晶圆代工龙头台积电 14 日法说会终于表态，表示前往日本兴建新晶圆厂，预计采用 22 及 28 奈米特殊制程。若一切顺利，2022 年开工，2024 年量产。届时日本也可使用台积电晶圆产能，生产汽车、IoT、图像感测器的芯片与处理器。
台积电宣布将赴日建晶圆厂后，也是台积电近年台湾之外新建的第二处厂区。2020 年 6 月台积电宣布美国亚利桑那州建设 5 奈米制程为主的 12 吋晶圆厂，投资金额约 120 亿美元。除了台积电，三星、英特尔、联电、格罗方德、中国中芯国际等半导体制造企业，晶圆产能吃紧情况下，均有大规模投资建厂计划。此大规模和密集产能扩建，在半导体业史上亦属罕见。
晶圆厂近来大幅扩产
从已经揭露的资讯来看，台积电和 SONY 集团正在考虑在日本九州熊本县联合建设一座晶圆厂。该计划的总投资估计约为 8,000 亿日元 （约合 70 亿美元），预计日本-将提供最多一半的资金。而该工厂将生产用于相机图像感测器需要的处理器，以及汽车和其他产品的芯片，并计划于 2024 年投产。日本最大的汽车零组件制造商日前也表态，支持透过在现场设置设备的方式参与这些计划。这也预计使得日本的丰田汽车集团成员，寻求其汽车零组件中使用芯片的稳定供应得以实现。
日本新建新晶圆厂外，台积电美国亚利桑那州 5 奈米制程晶圆厂 2021 年正式动工，总投资金额达 120 亿美元。估计初期晶圆厂规模较小，每月产能 2 万片，后续还将视情况扩产。先前还有消息传出，台积电将在亚利桑那州总计建立 6 座晶圆厂。台积电在台湾也积极扩产。市场消息表示，台积电将在高雄打造生产据点，主要以 7 奈米制程切入，初步规划将在当地建造 6 座晶圆厂，最快 2023 年启动。接踵而来的扩产计划，台积电日前宣布 3 年内投入 1,000 亿美元支应。
除了台积电，三星、英特尔、联电，格罗方德、中芯国际等全球主要半导体制造企业也都传出大规模投资建厂计划。三星计划美国投资 170 亿美元建设先进制程晶圆厂，目前在寻找合适的建厂地点。英特尔首席执行官 Pat Gelsinger 日前宣布在欧洲新建 2 座工厂，有可能扩大规模。英特尔斥资 200 亿美元在亚利桑那州新建两家晶圆厂日前动工。
联电方面，也宣布与多家客户携手，藉全新双赢合作模式，扩充南科 12 吋厂 Fab 12A P6 厂区产能。据协议，联电与客户的合作模式，客户将以议定价格先付订金，确保取得联电 P6 长期产能，估计产能扩建计划总投资金额约新台币 1,000 亿元。联电表示，P6 产能扩建计划预计 2023 年第二季投产，届时配备 28 奈米制程生产机台，未来还可延伸到 14 奈米制程，直接配合客户制程发展升级需求。
格罗方德则宣布将在美国、新加坡、德国三地 12~90 奈米制程产线产量 2022 年提升 13%。新加坡 12 吋晶圆厂年产量增加 45 万片。中国中芯国际方面， 2021 年以来也是陆续宣布宣布建设的位于北京、深圳、上海三地的芯片厂将增加 28 奈米及以上制程的约产能 24 万片。综合看 2020 年以来，台积电、三星、英特尔、联电，格罗方德、中芯国际几家晶圆厂商宣布的投资金额，累计超过 2,300 亿美元。
先进与成熟制程皆扩产积极
除了产能提升，另一个值得注意的重点是本次晶圆厂大规模投资，有先进制程也有成熟制程。7 奈米以下先进制程投资金额达 590 亿美元，28 奈米以上成熟制程投资金额达 190.5 亿美元。虽然晶圆产能供应吃紧，但考虑到晶圆厂从筹备到量产，一般约需两年，两年后市场情况如何？新增产能一旦释放，是否造成产能过剩？
7 奈米等更先进制程的处理器或芯片，主要应用于 CPU、GPU 等对运算性能要求较高领域，高通骁龙系列、联发科天玑系列、AMD Ryzen 系列处理器及辉达 GPU 等高阶显卡等都有应用。更高阶 5 奈米制程处理器主要应用智能手机 SoC，如苹果 A 系列处理器、HPC 高效能运算、AI 人工智能等。
外资指出，受惠 5G 普及、数字化转型等产业趋势，消费性电子、基地台等领域将更多使用 7 奈米以上更先进制程的处理器及芯片，这对先进制程产有非常大需求。目前分析，未来市场应能消化新建晶圆厂的产能。
市场调查机构《IC Insights》数据显示，到 2024 年，10 奈米以下先进制程处理器及芯片市占率，将从 2020 年底 10% 升至 29.9%。全球芯片市场整体需求提升下，10 奈米以下先进制程需求量将大幅提升。对先进制程而言，晶圆代工厂产能扩充速度仍相对保守，并没有超出市场预期，扩产并不会造成产能过剩。
此外，晶圆代工产业上下游结合效应愈来愈明显，晶圆厂与供应链上下游关系也愈紧密，市场预测会更准确，不易出现产能过剩。晶圆厂会测试客户，判断客户需求是真的或重复下单，客户需求有反复确认。即便客户提升订单量，最终风险也由供应链承担。
28 奈米以上成熟制程的处理器及芯片因为应用范围广，领域包括电源管理、感测器、功率器件、模拟芯片等。使得 28 奈米以上成熟制程芯片在整个芯片供应占比最高，需求量也最大。2020 年底至今市场都供应不足，这波芯片短缺缺货对象就是成熟制程产品。
外资提到，现阶段汽车向电动化、联网化、智慧化前进，带动电源管理芯片、功率元件、感测器、MCU 微处理器等车用半导体广泛应用，加上 5G 通讯技术支援 Sub-6GHz、毫米波等大量频段，需要基地台、智能手机等通讯设备也支援相应频段讯号，催生射频芯片的大量需求。
伴随物联网建设兴起，大量 IoT 设备也带动 MCU、射频芯片需求，大多使用成熟制程技术。整体看成熟制程芯片市场空间很大，扩充 28 奈米以上制程的晶圆产能也符合市场需求，不容易出现产能过剩问题。成熟制程对应产品多且缺口也大，需求量更大，成熟制程也与先进制程一样，出现供过于求有难度。
（首图来源：台积电)
