。
此外，中国台湾大多数晶圆代工企业指出，2022年上半年产能都已被客户预订一空，下半年超过九成产能也已卖完，订单能见度已看到2022年下半年。并且，由于业界看好疫情趋缓及经济解封后，芯片短缺问题会延续到2023年之后，所以超过半数客户都选择签订2～3年长约，更见2022年的晶圆产能仍处于紧俏的地步。
据国外市场分析机构digitimes报道，消息人士称，大部分汽车芯片都是在 8 英寸晶圆厂制造的。因此，在缺芯的重灾区汽车电子行业来看，8英寸和12英寸的产能供应至关重要。然而，在TrendForce 看来，8英寸晶圆和12英寸晶圆产能仍将是严重瓶颈，相关产能增长预计也相当有限，相关人士认为可能到 2025 年才会有所缓解，未来几年 8 英寸晶圆厂的大部分产能已被完全预订，扩大产能也越来越困难。
同时，由于市场需求持续火爆，2022年晶圆代工已开启第一轮的涨价浪潮。由芯片代工龙头台积电引涨2022年晶圆代工价格10%-20%后，其他晶圆代工厂包括联电、力积电、世界先进等企业，后续也陆续通知客户将在2022年第一季再度调涨晶圆代工价格，涨幅约8%-10%，有些热门制程涨幅则超过一成。
中远亚电子小结
2022年的晶圆产能是否吃紧？答案不言而喻。
据集邦科技预估，2021年至2023年全球12英寸晶圆产能将逐年增加13%至15%，月产能将每年增加20万至30万片规模。因台厂新增的成熟制程产能于2023年才会有晶圆产出贡献，预期芯片缺货潮要等到2023年才能缓解。
尽管半导体制造商已新增晶圆产能，但是距离投入使用还有一段时间。远水解不了近渴，因此2022年的晶圆短缺现象或将持续。
但是，台积电南京厂扩建的28纳米产能将在2022年下半年量产，并于2023年中达到月产4万片，同时随着联电、三星电子、格芯等半导体制造商的产能陆续释放，相信2022年下半年至2023年“芯片荒”的现象将会缓解，晶圆产能也将不再吃紧，市场供需达到平衡状态。（cr：中远亚电子）
审核编辑：符乾江
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