晶圓廠(chǎng)投資，創(chuàng )歷史新高！

  ICC訊  今年的總額可能達到 1090 億美元，這對芯片行業(yè)意味著(zhù)什么?

  全球企業(yè)和政府正在對芯片制造廠(chǎng)進(jìn)行創(chuàng )紀錄的投資，以大力推動(dòng)半導體供應鏈更加穩健，并減少從市場(chǎng)變化到地緣政治中斷等各種因素造成的短缺。

  據 SEMI 稱(chēng)，這些投資——從更新現有的制造設施到從頭開(kāi)始建造全新的晶圓廠(chǎng)——今年可能達到 1090 億美元。這個(gè)數字是半導體行業(yè)的歷史新高，比去年增長(cháng)了 14.7%。SEMI 跟蹤全球 1,400 多個(gè)設施和線(xiàn)路，其中包括為未來(lái)規劃的 133 個(gè)設施和線(xiàn)路。

  僅在過(guò)去三個(gè)月里，芯片制造商就宣布在法國 Crolles 新建一個(gè)由 STMicroelectronics 和 GlobalFoundries 聯(lián)合運營(yíng)的價(jià)值數十億美元的晶圓廠(chǎng);瑞薩電子投資約 6.5 億美元，在日本東京重新開(kāi)設一家工廠(chǎng);以及在德克薩斯州謝爾曼的一座工廠(chǎng)的奠基儀式，該工廠(chǎng)的投資高達 300 億美元，等等。此外，三星提交的稅務(wù)文件顯示，它正在考慮在德克薩斯州奧斯汀及其附近投資高達 2000 億美元的新晶圓廠(chǎng)。

  活動(dòng)的激增正值該行業(yè)的動(dòng)蕩時(shí)期。芯片公司同時(shí)在努力應對大流行的揮之不去的影響，同時(shí)穩步邁向 1 萬(wàn)億美元以上的未來(lái)。半導體專(zhuān)家知道該領(lǐng)域本質(zhì)上是周期性的，并且晶圓廠(chǎng)需要大量支出和長(cháng)期視野。對于尋求行業(yè)友好型法律和為其項目提供公共資金的公司而言，目前的情況呈現出一種脫節的敘述，因此倡導者將這些項目稱(chēng)為實(shí)現了廣泛的雄心壯志。

  有些人強調，晶圓廠(chǎng)將把工作崗位帶到需要它們的地區，利用可能有助于緩解公司多年來(lái)抱怨的人才緊缺的勞動(dòng)力資源。其他人表示，這些合資企業(yè)是為了應對未來(lái)的芯片和晶圓短缺，這些短缺已經(jīng)擾亂了醫療設備制造，顛覆了汽車(chē)供應鏈，并用替代零件制造了安全風(fēng)險。

  Lam Research 總裁兼首席執行官蒂姆·阿徹 (Tim Archer) 在 3 月份美國參議院商業(yè)、科學(xué)和運輸委員會(huì )的證詞中將這個(gè)問(wèn)題總結為需要創(chuàng )造“安全且有彈性的半導體供應，同時(shí)在快速發(fā)展的技術(shù)之前加速創(chuàng )新復雜?！?

  這些項目并非沒(méi)有爭議。在美國，被稱(chēng)為 CHIPS 法案的 520 億美元的行業(yè)補貼立法方案陷入了黨派政治和對該法案公平性的擔憂(yōu)。一些批評者表示，此類(lèi)法案的目標范圍太廣，無(wú)法連貫。參議院本月通過(guò)了一項程序法案，可能會(huì )獲得官方批準。立法引發(fā)的騷動(dòng)導致英特爾推遲了在俄亥俄州的一座晶圓廠(chǎng)破土動(dòng)工，而格羅方德表示，如果該措施未能通過(guò)，它將推遲在紐約建造一座晶圓廠(chǎng)的計劃。

  今年全球晶圓廠(chǎng)設備支出預計將達到 1090 億美元。資料來(lái)源：SEMI

  2月份推出的《歐洲芯片法》將投入超過(guò) 430 億歐元的公共和私人投資，用于加強半導體生態(tài)系統的各個(gè)方面。歐盟成員國和歐洲議會(huì )目前正在討論該措施。

  兩項《芯片法案》雖然全面，但與在中國進(jìn)行的國家投資相比顯得蒼白無(wú)力。作為中國制造 2025 戰略的一部分，中國政府的目標是擁有一個(gè)完全自給自足的半導體產(chǎn)業(yè)。為此，該國創(chuàng )建了一個(gè) 1700 億美元的投資基金，用于資助公司和建造晶圓廠(chǎng)。

  SEMI 企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)副總裁桑杰·馬爾霍特拉 (Sanjay Malhotra) 表示，該行業(yè)的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)是微妙的，難以解釋。但他說(shuō)，最近的投資浪潮似乎不是曇花一現，而是對未來(lái)的預兆。畢竟，該領(lǐng)域的快速創(chuàng )新步伐與投資需求密切相關(guān)。

  “這就是這個(gè)行業(yè)的全部?jì)热?。只有在升級設備時(shí)才能降低晶體管的成本，”馬爾霍特拉說(shuō)?！斑@是合乎邏輯的事情。假設您今天使用 5nm 技術(shù)建立了一個(gè)新的晶圓廠(chǎng)。根據摩爾定律，幾年后技術(shù)必須被 3nm 取代，因為您必須不斷降低成本。所有這些晶圓廠(chǎng)都將上線(xiàn)，兩三年后，隨著(zhù)行業(yè)轉向下一項技術(shù)，它們將被取代?！?

  Malhotra 表示，與大流行相關(guān)的消費品支出激增所產(chǎn)生的短期芯片需求是一個(gè)移動(dòng)目標，與該行業(yè)的長(cháng)期需求并不相符?！拔覀冾A計在家工作活動(dòng)產(chǎn)生的需求不會(huì )持續，”他說(shuō)?！案匾氖俏锫?lián)網(wǎng)和汽車(chē)領(lǐng)域。例如，特斯拉是一臺帶輪子的計算機。汽車(chē)有大數據，然后需要有一個(gè)數據中心來(lái)處理所有生成的數據。就尺寸而言，計算和智能手機目前占半導體總消費的百分比最大，但物聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)是它的發(fā)展方向?！?

  Malhotra 還指出，醫療技術(shù)、航空航天和量子計算將在未來(lái)幾年推動(dòng)該行業(yè)向前發(fā)展。

  根據 SEMI 的數據，從地理角度來(lái)看，晶圓廠(chǎng)設備支出由臺灣、韓國和中國領(lǐng)銜，美洲位居第四。盡管與亞洲相比，歐洲和中東的投資規模較小，但增長(cháng)率卻非常顯著(zhù)——同比增長(cháng) 176%。

  預計今年產(chǎn)能將增長(cháng) 8%，明年該行業(yè)預計將生產(chǎn) 200 毫米晶圓，相當于每月 2900 萬(wàn)片晶圓。SEMI 表示，今年的大部分設備支出將來(lái)自 158 家晶圓廠(chǎng)和生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能增加。今年和明年產(chǎn)能增幅最大的行業(yè)是代工和內存。

  這些變化的影響廣泛而深遠。例如，對于像 Brewer Science 這樣的材料和工藝公司來(lái)說(shuō)，當前的市場(chǎng)和投資動(dòng)態(tài)意味著(zhù)與客戶(hù)的溝通比過(guò)去更加重要?！芭c這些公司密切合作以了解預測的產(chǎn)品組合至關(guān)重要，這樣我們才能加強已經(jīng)緊張的供應鏈，”布魯爾半導體業(yè)務(wù)部門(mén)執行董事湯姆布朗說(shuō)?！霸诂F有商業(yè)產(chǎn)品和改進(jìn)與交叉晶圓廠(chǎng)初創(chuàng )企業(yè)和資質(zhì)與我們的新技術(shù)解決方案之間取得平衡，可能會(huì )給我們的研發(fā)團隊帶來(lái)巨大壓力，因為他們努力滿(mǎn)足所有要求?！?

  Brewer 執行副總裁兼首席運營(yíng)官 Srikanth Kommu 表示，該公司已“進(jìn)行戰略投資以與行業(yè)一起發(fā)展”?！凹词乖谛鹿谝咔樽顕乐氐臅r(shí)候，我們也有能力、系統和供應鏈來(lái)不斷滿(mǎn)足并超越客戶(hù)的需求?！?

  材料是難題的關(guān)鍵部分，芯片行業(yè)知道這一點(diǎn)。美國唯一的稀土金屬和磁鐵制造廠(chǎng)——恰當地命名為美國稀土有限責任公司——于今年早些時(shí)候在中美貿易緊張局勢中開(kāi)業(yè)。美國稀土公司總裁 Thayer Smith 表示，主要關(guān)注的是輕稀土，如釹和鐠，它們賦予磁鐵磁性，重稀土如鏑和鋱，用于防止磁鐵在高溫下退磁。.

  “如果你看看你的 iPhone 或 iPad，里面有大約 90 個(gè)稀土磁鐵，”史密斯說(shuō)?！耙患?F35 戰斗機中裝有 900 磅的磁鐵。弗吉尼亞級潛艇有 9,000 磅。您會(huì )在任何類(lèi)型的高性能電機中找到它們，而真正推動(dòng)市場(chǎng)的是車(chē)隊的電氣化。但它們也用于冰箱、暖通空調系統和消費電子產(chǎn)品。它們無(wú)處不在。如果沒(méi)有稀土磁鐵，就無(wú)法運送電動(dòng)汽車(chē)?！?

  創(chuàng )建最終產(chǎn)品需要端到端的供應鏈，任何環(huán)節的中斷都可能對其他看似不相關(guān)的領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響。QP Technologies 銷(xiāo)售和營(yíng)銷(xiāo)副總裁 Rosie Medina 說(shuō)：“我們的一些層壓基板出現了很大的延遲?！?“我們對一個(gè)報價(jià)有 52 周的交貨期。我們已經(jīng)三個(gè)月了，客戶(hù)正在耐心等待。一家陶瓷封裝公司甚至不再接受任何訂單。他們不斷向我發(fā)送如此長(cháng)的交貨時(shí)間，以至于他們最終說(shuō)，“不再，停止?！? 這是在較舊的遺留類(lèi)型包上。我們的 QFN(四方扁平無(wú)引線(xiàn))的引線(xiàn)框架已從大約 8 周縮短到大約 16 周，相比之下，我們認為這并不算太糟糕?！?

  這類(lèi)故事在芯片行業(yè)和需要半導體的行業(yè)中得到了回應。但這只是眾多挑戰中的一項。整個(gè)行業(yè)的公司都必須解決的是如何為現有和新的晶圓廠(chǎng)企業(yè)找到足夠數量的合格工人。多年來(lái)，半導體公司已經(jīng)指出了各種因素來(lái)解釋他們的人員配備問(wèn)題，包括 K-12 教育問(wèn)題和一些潛在的員工回避硬件生態(tài)系統以在科技巨頭從事軟件工作?，F在，許多科技巨頭正在整合他們的硬件和軟件業(yè)務(wù)，在短期內為相同的求職者創(chuàng )造了更多的競爭。

  馬爾霍特拉說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)到了關(guān)鍵時(shí)刻。SEMI 估計，僅在美國，多個(gè)工作職能部門(mén)就短缺約 80,000 名工人。在接下來(lái)的十年中，美國將需要在半導體生態(tài)系統中增加 500,000 到 750,000 名工人?！澳憧梢該碛幸粋€(gè)晶圓廠(chǎng)，你可以用設備填充它，但如果你沒(méi)有人來(lái)運行它，那還有什么意義呢?”

  行業(yè)專(zhuān)家表示，解決這些問(wèn)題需要多管齊下，其中可能包括教育投資、更多樣化和更具包容性的招聘做法，以及幫助每年離開(kāi)軍隊的數千人中的一些人過(guò)渡到與半導體相關(guān)的工作。

  這些新工人可能會(huì )越來(lái)越多地轉向新工廠(chǎng)，而不是產(chǎn)能擴大的現有工廠(chǎng)，正如馬爾霍特拉所說(shuō)，未來(lái)幾年投資組合可能會(huì )轉向新工廠(chǎng)。他指出，晶圓廠(chǎng)投資環(huán)境也可以為該行業(yè)的新進(jìn)入者創(chuàng )造機會(huì )，盡管不一定是新的晶圓廠(chǎng)所有者——至少在美國和歐洲是這樣。

  “建造一座晶圓廠(chǎng)的成本非常高，達到 100 億美元，而這對于一家初創(chuàng )公司來(lái)說(shuō)是一大筆資金，”馬爾霍特拉說(shuō)?！暗珱](méi)有理由為什么一群工程師不能獲得資金并擁有一家設計初創(chuàng )公司或一家無(wú)晶圓廠(chǎng)公司。這種活動(dòng)正在發(fā)生并將繼續，尤其是對于所有需要創(chuàng )新的新應用程序。但我懷疑你會(huì )聽(tīng)到有人突然出現并在美國和歐洲方面開(kāi)辦晶圓廠(chǎng)。當政府資助并在印度等地創(chuàng )造新的參與者時(shí)，你可能會(huì )看到這種活動(dòng)，就像在中國已經(jīng)發(fā)生的那樣。在印度，有不少成熟的工業(yè)企業(yè)擁有資本和人才，政府可以通過(guò)土地或稅收優(yōu)惠來(lái)激勵他們。這就是新名字可能出現的方式?！?

  結論正如對美國芯片法案的回應所表明的那樣，對芯片制造商的公共補貼可能會(huì )引起爭議。但是，推遲晶圓廠(chǎng)生產(chǎn)的不僅僅是懷疑和政治策略。經(jīng)濟也在放緩，目前尚不清楚這種動(dòng)態(tài)將如何影響整個(gè)行業(yè)的晶圓廠(chǎng)投資。

  經(jīng)濟問(wèn)題已經(jīng)導致至少一家公司改變其晶圓廠(chǎng)投資策略。據報道，由于對通貨膨脹和需求下降的擔憂(yōu)，SK 海力士決定推遲對價(jià)值 32.6 億美元的新生產(chǎn)線(xiàn)的最終決定。

  其他芯片制造商是否會(huì )做出類(lèi)似的決定還有待觀(guān)察。