市場 | 15年內(nèi)，全球晶圓廠格局發(fā)生巨變

半導(dǎo)體材料與工藝設(shè)備

2021年6月21日 17:57

全球晶圓廠數(shù)量近10年日本和美國減少，中國大幅增加

在 ASMC 2021 上，SEMI 美國總部高級首席分析師 Christian G. Dieseldorff 發(fā)表了題為“全球半導(dǎo)體制造行業(yè)的最新趨勢”的主題演講。他指出，截至2021年第一季度末，半導(dǎo)體行業(yè)的現(xiàn)狀有以下三點(diǎn)。

全球40個(gè)國家的576家公司經(jīng)營著1347家半導(dǎo)體工廠（晶圓廠）。
全球有27家量產(chǎn)工廠。如果包括開發(fā)/原型線，則更多。
未來計(jì)劃建設(shè)約100座晶圓廠并擴(kuò)建生產(chǎn)線。

此外，按國家/地區(qū)分列的2007年投產(chǎn)（即不包括閑置晶圓廠）和2022年量產(chǎn)晶圓廠數(shù)量（估計(jì)值）的比較顯示，2007年，日本擁有全球最多的246座晶圓廠，但預(yù)計(jì)2022年將被中國和美國趕超，減少到183座。中國大陸表示將從94增加2.5倍到235，臺灣地區(qū)將從97增加40%到135，韓國將從47小幅增加到51。三星電子和SK海力士位居韓國前兩名，在兩家公司都在進(jìn)行晶圓廠擴(kuò)張的同時(shí)，小幅增長意味著中小型制造商已經(jīng)被淘汰出局。需要指出的是，過去15年中只有日本和美國的晶圓廠數(shù)量有所減少。

圖1：2007年和2022年按地區(qū)劃分的半導(dǎo)體量產(chǎn)晶圓廠數(shù)量對比（預(yù)測）（來源：SEMI）

表1：全球各晶圓直徑晶圓廠數(shù)量（* 2019年底與2022年底對比）（來源：SEMI）

此外，晶圓廠數(shù)量隨著晶圓直徑變小而明顯增加，但在產(chǎn)能方面（截至 2021 年第一季度），與晶圓廠數(shù)量相反，300mm晶圓廠為 55%，200 mm晶圓廠是25%，200mm以下（5英寸到2英寸）是20%，這在資本投資（包括晶圓廠建設(shè)成本）上更加明顯：300mm晶圓廠93%，200mm晶圓廠5%， 200mm以下的晶圓廠占2%，目前大部分投資都投向了300mm晶圓廠。

2021年資本投資同比增長31%至1400億美元

SEMI預(yù)計(jì)，2021年晶圓廠建設(shè)和擴(kuò)線的半導(dǎo)體資本投資將同比增長31%至1400億美元。三星和臺積電已經(jīng)宣布將在3萬億日元范圍內(nèi)進(jìn)行資本投資，英特爾和SK海力士將進(jìn)行超過2萬億日元的資本投資，美光科技計(jì)劃投資近1萬億日元，中芯國際被加入美國實(shí)體名單后，投資金額將略有下降，但計(jì)劃投資近5000億日元。

表2：全球主要廠商半導(dǎo)體資本投資（2020年和2021年）

在2000年突破2000億美元后，半導(dǎo)體市場在2013年達(dá)到3000億美元，盡管硅周期起伏不定，4年后的2017年達(dá)到4000億美元。4年后，預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到5000億美元。此外，設(shè)備廠商的資金投入總量在2000年IT泡沫中見頂，直到2016年持平或下降，但2017年內(nèi)存泡沫后轉(zhuǎn)為快速增長，2018年有望超過1000 億美元，到 2021 年達(dá)到 1400 億美元。

圖2：半導(dǎo)體銷售和資本投資趨勢（2021年預(yù)測）

2020年半導(dǎo)體市場處于不可預(yù)測狀態(tài)

順便說一下，2020年，由于新型冠狀病毒在全球范圍內(nèi)的傳播，半導(dǎo)體行業(yè)的增長率預(yù)測發(fā)生了變化。2020年的市場研究平均值在2019年底/2020年初同比增長8%，但到第二季度末所有研究公司都向下修正，其中許多是積極的。它已經(jīng)從增長變?yōu)樨?fù)增長。

沒有人知道他們什么時(shí)候會從疫情中釋放出來，也沒有人能預(yù)料到所謂的疫情特殊需求會在此之后到來。不過，從2020年底到2021年初，所有研究機(jī)構(gòu)都上修為正增長，平均增長8%。

對于 2021 年，所有研究公司都預(yù)測增長在 10% 的范圍內(nèi)。

圖3：市場研究機(jī)構(gòu)對 2020、2021 和 2022 年半導(dǎo)體市場增長的預(yù)測

SEMI預(yù)計(jì)，在5G、HPC、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛/電動(dòng)汽車等快速增長的應(yīng)用的推動(dòng)下，半導(dǎo)體和設(shè)備材料行業(yè)將繼續(xù)增長。

英特爾：延續(xù)摩爾定律

此外，在 ASMC 2021 上，英特爾公司副總裁（設(shè)計(jì)師，曾受雇于 IBM 和 GLOBALFOUNDRIES）也發(fā)表了主題演講，稱“摩爾定律將繼續(xù)（未結(jié)束）。”

摩爾定律是英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登摩爾在他之前的仙童半導(dǎo)體時(shí)代于 1965 年倡導(dǎo)的，“集成電路上安裝的零件數(shù)量（最小化每個(gè)零件的成本）是每年。經(jīng)驗(yàn)法則是它會增加一倍（后來每兩年修訂一次），但英特爾在過去 50 年中按照這一規(guī)則成倍地提高了其集成度。盡管近年來屢屢指出“摩爾定律已經(jīng)結(jié)束”，但巴頓強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)創(chuàng)新將使摩爾定律得以延續(xù)。

為此目的的技術(shù)創(chuàng)新包括結(jié)構(gòu)和材料的變化。晶體管結(jié)構(gòu)未來即將從傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镕inFETs（Intel術(shù)語中的Tri-Gate）和Gate-All-Around（GAA），所用的材料也在不斷變化，研究2D材料。也是進(jìn)步。

在光刻領(lǐng)域，EUV已投入實(shí)際應(yīng)用，高NA EUV也已開發(fā)。另一方面，電路與小型化技術(shù)同步優(yōu)化，系統(tǒng)與小型化技術(shù)同步優(yōu)化，除二維小型化外，垂直方向堆疊異種電路，技術(shù)將向天才方向演進(jìn)積累。巴頓得出結(jié)論，這些創(chuàng)新將延續(xù)摩爾定律。

來源：內(nèi)容編譯自「mynavi」，謝謝。

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