中芯国际一年内连投两次 28nm，产能比你想象的更紧张

全球“缺芯潮”不断蔓延，被波及的企业不胜枚举。说到这里就必须提一下前天中芯国际的一个决定。3月17日晚，中芯国际发布公告称，将和深圳政府拟以建议出资的方式，经由中芯国际集成电路制造（深圳）有限公司（下称“中芯深圳”）进行项目发展和营运，重点生产28纳米及以上的集成电路并提供技术服务，旨在实现最终每月约4万片12吋晶圆的产能。预期将于2022年开始生产。待最终协议签订后，项目的新投资额估计为23.5亿美元，折合人民币约为153亿元。据报道，中芯深圳将由中芯国际和深圳重投集团分别拥有约55%和不超过23%的权益。公告发布后，中芯国际的此番举措引起了业内的广泛关注：1、为什么要选择在“缺芯潮”这个节骨眼上做出决定；2、为什么要选择深圳；3、为什么选择28nm制程以上......全国造芯的决心如此巨大，但基于过去中国宏观调控的经验，怀疑主义的声音也不断加大，譬如：“大家全部一股脑的挤进去，那么芯片产业未来不就很快会过剩吗？”“为什么强调的是28nm的产能加大，这类芯片在国外不是已经算玩剩的吗？”选择28nm以上成熟制程的原因？中芯国际为什么要选择28nm以上成熟制程？继华为被美国禁止和台积电、三星等代工厂进行合作并生产芯片后，今年3月1日，美国四部委却发令，批准美领先设备厂商向中芯国际供应，其中包括14纳米及以上的设备。另外荷兰方面，半导体设备制造商阿斯麦集团也开始愿意向中芯国际出售光刻机。但被批准对中芯国际出售的光刻机采用的是DUV技术，即深紫外线光刻技术。简单地说，DUV技术光刻机只能用于制造中低端芯片。而阿斯麦集团真正压箱底的光刻机技术是EUV技术，即极紫外线光刻机，它才是制造高级芯片的关键。因此在这种局势下，若先选择发力28nm芯片的制造，一定程度上可以缓解国内外智能制造领域对芯片的迫切需求。而28nm工艺节点是用来区分中低端和中高端芯片的关键技术节点，目前市场普遍认为，28nm以上的为成熟制成，以下则为先进制成。去年11月，中国半导体产业协会表示中国将在两年内实现28纳米工艺技术自给自足。根据《2019集成电路行业研究报告》，28nm及以下工艺的先进工艺占据了48%的市场份额，而成熟工艺则占据了52%的市场份额。并且，28nm以上成熟工艺领域的芯片可运用之处其中包括，AIoT、新能源汽车、5G网络设备、一些智能家居等。而在需求端，大部分设计企业都集中在成熟工艺上，那么庞大的国内市场将给各大国内厂商提供了非常多的发展空间。一年两投28nm制程不仅如此，就在去年，中芯国际刚刚联手国家大基金二期成立合资企业中芯京城，斥资500亿元扩产28nm。根据此前公告，500亿元为上述项目首期投资，一期项目计划于2024年完工，建成后将达成每月约10万片12英寸晶圆产能。在2020年第四季度的电话会上，中芯国际联合首席执行官赵海军曾表示：今年43亿美元的资本开支将大部分用于成熟工艺的扩产，小部分用于先进工艺，北京新合资项目土建及其它。同时计划今年成熟12寸产线扩产1万片，成熟8寸产线扩产不少于4.5万片。而中芯国际一年内连投两次28nm制程，也符合当时电话会议上的内容。中芯国际在全国产线的布局也备受业内人士关注。在上海建有一座300mm晶圆厂和一座200mm晶圆厂，以及一座拥有实际控制权的300mm先进制程晶圆厂；在北京建有一座300mm晶圆厂和一座控股的300mm晶圆厂；在天津和深圳各建有一座200mm晶圆厂；在江阴有一座控股的300mm合资凸块加工厂。也有业内人士分析表示，再次牵手深圳，也意味着深圳首座12英寸厂正式启动。选择在深圳备受业内关注就在中芯国际发布在深圳建厂后，美国CNBC网站18日报道称：“在中美关系紧张背景下，中芯国际在中国推进芯片产业自主与做强中发挥关键作用，深圳是中国科技枢纽城市。”作为国家级集成电路设计产业化重要基地之一的深圳，已经聚集了众多的IC设计公司，而在全国半导体十强企业（芯片设计）名单中，深圳有四家企业在列，华为海思半导体已成为全国最大的IC设计企业；中兴微电子、汇顶科技、比亚迪微电子和敦泰科技等四家企业的销售收入均超过了20亿元。深圳已经形成了具有相当规模的IC设计与应用企业聚集基地，构建了5G、通信、物联网、显示驱动与触控、汽车电子、人工智能等IC设计与应用优势产业链。各大厂商纷纷开启扩产计划其实除了中芯国际，2020年下半年开始，很多芯片制造厂也开始筹备扩产计划。经过公开资料整理：台积电：赴美（亚利桑那州）建设5nm晶圆厂，共计6座，投资356.16亿美元，月计划产10万+片；三星：美坦桑尼亚、纽约、奥斯汀州各建1座，投资金额170亿美元；格心：扩产12~90nm制程，纽约、新加坡、德国沙克森州均有建厂；华虹：在无锡建厂，月产能达约达8万片；美光：在中国台湾建厂，生产12nm制程及以下扩产DRAM产品；铠侠：日本三重县建厂，生产第六代NAND闪存“BICSFLASH”，投资约91.85亿美元。国际芯片制造厂商基本集中于美国和德国建厂，例如英飞凌和博世。想解决缺芯问题是需要芯片上下游配套产业链的同步规划，面临着市场对芯片用量不断激增的需求，其实对晶圆产能也提出了极大的挑战。“飞速”产能下的备受质疑“飞速”产能之下，最为令人担心的是，政策的促进是否会与2009年全国普遍的“光伏之热”一样，严重产能过剩。中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明曾表示：“当前我国芯片制造产能发展严重滞后于需求，供给能力和需求的差距越来越大，如果不加速发展，未来中国芯片产能与需求的差距，将拉大到至少相当于8个中芯国际的产能，因此必须加快速度。”尽管受到质疑，随着物联网、车联网等兴起，这些行业对芯片的需求量更是指数级增长，然而更先进工艺制程的研发难度不断加大导致联电、格芯等已停止研发先进工艺制程，仅有台积电和三星两家芯片制造企业研发5nm及更先进工艺制程，未来很可能出现先进工艺产能无法满足全球需求，芯片供给不是过剩而是可能出现长期供给不足的。相关机构预测，从2018年到2030年，集成电路销售额将增加124%，彼时集成电路产能至少增加2倍，但扩产速度仍然难以追赶需求增长速度。宅经济离不开集成电路的发展，“个人半导体”时代让大众从10年前的一部智能手机到手表、手环、耳机等，在未来，这一现象将更加明显。写在最后按照半导体市场的发展规律，芯片缺货属于正常情况，且存在一定的缺货周期。在总供应不变的情况下，需求时强时弱，存在从强转弱或从弱到强的动态变化，但当下这一动态出现不平衡和矛盾点，芯片缺货的周期规律发生巨大变化，芯片短缺已成为新常态。此前，半导体行业的发展奉行三段论，从存货到消化库存再到重新拉库存。但这一理论从2016年之后不再适用，导致企业可能在价格高时反而拉高库存，造成供需动态不平衡。在SemiconChina2021的开幕会议上，紫光集团联席总裁陈南翔曾表示，除了各类芯片不同程度的短缺，特色工艺的产能也出现短缺，因此芯片短缺已成为新常态。新常态的一面是芯片产能和市场需求不匹配，另一面则意味着国内半导体产业进入了新的发展阶段。关于此，长电科技首席执行官及董事郑力表示：“几年前，我们很羡慕外资大厂缺产能，因为我们那时是缺订单，如果什么时候缺产能了，就说明我们的公司发展到一定程度。如今国内很多公司已经发展到一定阶段，才出现缺产能的情况，我认为这是一个在集成电路行业比较典型的景气循环的现象。”如今缺芯的大环境下，集成电路产业的商业模式也遇到极大挑战。如今的全球大环境下，市场需要建立一个互信的供应链，对于供应链端来说，需要共享整合的创新模式，投资利润共享、风险共同承担。此外，持续不断的供需不平衡问题也让芯片制造面临多重困难，业内人士表示，此前靠晶圆制造技术驱动集成电路产业，未来可能会走向以晶圆制造加封装为核心驱动发展。