中国引领半导体复苏--2024年晶圆产能将破860万片

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在经历2023年的逐步回暖后，全球半导体市场正变得更加活跃。


近日，国际半导体产业协会（SEMI）公布2024年全球晶圆厂预测报告（以下简称“报告”）。报告显示，继2023年以5.5%增长率至每月2960万片晶圆之后，全球半导体产能预计2024年将增长6.4%，突破每月3000万片大关。


其中，中国2024年晶圆产能将以13％的增长率居全球之冠。报告指出，在政府和其他激励措施推动下，预期中国大陆地区将扩大在全球半导体产能中的占比，全年新投产18座新晶圆厂，产能增长率将从2023年的12%增至2024年的13%，每月产能将从760万片增长至860万片。


同时，受益于中国大陆的拉动，中国台湾地区的半导体产业链也将受惠，预计其产能将维持在全球第二的位置，2023年和2024年的年增长率分别为5.6%、4.2%，每月产能由540万片增长至570万片，预计自2024年起将有5座新晶圆厂投产。


对于此轮产能上涨的原因，报告认为， 2024年，生成式AI和高效能运算（HPC）等应用的推动，以及芯片在终端侧需求的复苏，成为先进制程和晶圆代工产能加速扩增的原因。


中国引领全球产能大涨




纵观此轮全球半导体产能的增长大潮，中国引领的强劲势头无疑最为业界所关注。在业内看来，全球半导体市场的大气候，以及中国独特的产业政策与需求拉动，造就了此轮半导体制造的繁荣。


IDC亚太区研究总监郭俊丽向《中国经营报》记者表示，2024年，全球半导体产能扩张将超过6%。从需求端来看，生成式AI对高性能计算与存储芯片的需求、智能电动汽车对分立器件与逻辑芯片的需求等，将会刺激需求增长，从而推动相关产品的产能扩张。


“从供给端来看，对于供应链安全的关注，使得各国政府推出相应激励措施，支撑代工厂商在本地的投资扩产。”郭俊丽指出。同时，CINNO Research 首席分析师周华也向记者表示，作为各个地区与国家战略部门，为分散半导体制造风险，实现半导体产业自主化，全球厂商纷纷建厂扩线，半导体产能逐年提升。


在此大背景下，中国半导体产业融入其中，成为关键一环。周华认为，一方面，受益于政府资金注入与政策支撑，另一方面，中国大陆自身对半导体制造有着较强的市场需求，这是中国半导体产能增长的两项最关键因素。


郭俊丽则表示，在市场侧，中国对半导体的需求巨大，尤其是在电动汽车、工业智能化、人工智能等应用的推动下，急需制造端发力提升供给能力。而在供给侧，中国面临国际政策风险和限制，急需供应链的独立自主。“在政府大力推动下，2024年，中国将新增18个芯片生产项目，每月产能将突破800万片，提升自身在全球的制造份额。”


以国内目前最大两家的晶圆巨头中芯国际与华虹为例，记者查阅数据显示，自2021年以来，连续三年，两家企业的月产能都呈增长态势。在2023年前三季度，中芯国际的合计晶圆出货量为419.15万片8英寸约当量，华虹的合计晶圆出货量为318.7万片8英寸约当量，占到了同年国内晶圆产能的55%以上。


“虽然在高端制程上，中国晶圆产业目前受到了产业外的因素影响，但由于整个市场以成熟制程芯片的需求为主，这也让中国晶圆厂在增长势头上仍然可观。”CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭告诉记者。


统计数据显示，2023年到2027年，全球晶圆代工成熟制程（28nm以上）和先进制程（16nm以下）的产能比重将维持在7∶3。在此趋势下，中国半导体产业和政府投资的重点继续放在成熟技术上，推动300mm前端晶圆厂产能，全球份额占比从2022年的22%增加到2026年的25%，达到每月240万片晶圆。


12英寸晶圆渐获青睐




整体产能的拉动，让自2022年以来陷入需求下行的全球半导体市场复苏加快。其中，12英寸晶圆的逐步兴起，是不可忽略的一大趋势。


据SEMI给出的预计，到2026年，全球12英寸晶圆月产能将达到960万片，其中，美国产能在全球的占比将自2022年的0.2%大幅提升45倍至近9%，中国大陆的产能也将自2022年的22%，提升至25%。


而在国内，记者从半导体产研机构TrendForce获取的统计数据显示，除去7家暂时停工的晶圆厂，中国目前已建成的晶圆厂有44家，包括25座12英寸晶圆厂、4座6英寸晶圆厂、 15座8英寸晶圆厂及产线，另外还有22家晶圆厂在建，包括15座12英寸晶圆厂、8座8英寸晶圆厂。


这也意味着，在12英寸领域，中国将拥有40座晶圆厂，占国内晶圆厂总数的比例约为60%。根据预估，目前国内的12英寸晶圆月产能总计约113.9万片，占总产能的约15%。随着12英寸厂成为主流，这一占比也将持续攀升。


业内人士告诉记者，14nm以下的高端制程的研发和生产目前都以12英寸晶圆为主，原因在于制程工艺的复杂度会大幅提升芯片的成本。为了控制成本，必须提高硅晶圆的利用率，而晶圆尺寸越大，浪费越少。


同时，从成本角度出发，罗国昭向记者表示，12英寸晶圆的成本较8英寸晶圆更低，据行业统计数据，这一成本节省率约为50%。同时，12英寸晶圆的芯片输出几乎是8英寸晶圆的3倍，这使得每片芯片的成本降低了约30%。如果产能继续提升，伴以改进工艺和良率，预计未来12英寸晶圆的成本也将进一步下探。


物理特性上的优势，加上受到手机、PC、数据中心、自动驾驶等下游应用高速发展的影响，12英寸晶圆逐渐受到市场青睐，需求量快速上升，而这一信号目前已传导至产业端。以华虹为例，记者注意到，2023年9月，华虹宣布使用募集资金向全资子企业华虹宏力增资126.32亿元，主要用于华虹宏力向华虹制造（无锡）项目的实施主体华虹半导体制造（无锡）有限企业增资。


华虹方面表示，无锡12英寸生产线项目产能处于不断爬坡的阶段，截至2023年第三季度末，企业折合8英寸生产线月产能已增加到35.8万片。与此同时，华虹企业第二条12英寸生产线华虹无锡制造项目也正在紧锣密鼓地推进中。


据悉，目前国内上还有9座12英寸晶圆厂正在计划筹建中，加上已有的40座，49座的未来总产能预计将达417.3万片/月。罗国昭认为，这也意味着中国半导体晶圆产业将正式迈入12英寸为主导的时代。


全球半导体市场摆脱低迷


作为全球半导体市场活跃指数的主要观测指标，产能的提振也宣告市场正在走出持续一年多的低迷期。



此前，受半导体产能短缺转为过剩的态势影响，从2022年下半年开始，全球半导体市场在连续增长8个季度后，于当年第二季度首次出现收入下滑，第三季度更是延续颓势，下降了7%。



不过，危机往往伴随转机。就在市场释放下行信号的同时，ChatGPT引发的AI算力芯片风潮也让2023年的产业界对于走出颓势保持信心。仅在AI芯片市场方面，据AMD方面统计，2023年的市场规模就会达到450亿美金左右，预计2027年将增长到 4000 亿美金，2023—2027 年复合增速超过 70%。



SEMI最新发布的全球晶圆预测报告显示，2022年至2024年，全球半导体产业计划有82座新厂投产。对此，SEMI总裁兼首席实行官Ajit Manocha表示，半导体的长期强劲需求后续仍将推动全球半导体产能增长。据其预计，Foundry、Memory和Power预计将是2026年新增产能的主要驱动力。



IDC高级研究经理曾冠玮则认为，包括AI整合在内的应用需求，将驱动2024年整体半导体销售市场复苏。而半导体供应链包括设计、制造、封测等产业，也即将挥别低迷状态。



“在供给、需求两端的推动下，大家预计2024年半导体产业将会复苏。”郭俊丽指出，受到智能电动汽车、智慧工厂、生成式AI的带动，中国半导体市场的需求将持续保持旺盛。



作为国内晶圆领域风向标之一，中芯国际的财报也在佐证这一论断。官方业绩显示，2023年第三季度，中芯国际资本支出环比增长约26%至153.10亿元，并宣布将全年的资本开支上调到75亿美金左右，同比提升约18%。对比中芯国际2022年半年报，该企业资本开支主要用于产能扩充和新厂基建。资本开支的大幅上调，标志着中芯国际未来产能将进一步提高。



不过，周华认为，目前全球消费市场复苏缓慢，头部晶圆代工厂产能利用率仍处于低位，市场拐点仍有待确认。目前，中国半导体产业仍面临需求不足，尚不能对全面复苏起到有力支撑，这将是2024年中国半导市场需要应对的一大挑战。



郭俊丽也同时提醒道，宏观经济发展形势对于需求端的潜在影响仍然不可忽略。同时，中国半导体需求端和供给端紧密配合，形成了良好的产业生态，但仍要进行供需准确匹配和升级迭代。此外，上游设备工具受限导致的供需配合受阻，进行部分小批量需求的成本控制、产品优化，是中国半导体产业未来发展需要解决的主要问题。



“但整体上，大家仍然认为，随着人才的培养、技术的突破，中国半导体是非常有发展前景的。”郭俊丽表示。据IDC方面预计，展望2024年，在行业巨头的勠力发展及终端需求逐步回稳下，市场将持续升温，预计2024年全球半导体晶圆代工产业将呈双位数增长。