【产业信息速递】晶圆厂，面临三大挑战

（信息来源：semiwiki）

全球半导体行业有望在 2024 年复苏，并朝着创纪录的 1 万亿美元收入迈进，其前景十分光明，其背后是前所未有的增长动力、市场机遇和技术进步。然而，在创纪录的绿地资本投资和政府支持的区域产能扩张中，全球半导体制造业在未来几年仍需克服长期存在的逆风。

跟踪全球晶圆厂的交换是预测全球半导体行业走向的有效方法。从下图可以看出，过去四年尤其动荡，发生了多起不可预见的世界事件，迫使企业调整其长期制造战略。本文重点介绍我们认为 2024 年半导体制造业将面临的三大挑战——地缘政治不确定性、技术转变和产能采购。

挑战一：地缘政治不确定性

美国决定在 2022 年对中国先进芯片的出口实施管制，此举对全球半导体行业产生了自 90 年代日本市场调整以来前所未见的震撼。回流和降低风险已成为常用术语，在政府慷慨补贴的支持下，出于经济和国家安全的考虑，鼓励新建晶圆厂。在这种迅速变化的地缘政治格局中，企业常常措手不及。我们观察到，对晶圆厂所有权的加强审查是我们在这个新的地缘政治格局中必须应对的最突出主题之一。在过去几年中，我们看到政府对晶圆厂进行了前所未有的监督，并产生了重大影响，例如ATREG, Inc.最近将位于德国多特蒙德的 Elmos 晶圆厂出售给 Littelfuse，将位于英国纽波特的 Nexperia 晶圆厂出售给 Vishay，这两家公司均在生产成熟的 200 毫米技术。

挑战二：技术变革

谈到芯片，两大技术革命对全球半导体行业及其未来的影响最为突出——电动汽车 (EV) 和人工智能 (AI)。电动汽车中使用的大量芯片仍是成熟芯片，电动汽车正在推动人们考虑内部化生产和购买晶圆厂，尤其是 200 毫米晶圆厂。人工智能需要更先进的芯片制造，这是大量绿地投资的驱动力。

半导体公司纷纷押注碳化硅 (SiC)，希望在电动汽车需求不断增长的背景下抢占先机。自 2017 年特斯拉宣布将在其电动汽车中采用 SiC 以来，半导体行业一直在为复合半导体的作用做好准备，以应对电动汽车市场的增长。各公司也已经开始采取行动，为氮化镓 (GaN) 需求的加速增长做准备，并考虑在何处采用 GaN 设施。现有的硅晶圆厂可以很好地解决这个问题，因为它们可以更轻松地转换为 GaN 生产，而且通常所需的资本支出低于转换为 SiC 的资本支出。

挑战三：产能采购

需要更多芯片来满足新的需求，但这些芯片究竟从何而来？各家公司是否有足够的长远考虑来避免因晶圆厂利用率不足而导致的短期威胁？在这种环境下，我们看到各家公司正在探索各种选择，以确保其未来的#产能——新建工厂、新建工厂和代工厂。

绿地工厂是一种选择，尤其是在当前政府积极补贴的情况下，但由于建设和运营需要巨额投资，因此它更倾向于大型公司。根据波士顿咨询集团 (BCG) 于 2023 年 9 月发表的一篇文章（《驾驭芯片制造的高成本经济学》），2026 年建成的晶圆厂的 10 年总拥有成本 (TCO) 将达到 350 亿至430 亿美元，比今天的成本高出 33% 至 66%。Wolfspeed 是一家在 2019 年就开始建设莫霍克谷绿地工厂的公司，它定位于抓住不断增长的 SiC 需求。

博世决定另辟蹊径，利用棕地并收购 TSI Semiconductors 位于加利福尼亚州罗斯维尔的晶圆厂。该公司将在 2026 年前在该工厂投资 15 亿美元，以提高美国本土 200 毫米 SiC 芯片的产量。在整个经济低迷时期，棕地晶圆厂的需求一直保持稳定。为什么？因为棕地晶圆厂可以提供现有的基础设施、设备、知识产权 (IP)、专业知识和经验丰富的劳动力，再加上多年的供应协议和加快的上市时间。2023 年完成的所有 200 毫米晶圆厂交易都反映了交易价值，证明了棕地晶圆厂在优先考虑上市时间和获取专业知识方面的战略重要性。

代工厂仍然是全球半导体生态系统的重要组成部分，但市场对半导体工厂产能过剩和供应链中芯片库存过剩存在严重担忧。据 DIGITIMES Research 称，2024 年晶圆代工服务需求不稳定，主要晶圆代工厂已降低资本支出以调节新增产能的步伐。据估计，2024 年五大晶圆代工厂的总资本支出将减少约 2%，降至 550 亿美元。经过多年的满负荷生产和对客户的杠杆作用，代工厂正在应对客户拥有更多控制权的新市场。芯片需求可能要到 2024 年下半年才会稳定下来。

那么，全球半导体制造业的下一步将如何发展？在这些挑战和干扰中，全球晶圆厂需求将继续飙升，大多数 200 毫米和成熟节点的交易对芯片制造商来说仍然至关重要。制造厂是一种极其独特的资产，各国将其列为国家和经济安全的优先事项，尽管全球芯片法案提供了大量绿地投资和#激励措施，但棕地#产能通常仍然是芯片制造商的首选。