遍地開花的中國Fab將走向何方？

中國半導(dǎo)體市場最近的一系列活動正在引起人們對于這一復(fù)雜市場未來將如何變化的大量猜測。

中國半導(dǎo)體市場正在持續(xù)一種近乎瘋狂的速度增長著。現(xiàn)在的情況是，大約有二十四家芯片工廠正在中國進(jìn)行部署。

由于中國市場的情況一直處于不斷變化的狀態(tài)下，未來這些工廠在中國是否能夠成功仍然是未知數(shù)。但是在這一系列部署計劃背后的動機(jī)都是非常清晰的——中國正在努力消除在IC市場領(lǐng)域的巨大的貿(mào)易不平衡情況。發(fā)展至今，中國從國外進(jìn)口的數(shù)量依然非常龐大。

除了貿(mào)易方面的原因之外，基于IC芯片的安全的考量，也迫使中國政府不斷地提高國內(nèi)的芯片生產(chǎn)能力。作為計劃的一部分，中國已經(jīng)吸引了很多國外的芯片廠商在中國投資建設(shè)新的芯片工廠。對于這些國外的芯片廠商來說，中國一系列的吸引措施也能夠幫助他們更加緊密的貼近目標(biāo)客戶群體。GlobalFoundries、 Intel、三星、海力士、臺積電和聯(lián)華電子，他們都或多或少的在中國建設(shè)了新的晶圓工廠或者是擴(kuò)產(chǎn)了已有的工廠。

于此同時，中國本土的芯片廠商也在積極的建設(shè)自己的芯片工廠。除了遍布全國的已經(jīng)建成的晶圓工廠之外，據(jù)統(tǒng)計，正在建設(shè)或者規(guī)劃中的芯片工廠也達(dá)到了14-22家。這些芯片工廠既包括中國本土廠商投資的也包括國外廠商投資的。

令人懷疑的是，這些芯片工廠計劃在未來是否都能夠取得成功。因為對于一些中國本土的芯片廠商來說，他們的工廠缺乏核心技術(shù)和市場競爭力。事實上，有一些計劃已經(jīng)流產(chǎn)了。

這種情況并非空穴來風(fēng)，過去中國芯片廠商就曾經(jīng)宣布過很多建設(shè)工廠的計劃，很多最終都放棄了或者根本沒有實施過?；谶@種憂慮，很多分析師都悲觀的估計，大約50%的中國在建芯片過長最終都會以失敗告終，雖然他們中有很多看是前景美好。

“其實，我并不像給出像50%這樣具體的數(shù)字，也不想驅(qū)打賭中國的每一個在建的芯片工廠在未來都能夠成功?！?Gartner的分析師Samuel Wang表示，“每一個人對于中國的在建芯片工廠計劃都非常積極，但是每一個工廠都有可能失敗或者是成功，任何情況都可能發(fā)生?！?/p>

根據(jù)Gartner的統(tǒng)計，如果這些在建的芯片工廠最終都能夠投產(chǎn)，中國的芯片產(chǎn)量將會從目前每月的40萬片猛增三倍以上，到2020年甚至能達(dá)到每月140萬片。具體種類而言，其中60%是存儲芯片，40%是邏輯芯片。

即便這些芯片工廠最終并沒有全部投產(chǎn)，依然有許多值得我們擔(dān)憂的地方。譬如，有跡象表明，這些在建的芯片工廠有很大一部分是基于28nm甚至是以上工藝的。因此當(dāng)這些工程進(jìn)行投產(chǎn)之后，產(chǎn)能過剩就是一個非常大的潛在危險，當(dāng)這種情況發(fā)生，就會引發(fā)價格戰(zhàn)，這種情況對于這種工藝來說是非常常見的?！皟r格競爭從2018年開始將會變得愈加明顯?！?Samuel Wang認(rèn)為，“這對于芯片產(chǎn)業(yè)來說是非常大的隱患?！?/p>

對于中國本土芯片廠商來說，更多的挑戰(zhàn)來自于對先進(jìn)工藝和先進(jìn)技術(shù)的投入。因此，對于中國芯片廠商來說，不要期望他們會很快使用世界領(lǐng)先的工藝。唯一的例外就是臺積電，他幾點將會在2018年在中國投產(chǎn)16nm工藝。

中國工廠的措施

中國在IC產(chǎn)業(yè)的措施正在全國范圍內(nèi)掀起一波芯片工廠的浪潮，這波浪潮將會帶來設(shè)備領(lǐng)域的繁榮。根據(jù)SEMI的最新數(shù)據(jù)顯示，中國在芯片設(shè)備方面的投入將會從2017年的67億美元暴漲至2020年的100億美元。

根據(jù)零部件公司上海華立的數(shù)據(jù)顯示，在中國，目前大概有20個200毫米工廠和10個300毫米工廠在運行中。同時，中國正在投資建設(shè)7個全新的200毫米工廠和12個300毫米工廠。

雖然這些工廠中比較大型的到2018年才會進(jìn)行投產(chǎn)，但是實際上每個工廠都有各自的投產(chǎn)時間表?！拔覀冋J(rèn)為，2017年中國晶圓制造設(shè)備支出大抵上與2016年相當(dāng)。”應(yīng)用材料市場營銷和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Arthur Sherman先生表示?！拔覀兤谕麖?018年開始，中國制造設(shè)備的支出將會出現(xiàn)大幅增長。在瀏覽過公告并與制造廠商進(jìn)行溝通之后，我們將會在未來的幾年內(nèi)，進(jìn)行大量的投入以支持中國未來的戰(zhàn)略?！?/p>

其他廠商也表示了類似的看法?！按蠖鄶?shù)的新計劃都是針對后端市場的。大批量的制造邏輯器件，最新內(nèi)存的制造計劃在未來幾年都會實現(xiàn)?！?KLA-Tencor中國區(qū)銷售經(jīng)理Francis Jen先生表示?！霸谥袊呀?jīng)成熟的技術(shù)的推廣與擴(kuò)展也會為傳統(tǒng)設(shè)備市場帶來全新的機(jī)會?！?/p>

不過晶圓設(shè)備供應(yīng)商在中國也應(yīng)當(dāng)小心行事，不要過分樂觀。根據(jù)Gartner.的數(shù)據(jù)顯示，到2020年，如果上述芯片工廠最終都能夠投產(chǎn)，中國市場至少需要700億美元的晶圓生產(chǎn)設(shè)備。但是也應(yīng)當(dāng)了解的是，這些工廠很大程度上并不會全部投產(chǎn)。因此，對于晶圓設(shè)備供應(yīng)商來說，最大的挑戰(zhàn)就是做好前瞻性預(yù)測。否則，設(shè)備供應(yīng)商在中國將會遇到供過于求的局面。

然而，中國是整個市場的熱點所在。現(xiàn)在，世界上很大一部分電子產(chǎn)品都是由中國生產(chǎn)的。因此，中國也是世界上最大的芯片消耗國。很多用于集成電路的芯片都被進(jìn)口到或者轉(zhuǎn)售到中國。

中國自身也擁有著龐大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。實際上，從上世紀(jì)80年代開始，中國就采取了一系列的舉措來推動國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。在過去的這些年中，中國已經(jīng)在國內(nèi)建設(shè)了很多晶圓代工廠和大量的芯片設(shè)計中心。因此，這些中國國內(nèi)的晶圓代工廠也將會為這一市場帶來新的競爭。

雖然中國已經(jīng)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中采取了很多措施，但是其中很多措施并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。舉個例子來說，中國依然在從國外進(jìn)口大量的芯片，數(shù)量遠(yuǎn)超國內(nèi)生產(chǎn)的芯片。同樣，在IC技術(shù)領(lǐng)域，中國也落后于國外的競爭對手。

為了解決這一問題，從2014年開始，中國正式推出“國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要”以推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時，中國也建立了193億美元的基金來投資國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)。預(yù)計在未來的十年內(nèi)，這項投資將會增加到1000億美元。

綜上所述，中國希望通過以上的種種措施來達(dá)成以下目標(biāo)：

2020年，自產(chǎn)芯片滿足國內(nèi)40%的需求，2025年，這一比例達(dá)到70%。

加速實現(xiàn)14nm FinFET，先進(jìn)封裝技術(shù)，MEMS和存儲技術(shù)。

如果國家目前不能夠?qū)崿F(xiàn)某些技術(shù)，就通過從國外獲得相關(guān)技術(shù)來實現(xiàn)。

中國采取的這些措施理論上是可以的?！爸袊诔蔀殡娮赢a(chǎn)品的主要消耗國，但是他們生產(chǎn)的產(chǎn)品并不能夠完全滿足市場的需求，” Coventor的CTO David Fried先生表示。“提高內(nèi)部的產(chǎn)能來滿足國內(nèi)的需求這一目標(biāo)是非常合理的。中國正在加快對于邏輯器件和存儲期間的投入，力爭快速實現(xiàn)這一目標(biāo)?！?/p>

到目前為止，中國在IC領(lǐng)域的措施還很混亂。舉個例子來說，中國的代工工廠在全球代工市場的占有率從2011年的8.5%上升到了2016年的9.2%。“這對于中國來說確實算的上是成功?！?IC Insights的總裁Bill McClean先生表示?！暗且獑栁抑袊袥]有實現(xiàn)最初定立的目標(biāo)？我認(rèn)為，并沒有?！?/p>

另一方面，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還非常依賴國外的IC供應(yīng)商。IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，2016年，中國在這方面花費了1120億美元，約占全球的38%。但是中國本土的IC供應(yīng)商只供應(yīng)了其中的130億美元，其他全部都是依賴國外。這一數(shù)字表明，中國本土供應(yīng)商在中國的市場份額只是從2011年9.8%上升到了2016年的11.6%。

參考以上這些數(shù)據(jù)，中國在2020年實現(xiàn)滿足自身需求的40%這一目標(biāo)就不得不讓人懷疑了?！拔艺J(rèn)為這一目標(biāo)很難在短時間內(nèi)實現(xiàn)。” Bill McClean先生表示。

盡管如此，中國的技術(shù)正在進(jìn)步?！霸?000年，中國宣布建設(shè)大型的晶圓工廠的時候，中國的GDP總值大概是1萬億美元。那時候并沒有擁有先進(jìn)技術(shù)的晶圓工廠，設(shè)計中心和半導(dǎo)體人才，” D2S執(zhí)行副總裁Linyong “Leo” Pang表示?！叭欢?，2015年，中國GDP總值已經(jīng)達(dá)到了11萬億美元，比2000年增長了十多倍。現(xiàn)在，在中國半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)擁有了超過10家的先進(jìn)半導(dǎo)體工廠，成千上萬的芯片設(shè)計中心以及上百萬的半導(dǎo)體人才?！?/p>

在過去的十年里，Pang已經(jīng)目睹了很多的半導(dǎo)體行業(yè)工程師扎根中國市場。“他們中的很多人都進(jìn)入了那些新建的芯片工廠負(fù)責(zé)管理工作。他們受過良好的教育，訓(xùn)練有素并且極富創(chuàng)造力，” Pang表示?！坝需b于此，我認(rèn)為現(xiàn)在正在實施的20個芯片工廠即便不能全部實現(xiàn)，也必定會成真?！?/p>

芯片工廠瘋狂的背后

但是這些計劃中的工廠，到最后有多少能夠建設(shè)呢？什么時候能建設(shè)完成？他們又能夠生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品呢？

目前能夠考慮到可能生產(chǎn)的產(chǎn)品大概有兩類——存儲產(chǎn)品和邏輯器件。存儲產(chǎn)品方面，中國采取了兩方面的措施。一方面，三大跨國公司——英特爾，三星和海力士——將會在中國擴(kuò)大其中國工廠的產(chǎn)能。另一方面，正如一些報道顯示的那樣，中國本土的存儲產(chǎn)品廠商正在興起。其中一家有政府背景的長電科技最近宣布了兩個成本高達(dá)540億美元的項目，這兩個項目旨在生產(chǎn)3D NAND和DRAM。

對于中國在存儲產(chǎn)品方面的努力，有分析人士還抱有懷疑的態(tài)度。目前，國內(nèi)的存儲器廠商擁有何種技術(shù)還不甚明了?！爸袊屡d的存儲器制造商還需要非常多的技術(shù)支持，”位于臺灣的分析機(jī)構(gòu)MIC的分析師Alex Yang表示?！八麄冃枰獊碜杂趪鈴S商的技術(shù)輸送才能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)。但是在短期內(nèi)，這并不是件容易的事情。”

與此同時，像存儲器這樣的產(chǎn)業(yè)，中國市場存在著本土企業(yè)和跨國企業(yè)兩種企業(yè)類型。跨國企業(yè)也將會在中國投資建設(shè)新的工廠。時間將證明中國本土工廠能否實現(xiàn)晶圓制造的目標(biāo)。

在這兩種情況下，大多數(shù)新建的芯片工廠都會優(yōu)先考慮采用比較成熟的技術(shù)?！拔覀兛吹剑磳⑸暇€的晶圓工廠與當(dāng)前已有的晶圓工廠并沒有太多的區(qū)別，” Axcelis的企業(yè)營銷和戰(zhàn)略執(zhí)行副總裁Doug Lawson先生表示?！斑@主要是由成熟技術(shù)的投資所驅(qū)動的。IoT產(chǎn)業(yè)的興起正在推動著這一趨勢，并有愈演愈烈的勢頭。2017年，投資主要集中在IoT和成熟技術(shù)領(lǐng)域，2018年將會是存儲器領(lǐng)域投資的重頭戲了?！?/p>

一般來說，中國本土的工廠主要提供幾個方面的后端產(chǎn)品，比如，邏輯芯片，混合信號和射頻芯片。于此同時，中國工廠也在積極開拓其他市場。比如，上海華立目前就擁有出售40nm產(chǎn)品的能力?！爸袊袌鲇兄浅４蟮男枨??！鄙虾ＨA立技術(shù)中心的一名員工表示。

中國的芯片供應(yīng)商想要在技術(shù)上達(dá)到世界先進(jìn)水平還有很長的路要走?！爸袊诩夹g(shù)方面確實落后?！?Gartner的分析師Samuel Wang表示?！爸袊雽?dǎo)體行業(yè)想要取得成功的關(guān)鍵是必須發(fā)展更多先進(jìn)的技術(shù)。只有通過這種方式才能夠正在在技術(shù)方面贏得市場，而不是僅僅依靠邏輯芯片贏得市場份額?！?/p>

中國政府在先進(jìn)芯片方面的表現(xiàn)還是非常挫敗的，中國的廠商現(xiàn)在還必須依靠跨國廠商的芯片，而不是本土廠商的芯片。舉個例子來說，中國最大的芯片制造商中芯國際（SMIC）現(xiàn)在所能生產(chǎn)的最先進(jìn)的工藝是28nm。于此同時，很多跨國公司已經(jīng)采用10nm甚至是7nm FinFET工藝了。

為了推動邏輯芯片技術(shù)的發(fā)展，中芯國際，華為，IMEC和高通在2015年共同投資建立了合資公司。該合資公司計劃在2020年推出14nm的FinFET工藝?！拔覀冋谂?4nm的量產(chǎn)提前?！敝行緡HCEO 邱慈云在一次電話會議上表示。

與此同時，中芯國際也看到了市場對于65nm，55nm，40nm這類成熟工藝的巨大需求。這類工藝主要用在數(shù)字電視，機(jī)頂盒和射頻這些應(yīng)用上。

為了滿足市場對于這些產(chǎn)品的需求，中芯國際正在建設(shè)至少3座工廠。2016年10月，中芯國際宣布將在天津建設(shè)世界最大的200mm工廠。同時，中芯國際將會在上海建設(shè)300mm工廠。11月，在深圳投產(chǎn)了300mm產(chǎn)線。目前尚不清楚這些工廠將會生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品。

此外，上海華立也宣布在上海正式開工建設(shè)三座全新的300mm工廠。最初，上海華立計劃建設(shè)一座可以采用28nm工藝的工廠。該工廠計劃投資59億美元，預(yù)計將于2018年下半年正式投產(chǎn)。

幾年前，跨國代工廠商就已經(jīng)進(jìn)入中國市場。近年來，臺積電已經(jīng)在上海投產(chǎn)了一座200mm工廠，聯(lián)華電子（UMC）在蘇州也投產(chǎn)了200mm工廠。

最近，跨國公司在中國投資建設(shè)新的代工廠也獲得了諸多方面的便利。中國很多地方政府為跨國代工廠商提供了很多激勵性的政策，旨在吸引更多的芯片制造商在中國投資建廠。同時，在中國和其他地方的客戶也都希望能夠在中國獲得更多的芯片。

去年，聯(lián)華電子位于廈門的合資公司的300mm也正式投產(chǎn)。這座工廠由聯(lián)電、廈門市政府、福建省電子信息集團(tuán)合作興建。

最初，聯(lián)華電子將在該工廠進(jìn)行55nm和40nm工藝的生產(chǎn)。去年年底，該工廠從3000人擴(kuò)招到11000人。未來，工廠將會進(jìn)行28nm的生產(chǎn)?！霸摴S的有利于聯(lián)華電子把握中國市場的商機(jī)，也使得聯(lián)華電子更貼近中國客戶?！甭?lián)華電子CEO Po Wen Yen在最近的一次會議上表示。

來自聯(lián)電的管理人員表示：“我們密切關(guān)注全球市場包括中國市場對于產(chǎn)能的需求。我們相信中國在無線連接和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場有著巨大的市場，這類市場往往需要性能和成本完美結(jié)合的產(chǎn)品。40nm和28nm能夠非常契合這些市場應(yīng)用的需求。同時，我們將會繼續(xù)擴(kuò)大40nm的產(chǎn)能，并在獲得臺灣政府的許可之后在中國大陸積極投產(chǎn)28nm?！?/p>

去年，臺積電正式與南京市政府達(dá)成了合作。臺積電將會在南京投資30億美元建設(shè)一座300mm工廠。該工廠旨在生產(chǎn)16nm FinFET，預(yù)計將會在2018年下半年投產(chǎn)。

臺積電南京工廠的建設(shè)主要分為兩個階段。臺積電的聯(lián)席CEO Mark Liu表示，中國市場，尤其是中國的晶圓設(shè)計中心對于先進(jìn)技術(shù)有著非常迫切的需求?！八麄冃枰覀兊募夹g(shù)?！?/p>

同時，格羅方德去年也宣布了一份諒解備忘錄，將會與重慶市政府合作成立合資公司。然而，這項合作最后出現(xiàn)了變數(shù)。

取而代之的是，格羅方德和成都市政府最近宣布將會在成都建設(shè)300mm工廠。分析師表示，該項目總投資將達(dá)到100億美元。

隨著項目的順利進(jìn)行，格羅方德計劃將在新加坡的180nm/30nm技術(shù)轉(zhuǎn)移到成都，并計劃在2018年正式投產(chǎn)。未來，格羅方德計劃在2019年正式投產(chǎn)22nm FD-SOI工藝。同時，格羅方德也在考慮擴(kuò)產(chǎn)位于其他地區(qū)的工廠?！斑@些新的投資有助于我們擴(kuò)產(chǎn)已有的工廠，幫助我們在中國發(fā)展的過程中與成都達(dá)成良好的合作伙伴關(guān)系?！?格羅方德的CEO Sanjay Jha表示。

“中國是全世界最大也是增長速度最快的半導(dǎo)體市場。關(guān)注全球的半導(dǎo)體制造業(yè)市場是格羅方德目前重要的戰(zhàn)略之一，中國是未來的關(guān)注重點。中國將會為我們提供巨大的市場機(jī)遇，我們不能夠錯過。我們看到中國的客戶越來越傾向于從本土采購芯片產(chǎn)品，我們也在努力調(diào)整策略以適應(yīng)這一變化?！眮碜愿窳_方德的員工表示?！拔覀兛吹饺?qū)τ诓煌夹g(shù)的強(qiáng)烈需求，尤其是在22FDX方面。我們的客戶需要更多的資源，而我們位于Dresden的工廠也需要更多的產(chǎn)能才能滿足客戶的需求。”

如果以上這些還不夠的話，還有更多的企業(yè)在開拓中國市場，太尉的專業(yè)代工廠商Powerchip最近正在計劃在安徽合肥成立合資公司。還有TowerJazz,也在探索中國市場的過程中。

時間將會告訴我們中國是否會在未來建設(shè)所有計劃中的晶圓工廠。但是，我們也應(yīng)當(dāng)清晰的認(rèn)識到，即便中國市場不是目前我們所關(guān)注的中心，也必將能夠孕育出巨大的市場！