技術(shù)
導(dǎo)讀:行業(yè)組織 SEMI 在 6 月份估計(jì),到 2022 年底將開工建設(shè)近 30 座新晶圓廠。9 月份,它預(yù)測未來全球?qū)μ幚砉杵那岸司A廠的半導(dǎo)體設(shè)備投資將接近 1000 億美元年,在今年突破 900 億美元之后——這兩個(gè)記錄。
十幾臺(tái)起重機(jī)堆疊著巨大的混凝土結(jié)構(gòu),重型機(jī)器在新加坡北部靠近柔佛海峽的大型建筑工地挖掘地面時(shí)轟鳴,該島國與馬來西亞接壤。
這個(gè)耗資 40 億美元的項(xiàng)目于六個(gè)月前在新加坡半導(dǎo)體制造集群之一的 Woodlands Wafer Fab Park 開始。該場地將容納美國代工芯片制造商 GlobalFoundries 的新半導(dǎo)體工廠,預(yù)計(jì)將于 2023 年開始生產(chǎn)。
GlobalFoundries 的最大股東是阿布扎比的穆巴達(dá)拉投資公司,它已經(jīng)在這個(gè)島國經(jīng)營著幾家芯片工廠。它將在現(xiàn)場增加 23,000 平方米的潔凈室空間和新的行政辦公室。建成后,公司年產(chǎn)能將增加 450,000 片晶圓,使新加坡園區(qū)的年產(chǎn)能達(dá)到約 150 萬片晶圓。該公司還計(jì)劃擴(kuò)大其在美國和德國的工廠的產(chǎn)能。
GlobalFoundries 首席執(zhí)行官 Tom Caulfield 在新加坡舉行的奠基儀式上說:“這個(gè)行業(yè)用了 50 年的時(shí)間才發(fā)展到今天的 500 億美元,現(xiàn)在估計(jì)這個(gè)行業(yè)將在大約 8 年內(nèi)增長到 1000 億美元?!睂?shí)際上是在六月,指的是芯片行業(yè)的年收入?!盀榱擞舆@一挑戰(zhàn),該行業(yè)必須提供的投資和重點(diǎn)怎么強(qiáng)調(diào)都不為過?!?/p>
Caulfield 只是對(duì)該行業(yè)增長持樂觀態(tài)度的眾多芯片高管之一,而且不僅在新加坡正在規(guī)劃新的晶圓廠。它正在世界各地發(fā)生,包括中國臺(tái)灣、美國、韓國、歐洲和日本。全球芯片制造商——包括臺(tái)積電、三星電子和英特爾這三大巨頭——正在迅速擴(kuò)大其全球制造足跡和產(chǎn)能。
行業(yè)組織 SEMI 在 6 月份估計(jì),到 2022 年底將開工建設(shè)近 30 座新晶圓廠。9 月份,它預(yù)測未來全球?qū)μ幚砉杵那岸司A廠的半導(dǎo)體設(shè)備投資將接近 1000 億美元年,在今年突破 900 億美元之后——這兩個(gè)記錄。SEMI 表示,這將標(biāo)志著“從 2020 年開始的罕見的連續(xù)三年增長,與一兩年擴(kuò)張之后一兩年不溫不火的增長或下降的歷史周期性趨勢背道而馳”。
前所未有的全球芯片短缺,讓半導(dǎo)體行業(yè)高管有信心擴(kuò)大產(chǎn)能。最重要的是,美國、歐洲、日本和其他地方的政府已承諾斥資數(shù)十億美元擴(kuò)大本國境內(nèi)的半導(dǎo)體生產(chǎn)——這些措施旨在防止大流行造成的供應(yīng)鏈中斷,并減少依賴臺(tái)灣地區(qū)生產(chǎn)。
與此同時(shí),作為全球最大的芯片消費(fèi)國,中國正在加大自身投資,以實(shí)現(xiàn)到 2025 年半導(dǎo)體自給率達(dá)到 70% 的目標(biāo)。穆迪分析師 8 月表示,這將支持中國的科技進(jìn)步,但仍有潛力產(chǎn)能過剩和投資效率低下,增加了全球芯片供需的額外不確定性。
英國研究公司 Omdia 的高級(jí)咨詢主管 Akira Minamikawa 表示:“我從未見過如此多的政府資金投入半導(dǎo)體行業(yè),”他自 1980 年代以來一直是密切的行業(yè)觀察者。
過去,日本、韓國和中國臺(tái)灣政府對(duì)該行業(yè)進(jìn)行了大量投資,“但這種情況在很長一段時(shí)間內(nèi)不斷發(fā)生。這一次,它同時(shí)發(fā)生,”南川告訴日經(jīng)亞洲。建立彈性并盡量減少對(duì)全球芯片供應(yīng)鏈的依賴意味著會(huì)有冗余。他預(yù)測,在某個(gè)時(shí)候,“供需之間肯定會(huì)出現(xiàn)不平衡,這只是一個(gè)時(shí)間問題?!?/p>
在他的預(yù)測中,南川并不孤單。研究機(jī)構(gòu) IDC 在 9 月份表示,在手機(jī)、筆記本電腦、服務(wù)器和更復(fù)雜的汽車的推動(dòng)下,半導(dǎo)體市場有望在 2021 年增長 17.3%,而 2020 年將增長 10.8%。但它表示,隨著大規(guī)模產(chǎn)能擴(kuò)張?jiān)诿髂昴甑组_始上線,2023 年有可能出現(xiàn)產(chǎn)能過剩。
IDC 集團(tuán)副總裁馬里奧·莫拉萊斯 (Mario Morales) 告訴日經(jīng)新聞,“我們可以爭辯說,將需要大量產(chǎn)能,因?yàn)槲覀內(nèi)匀豢吹介L期半導(dǎo)體市場增長非常好?!?然而,他補(bǔ)充說,“我們開始看到消費(fèi)者情緒放緩?!?IDC 預(yù)計(jì) 2022 年個(gè)人電腦市場的增長可能會(huì)持平,尤其是在大流行期間需求旺盛之后,隨著社會(huì)迅速轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程工作和在線課程。
莫拉萊斯已經(jīng)認(rèn)為,未來芯片公司的部分投資計(jì)劃可能會(huì)被推遲甚至取消。“我認(rèn)為這一切都不會(huì)實(shí)現(xiàn),”他說。“但我認(rèn)為這足以扭轉(zhuǎn)局面并真正改變我們所看到的動(dòng)態(tài)?!?/p>
事實(shí)上,格羅方德于 10 月在納斯達(dá)克上市的招股說明書中的細(xì)則,列出了 Caulfield 和其他芯片高管很少公開提及的行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
“半導(dǎo)體行業(yè)的季節(jié)性和周期性以及周期性的產(chǎn)能過剩使我們?nèi)菀资艿街卮蟮?、有時(shí)是長期的經(jīng)濟(jì)衰退的影響,”它指出?!鞍雽?dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)能過??赡軙?huì)降低我們的收入、收益和利潤率?!袊畬?duì)產(chǎn)能擴(kuò)張的大力支持,再加上該國需求疲軟和經(jīng)濟(jì)關(guān)系緊張,可能導(dǎo)致晶圓廠填充的利用率不足或 ASP(平均售價(jià))大幅下降?!?/p>
在供需情況比以往任何時(shí)候都更加模糊的時(shí)候,大型芯片制造商正在計(jì)劃他們的巨額投資。由于今年年初芯片短缺加劇,包括智能手機(jī)、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車制造商在內(nèi)的廣大客戶訂購的數(shù)量超過了他們的需求,因?yàn)樗麄儞?dān)心得不到他們想要的東西。
Minamikawa 表示,業(yè)內(nèi)似乎沒有人知道實(shí)際需求是什么,“這就是風(fēng)險(xiǎn)?!?/p>
“弄清楚有多少訂單是‘雙重訂單’甚至是‘幻影訂單’是一個(gè)價(jià)值數(shù)百萬美元的問題,”瑞薩電子首席執(zhí)行官柴田英俊在日本芯片制造商 10 月份發(fā)布的最新財(cái)報(bào)中表示。盡管該公司在汽車行業(yè)對(duì)芯片需求的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的利潤,但 Shibata 表示,瑞薩電子甚至不得不從盈利預(yù)測中排除一些“不可取消”和“不可退貨”的訂單,“因?yàn)槲覀冋J(rèn)為其中一些訂單被夸大了?!?/p>
“在接下來的兩年里,沒有人有任何知名度,”在該行業(yè)工作了 40 多年的 VLSI Research 首席執(zhí)行官丹·哈奇森 (Dan Hutcheson) 說?!拔覀儠?huì)看到供過于求,但這不是問題。......我們生產(chǎn)過剩,然后一兩年后,我們進(jìn)入負(fù)增長,我們又回來了。這只是行業(yè)的歷史。這是周期性的?!?/p>
如果供應(yīng)過剩,它可能不適用于不同類型的芯片。
合同芯片制造商增加的大部分新產(chǎn)能——比如臺(tái)積電宣布將與索尼集團(tuán)聯(lián)合投資在日本熊本建造的工廠,并將由日本政府提供數(shù)十億美元的補(bǔ)貼——在相對(duì)成熟的技術(shù)中,芯片在 22 到 90 納米范圍內(nèi)。尺寸是指芯片上晶體管之間的線寬。通常,尺寸越小,芯片生產(chǎn)的挑戰(zhàn)性和成本就越高。
這種成熟的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于從傳感器和微控制器到電源管理芯片的各種芯片中,是目前全球芯片短缺最為嚴(yán)重的地方。Counterpoint 的研究主管 Dale Gai 告訴日經(jīng)新聞,主要的合同芯片制造商將從 2021 年到 2025 年將此類芯片的產(chǎn)能提高約 40% 。
圖表來自日經(jīng)亞洲
另一方面,研究機(jī)構(gòu)估計(jì),從現(xiàn)在到 2025 年,需要 10 納米或更精細(xì)技術(shù)的尖端芯片,適用于構(gòu)建 CPU、GPU、人工智能加速器和網(wǎng)絡(luò)處理器,將增加一倍以上。但這種擴(kuò)張是從低基數(shù)開始的。尖端產(chǎn)能僅占全球代工芯片制造商半導(dǎo)體產(chǎn)量的 11% 左右。
“我們更關(guān)心那些更成熟的芯片生產(chǎn)技術(shù),以及當(dāng)新產(chǎn)能在 2023 年或 2024 年準(zhǔn)備就緒時(shí),這種增加是否可持續(xù),”蓋說?!霸摰貐^(qū)更加擁擠?!?/p>
內(nèi)存芯片需求已經(jīng)出現(xiàn)放緩跡象,這主要反映了個(gè)人電腦的銷售放緩,而個(gè)人電腦在大流行期間需求旺盛。
圖表來自日經(jīng)亞洲
自 8 月以來,8 GB“雙倍數(shù)據(jù)速率 4”內(nèi)存(計(jì)算機(jī)中使用的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存的基準(zhǔn))的批量價(jià)格已連續(xù)四個(gè)月下降。美國美光科技和韓國 SK 海力士等主要參與者報(bào)告庫存穩(wěn)步下降。美光在 9 月份公布了遠(yuǎn)低于分析師預(yù)期的第一財(cái)季財(cái)務(wù)預(yù)測。
公司正在敦促他們的投資者從長遠(yuǎn)來看,并考慮結(jié)構(gòu)性變化,以證明增加產(chǎn)能是合理的。
“我們看待工廠的方式總是長期的,”德國芯片巨頭英飛凌科技的首席營銷官兼管理委員會(huì)成員 Helmut Gassel 告訴日經(jīng)新聞。該公司最近在奧地利菲拉赫開設(shè)了一家新工廠,以提高主要用于汽車行業(yè)的功率半導(dǎo)體的產(chǎn)量,尤其是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。
“當(dāng)我們?cè)?2018 年宣布在菲拉赫的制造工廠……時(shí),人們想知道?,F(xiàn)在他們都認(rèn)為我們做得很好,”加塞爾說。“我們已經(jīng)成長為一家公司——在過去的 20 年里每年增長 10%——而且你知道你必須建立下一步才能為市場服務(wù),”他說。“當(dāng)你相信結(jié)構(gòu)性增長和持續(xù)增長時(shí),你就需要增加晶圓廠。當(dāng)您一次添加太多時(shí)?嗯,那你就休息一下吧。但最終,需求總會(huì)增長到已建成的容量?!?/p>
加塞爾可能是對(duì)的。盡管智能手機(jī)和個(gè)人電腦的需求可能會(huì)逐年下降,但電動(dòng)汽車、自動(dòng)駕駛汽車、物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等新應(yīng)用肯定會(huì)出現(xiàn)。由現(xiàn)金充裕的美國公司對(duì)充滿服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大量投資所推動(dòng)的向云計(jì)算的轉(zhuǎn)變也將增加。
但芯片行業(yè)也經(jīng)歷了重大波動(dòng),一旦市場降溫,在繁榮時(shí)期積累的過剩產(chǎn)能使制造商背負(fù)著沉重的負(fù)擔(dān)?!皩⑦@種風(fēng)險(xiǎn)降至最低的唯一方法是做出精確的需求預(yù)測,但這很難做到,尤其是在當(dāng)前的市場條件下,”南川說。