关于半导体制造，你想知道的全在这（内附半导体制造工厂信息表）

一个多世纪之前，半导体还仅仅是从实验室中发现的一枚简单晶体管，经历了人们熟悉的PC时代、移动设备时代，到如今它已成为仅次于原油、成品油和汽车的全球第四大贸易产品，该行业的跨境贸易和巨额的投资活动几乎每天都在发生。可以毫不夸张地说，全球经济和技术优势可能都会被半导体这一潜在的关键点所牵扯，尤其是在现如今全球政治和经济挑战都十分严峻的局面下。在刚刚过去的几天里，亚太地区就出现了一次地区政治危机，涉及到了这个世界上最具影响力的两个国家（中美），和一个在半导体供应链上十分重要的地区（台湾地区）。

因此，拥有自己的半导体制造能力、在半导体领域吸引外国直接投资并在其供应链中实现自由贸易已经上升到了对国家至关重要的程度。当然，这并不意味着各国将要消灭全球半导体供应链体系。因为据估计，如果想要满足当前半导体消费水平的同时，将一体化的全球供应链迁移到每个地区 “自给自足”的本地供应链，需要至少1万亿美元的投资，并且这会导致半导体价格总体上涨35-65%，最终使得终端用户的电子设备成本大幅提升。

全球半导体制造格局

根据统计，全球四分之三的半导体制造业集中在东北亚。其中，半导体供应链中技术含量相对较低和资本密集型的活动，如封装测试，中国在全球市场份额中排名第一，其次是中国台湾地区和马来西亚。

在半导体生产的大多数知识密集型领域，美国都处于世界领先地位。根据数据统计，2019年，按营收排名的前20家芯片设计公司中，有一半总部位于美国；按营收排名的前5家拥有核心知识产权的半导体EDA公司中，有4家总部位于美国。

虽然中国和美国分别在封装测试和芯片设计等环节中都拥有各自不同的优势，但它们在晶圆制造方面仅排名第四和第五。其中，在涉及到半导体制造的瓶颈——晶圆制造环节中的先进制程制造能力，台湾地区和韩国具有举足轻重的地位。据统计，台湾地区（台积电）和韩国（三星）在 7 nm和 5 nm芯片方面拥有全球 100% 的制造能力【具体比例大概为韩国 (8%) 和台湾地区 (92%) 的比例】。这种垄断意味着自然灾害、基础设施问题或地缘政治冲突的破坏可能会导致全球芯片短缺状况反复出现。

目前台湾地区正面临越来越大的电力和供水困难。2022 年 3 月台湾地区全岛还报告了一些广泛的停电事件。除了上述这些因基础设施中断带来的风险之外，人才的流失也是台湾地区半导体行业近几年抱怨的问题之一。有岛内半导体从业人士说：“台湾地区半导体工程师短缺的问题在老一代工程师退休，而年轻一代试图在半导体工程师同样短缺严重的大陆（中国）想办法赚更多的钱的现状下显得更加严重，尽管台湾地区政府有计划遏制向大陆的移民，但这一现象还是发生了。“

未来十年，作为这个星球上的最有影响力的两个大国，中美两国将优先考虑其半导体在岸制造能力，以促进经济增长并避免在19年新冠大流行后出现的全球芯片短缺。当然还有自然灾害、国际政治危机、战争等其他不可控因素给半导体供应链带来的风险。并且两国都已经开始了各自的布局。

2022 年 7 月 28 日，美国国会通过了“为美国生产半导体创造有益的激励措施”法案，俗称“芯片法案”，其中包括 520 亿美元的激励措施，旨在提高美国在岸半导体制造能力。台湾地区先进半导体制造能力独步全球的态势，让华盛顿的官僚们更加坚定了尽快将台积电业务转移到本土的决心。*特别是三星在逻辑芯片的工艺技术上无法与台积电匹敌，而英特尔仍然至少落后几代芯片。

*进入10纳米制程之后，全球半导体代工厂仅剩台积电（NYSE:TSM）、三星（PINK:SSNLF）和英特尔（NASDAQ:INTC）三家。而在7纳米制程之后，全球范围内的竞争者就剩下台积电和三星。

按地区划分的全球半导体产能占比

注:“其他”地点类别包括以色列、新加坡和世界其他地区。2030年的数字是基于2020年现状的预测。

中国半导体大基金二期也早就从2020年3月起，持续对中国本土企业进行投资，地方半导体基金也配合大基金一同发力，目标是到 2025 年提供 70% 的自产芯片。

在半导体大基金二期投资规划中，半导体设备领域的投资是重点之一，这有利于中国本土晶圆制造设备厂商的技术的不断创新、突破与应用，中国本土厂商在整个晶圆制造设备市场中的份额，也将会有明显提升。

但是，鉴于7月份紫光集团两位高管和之后的大基金多位负责人被带走审查，人们对于大基金拿着纳税人的钱肥了自己的口袋的言论甚嚣尘上，这为中国本土半导体产业的发展蒙上了一层阴影。

在地球的另一端，欧洲的半导体产业也在有条不紊地发展中，2022 年 2 月，欧盟委员会宣布了《欧洲芯片法案》（尚未在欧洲议会完全批准），其中包括 110 亿美元（107.6 亿欧元）的半导体研发和制造能力补贴，并制定措施避免未来供应链中断。以期到 2030 年将欧洲的半导体产能翻两番。

由于欧盟委员会的《芯片法案》的鼓励，英特尔打算在德国马格德堡建设一个大型项目，其中包括两个大型晶圆厂和一个提供代工服务厂子，该项目预计于 2023 年开始投产，但是目前该项目还在前期讨论阶段。

在世界的其他地方，如印度，一项耗资 100 亿美元（8722.8 亿卢比）的半导体投资计划近期正在实施，旨在吸引包括英特尔在内的外国公司。韩国国民议会也采取了行动，通过批准规则和税收优惠来支持其国内半导体产业。

曾在20世纪七八十年代取得过辉煌成就的日本半导体产业随着日美“广场协议”的签订，遭到了来自美国政府的打压。日本半导体产业也同盛极一时的日本经济一起陷入长期低迷。到2021年，日本在全球半导体市场的份额仅为6%（同期的美国和韩国市场份额则分别为54%和22%）。

为了推动本国半导体产业发展，日本首相岸田文雄表示，政府将为半导体产业发展提供超过1.4万亿日元的巨额投资，吸引台积电来日本建厂。总体愿景是在2030年达成半导体企业收入增长3倍，提升至13万亿日元的目标。

总体上来看日本半导体产业与巅峰时期虽不能同日而语，但是在半导体关键材料以及设备领域在全球半导体产业链上有着极强的存在感。根据公开数据统计，在全球半导体制造的前段工艺流程（晶圆制造环节）设备市场中日本企业占比较高的有涂布显影设备（占比92%）、热处理设备（占比93%）、单片式清洗设备（占比63%）和批量式清洗设备（占比86%）、测长SEM（占比80%）等。在万众瞩目的光刻机设备领域，日本Nikon在高端光刻机市场仍有一席之地，Canon在中低端光刻机市场也占据了极为重要的位置。

同样，在半导体制造前段工序中，日本企业在硅晶圆、各类光刻胶、各类CMP粉浆、各类高纯度溶液等半导体原材料产品中的占比极高。而且，日本各家材料厂商的气势绝不亚于设备厂家，存在感极高。

在半导体制造后段工艺（封装测试）中，用于高端封装的铜箔压层板日本企业占比为65%（甚至更多）；用于封装的压层材料和用于封装的阻焊剂而言，日本企业几乎“霸占”了100%的市场。作为封装材料的塑封材料，日本占有65%以上的市占率；就TSMC研发的用于苹果手机的InFO（集成扇出型晶圆级封装）等材料、用于FOWLP（扇出型晶圆级封装）的塑封材料而言，日本企业占有88%的比例。此外，日本企业在底部填充材料中占有92%的份额，也近乎“独霸”。

日本在半导体制造的关键材料以及设备领域的强势，也是美国之所以把日本拉进半导体四方合作体系的重要原因。但在如今日本经济仍身处泥潭的窘境之下，日本半导体产业的前途究竟如何依旧还要打一个大大的问号。未来随着中国大陆的一些本土半导体设备制造厂商如上海微电子、北方华创、沈阳荆拓等的慢慢崛起，日本在半导体某些关键设备领域的市场地位或将产生动摇。

2019-2020世界各国半导体新增外商直接投资地区锥形图

中国的半导体制造—换一种思路去看

综合来看，中美在半导体制造方面动作较为活跃，欧洲，韩国则趋于稳定投资。而中美在半导体制造领域动作的活跃是因为一方面中国是全球最大的芯片市场，出于产业链安全的需要，未来可能会逐步形成全球最大的半导体产业内循环体系；另一方面美国为了保证其在半导体领域仍然能够处于产业链的顶端，利用其技术优势和国际影响力，以四方合作为抓手，强化对全球产业链的掌控以及本土投资，同时限制中方的发展空间和速度。

但在实操层面上，中美两方又不尽相同。美国由于制造业外流严重，实际上国内制造业的一些相关配套是相对落后的，尽管最近几年美国鼓励制造业回流，从数据上来看也取得了一些成绩，但半导体制造尤其是晶圆制造环节需要的相关配套设施和支持企业非常之多，并非一朝一夕就能使全部基础配套设施和相关企业落地或回归，况且目前美国国内一些基础建设项目受美国一些地区当地政府的掣肘和工会的抗议而频频受阻。外来企业想在美国当地建厂，成本、政策等原因使其无法获得在美国晶圆厂建设所需的设备、材料和劳动力，并且外来厂商还会在当地受到本地供应商的不公平待遇（他们只给予美国本土企业优惠）。

相比之下，中国很可能在更大的传统芯片方面成功实现自给自足，这是由半导体行业目前的市场需求与中国目前半导体制造技术发展的现状综合决定的。

随着 5G 的广泛部署以及物联网时代越来越多传感器的应用，半导体行业将在 2025 年左右迈向一个重大拐点。在这个重大拐点到来之际，新兴技术所需的更先进的 5nm 和 10nm 芯片将不是最紧迫的问题，而28nm 及以上的传统芯片（特别是 90/130nm 及以上）恰恰是比较缺乏的产品。

全球大制程芯片供应商 Sumco 曾公开表示，到 2026 年，其 300 毫米晶圆已售罄。虽然这些大制程 [300mm 晶圆]芯片不能用于高端应用领域，例如最新智能手机的处理器或自动驾驶汽车的 AI 芯片，但它们对于处于长尾部分的大多数电子产品和相关下游行业仍然至关重要。

目前中国大陆晶圆厂产能正从8英寸向12英寸过渡。本土设备商在28nm产线上已实现多环节设备批量供应，一些公司如北方华创在硅刻蚀机，清洗机等环节的装备已进入14nm产线验证和小批量供应。中国本土最大的晶圆代工企业——中芯国际目前的制程进展为14nm，主要是其控股公司中芯南方进行生产，7nm工艺制程正在研发当中（据外媒猜测中芯国际已悄悄发布并开始量产其 7nm 工艺节点，称为 N+2，中芯国际可能没有在财报中公开讨论这一点，因为害怕受到美国的反击）。

未来，中国大陆晶圆厂会受益于更大的传统芯片所带来的市场需求，而且在7nm这个工艺节点，美国寄予厚望英特尔成为救世主，但目前英特尔 7 系列芯片（14nm）总是缺货，他们仍然需要扩大自己的代工业务。最先进的美国或欧洲代工厂生产的芯片是基于 GlobalFoundries 公司的12nm芯片。相比之下，中芯国际在这个领域（7nm-14nm）的机会将非常巨大。

但国内半导体制造厂商也需要注意2022年上半年以来半导体市场发生的一些新变化：半导体产业链出现结构性分化。一方面是下游通用类和消费电子领域芯片降价幅度较为明显。另一方面，下游车用芯片供不应求，各大厂商交付承压。面对这样的新变化，终端客户将会不可避免地掀起砍单潮，如果下游消费电子市场低迷持续时间较长，势必会影响半导体下游其它传统行业的需求。一旦这种势头持续到上一轮规划周期各代工厂定下的扩产项目全部落地之后，那么对国产半导体制造厂商来说将会是一场灾难。

关于在中国大陆境内一些半导体制造工厂相关的情况（介绍）

MIR 睿工业长期关注中国半导体市场，对于目前国内主流的半导体制造厂商的工厂建设情况进行了监测。截至2022年上半年，MIR 睿工业共追踪74家半导体制造企业（含外资），其中不乏中芯国际、SK海力士、三星、台积电等明星企业。这些企业有记录的在建、新建或已建成的工厂一共收录311座。其中在建48座工厂，新建40座工厂，已建成223座工厂。

从细分行业来看，晶圆代工厂数量最多，其次是原材料供应厂商，封装测试厂和分立器件制造厂数量排在三四位。

半导体制造工厂数量（按细分行业分）

从规划产能来看，以晶圆代工厂为主要监测对象，月产能在10万片以下的晶圆代工厂最多；月产能在10万片-20万片的晶圆代工厂次之；月产能在20万片及以上的晶圆代工厂只有个位数。

中国大陆晶圆厂数量分层（按规划产能分）

从地区分布来看，中国半导体制造工厂主要建设在长三角地带，主要承接的三个省市是江苏（69座）、浙江（39座）、上海（27座）。与这三个省份离得较近的安徽省也有29家相关工厂坐落，北京与福建分别以21座和26座的工厂数量让人眼前一亮。对于长三角为何能有如此的产业吸引力的问题，之前我们在《别急，让制造业复苏的子弹飞一会儿》一文中有详细论述。

半导体制造工厂地区分布图

总的来说，回溯中国半导体产业近几年的发展，2020年下半年起，全球芯片开始出现供应紧缺，中国大陆乃至全球的晶圆产能十分紧张，大部分晶圆厂均处在满产状态，但迄今为止全球芯片紧缺仍未得到有效缓解，国内对于晶圆厂新建和扩产的投资热情高涨，但大量的投资给晶圆制造设备厂商也带来了巨大的交货压力，使得晶圆产能并没有如愿实现加速增长，2021年中国大陆晶圆产能同比增长14.5%，增速较2020年有所下降。2021年头部的晶圆代工厂也纷纷规划了新的产能项目，如中芯国际的中芯京城、中芯临港项目等，这些项目大部分会集中在2022年底~2024年投产，届时中国大陆晶圆产能又会出现一波高增长。MIR 睿工业预计2024年底中国晶圆产能将达到5,860千片/月，在全球晶圆产能的占比也将进一步提高，或将超过20%。

注：本文中提到的半导体是以集成电路为主，小部分涉及分立器件和配套零部件及半导体原材料