中國大陸晶圓廠44座，未來新增32座

2023年，大陸晶圓代工格局發(fā)生了一些變化。8月7日華虹公司正式科創(chuàng)板上市，加上前兩年回A的中芯國際以及5月過會(huì)的晶合集成，大陸三大晶圓代工巨頭齊聚科創(chuàng)板。此外，與中芯國際密切相關(guān)的中芯集成也以未盈利形式上市科創(chuàng)板?？傮w來看，大陸晶圓代工實(shí)力正不斷增強(qiáng)。

據(jù)TrendForce集邦咨詢最新研究顯示，今年由于總體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)與庫存問題持續(xù)，同時(shí)車用、工控在短料獲得滿足后庫存逐漸堆積，導(dǎo)致需求放緩，F(xiàn)abless及其他IDM等庫存去化遭嚴(yán)重抑制，加上IDM廠自有新廠產(chǎn)能開出，收斂委外訂單，進(jìn)而再次向晶圓代工廠加大砍單力道。2024年在經(jīng)濟(jì)環(huán)境不佳的預(yù)期下，整體晶圓代工產(chǎn)能利用率復(fù)蘇困難。

大陸晶圓廠受到的波及也不小，但在國產(chǎn)替代東風(fēng)的助力下，損失有所減緩。據(jù)TrendForce集邦咨詢統(tǒng)計(jì)，2023~2027年全球晶圓代工成熟制程（28nm及以上）及先進(jìn)制程（16nm及以下）產(chǎn)能比重大約維持在7:3。中國大陸由于致力推動(dòng)本土化生產(chǎn)等政策與補(bǔ)貼，擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度最為積極，預(yù)估中國大陸成熟制程產(chǎn)能占比將從今年的29%，成長至2027年的33%，其中以中芯國際（SMIC）、華虹集團(tuán)（HuaHong Group）、合肥晶合集成（Nexchip）擴(kuò)產(chǎn)最為積極。

以下將對(duì)大陸現(xiàn)有晶圓廠進(jìn)行盤點(diǎn)，本文將聚焦于大陸晶圓廠產(chǎn)能情況、分部位置、制程情況分析，進(jìn)而展望未來晶圓代工發(fā)展。

大陸晶圓廠現(xiàn)狀：建成44座、在建22座、計(jì)劃10座

據(jù)全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)，除卻7座已暫停擱置的晶圓廠，目前大陸建有44座晶圓廠，其中12寸晶圓廠25座，6英寸廠4座，8英寸晶圓廠/產(chǎn)線15個(gè)。此外，還有正在建設(shè)晶圓廠22座，其中12英寸廠15座，8英寸廠8座。未來包括中芯國際、晶合集成、合肥長鑫、士蘭微等在內(nèi)的廠商還計(jì)劃建設(shè)10座晶圓廠，其中12英寸廠9座，8英寸晶圓廠1座?？傮w來看，大陸預(yù)計(jì)至2024年底，將建立32座大型晶圓廠，且全部鎖定成熟制程。

圖一來源：全球半導(dǎo)體觀察制圖

從大陸各晶圓廠分部情況看，長三角地區(qū)晶圓廠數(shù)量最多，約占比將近一半。而從省份看，上海、無錫、北京、合肥、成都、深圳等地區(qū)設(shè)有較多晶圓廠。

中國大陸各晶圓廠分布情況

圖二來源：全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)

到了業(yè)界最為關(guān)心的產(chǎn)能情況，據(jù)統(tǒng)計(jì)，大陸目前共有31座12寸晶圓廠正在投入生產(chǎn)（包含正在建設(shè)中已有固定產(chǎn)能開出的12寸晶圓廠），總計(jì)月產(chǎn)能約為118.9萬片，與總規(guī)劃月產(chǎn)能217萬片相比，這些晶圓廠的產(chǎn)能裝載率僅達(dá)到約54.48％，仍有較大擴(kuò)產(chǎn)空間。

結(jié)合正在建設(shè)和未來計(jì)劃部分，預(yù)計(jì)未來五年中國大陸將新增24座12英寸晶圓廠，這些晶圓廠規(guī)劃月產(chǎn)能222.3萬片。在當(dāng)前已規(guī)劃12英寸晶圓廠全部滿產(chǎn)情況下，截至2026年底，大陸12英寸晶圓廠的總月產(chǎn)能將超過414萬片，相比目前的產(chǎn)能裝載率提高248.19％。

（一）晶圓尺寸：以12英寸為主流，8英寸協(xié)同發(fā)展

在摩爾定律驅(qū)動(dòng)下，也同時(shí)契合生產(chǎn)成本下降以及技術(shù)進(jìn)步步伐，芯片晶圓尺寸由6英寸—8英寸—12英寸演變，當(dāng)然業(yè)界也曾出現(xiàn)“在2011-2015年邁入18英寸時(shí)代”的論調(diào)，而至于18英寸為何沒能成為現(xiàn)實(shí)，本段末也進(jìn)行了闡述。總而言之，無論從成本、性能看，12英寸都是最契合本世代情況的晶圓尺寸，而8英寸在當(dāng)下依舊有其用武之地，6英寸則逐漸走向沒落。

12英寸晶圓廠從2000年后開始穩(wěn)定增長，并在2008年產(chǎn)能超過8英寸晶圓廠，此后兩者之間的差距不斷拉大。

圖三來源：全球半導(dǎo)體觀察制圖

12英寸晶圓以面積取勝的背后，是成本降低、性能提高的雙層加成。基于現(xiàn)實(shí)來看，12英寸晶圓的生產(chǎn)成本約比8英寸的晶圓成本多50%，但芯片產(chǎn)出卻接近于8英寸的3倍，分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)芯片，成本約減少了30％。未來隨著制程工藝的精進(jìn)、良率的上升，12英寸晶圓的成本還有望進(jìn)一步降低。

對(duì)比12英寸和8英寸下游終端應(yīng)用可明顯看出，12英寸晶圓實(shí)用性極廣。從上表可知，先進(jìn)制程主要是在12英寸晶圓制造廠中生產(chǎn)，這也是當(dāng)下其成為擴(kuò)產(chǎn)主流的原因之一。其中值得注意的是，在12英寸成熟制程下游應(yīng)用上，其適用范圍有明顯的擴(kuò)充趨勢(shì)。

而8英寸晶圓數(shù)量雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于12英寸廠，但其存在感卻不弱。據(jù)SEMI（國際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)）數(shù)據(jù)，中國大陸在8寸晶圓上一直保持著高速的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2026年時(shí)，中國8寸晶圓的份額將提高至22%，月產(chǎn)能達(dá)到170萬片每月，在全球占據(jù)首位。

從2017年至今，曾出現(xiàn)過數(shù)次8英寸晶圓供不應(yīng)求現(xiàn)象。而從大陸情況看，至2025年底，包括華虹集團(tuán)、芯恩集成、士蘭微、燕東微電子、積塔半導(dǎo)體、賽萊克斯、中科晶芯、華微電子、海辰半導(dǎo)體在內(nèi)的企業(yè)總計(jì)將新建成9座8英寸晶圓廠。

從上表可知，8英寸晶圓主要用于成熟制程及特種制程，其主要工藝制程集中于0.13-90nm，下游應(yīng)用以工業(yè)、手機(jī)和汽車為主，主要包括功率器件、電源管理芯片、非易失性存儲(chǔ)器、MEMS、顯示驅(qū)動(dòng)芯片與指紋識(shí)別芯片等。其中汽車電子和工業(yè)應(yīng)用對(duì)功率器件的需求在近兩年十分火爆，這也是其近年擴(kuò)產(chǎn)的主要推動(dòng)原因。

當(dāng)下，8英寸晶圓的市場需求依舊較強(qiáng)，但是市場上8英寸產(chǎn)線卻是呈現(xiàn)相對(duì)減少的趨勢(shì)，主要是因?yàn)槟壳皹I(yè)界以12英寸為主流，由于建設(shè)投資12英寸晶圓廠的資本支出動(dòng)輒達(dá)到百億美元，許多廠家考慮到8英寸晶圓產(chǎn)線的“年邁”，設(shè)備老舊且更新不易（目前8英寸設(shè)備主要來自二手市場），且收益不如12英寸晶圓等因素，越來越多大廠將8英寸晶圓切換到12英寸晶圓上來。

而對(duì)于6英寸產(chǎn)線，減少趨勢(shì)則更為明顯，且在未來擴(kuò)建廠房中并未發(fā)現(xiàn)6英寸產(chǎn)線蹤跡。減少的趨勢(shì)具體表現(xiàn)為邏輯工藝產(chǎn)線逐步由6英寸向8英寸甚至是12英寸過渡。目前大陸能夠制造6寸晶圓的廠商超過500家，技術(shù)門檻已相對(duì)較低，價(jià)格優(yōu)勢(shì)不復(fù)。且當(dāng)下原本使用6英寸晶圓的下游應(yīng)用，也已逐漸被8英寸晶圓覆蓋。在通用芯片端，6英寸晶圓被替代的命運(yùn)已注定。而在第三代半導(dǎo)體材料如碳化硅、氮化鎵上，其依舊有較大市場。如SiC襯底還處在從4英寸、6英寸到8英寸的緩慢遷移過程中。

據(jù)全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)，大陸6英寸晶圓廠中主要有華潤微無錫晶圓一廠，產(chǎn)能23萬片每月，廣義微電子四川廠，15萬片每月；英銳半導(dǎo)體鹽城廠，2.5萬片每月；芯睿電子新鄉(xiāng)廠，2萬片每月。

而至于“18英寸晶圓”，其一直被認(rèn)為是為未來預(yù)備的一個(gè)答案。2008年英特爾宣布與三星、臺(tái)積電達(dá)成合作協(xié)議，將在2012年投產(chǎn)450mm芯片晶圓。然而在2014年，英特爾、臺(tái)積電紛紛表示“不想干、干不了”，產(chǎn)業(yè)鏈上下游也紛紛附和，這事就此作罷。其發(fā)展最簡單的原因是，12英寸晶圓完全可以應(yīng)付當(dāng)下產(chǎn)業(yè)所需，不可否認(rèn)18英寸晶圓或是未來所需要的，但是無論是從成本（超過1000億美元的研發(fā)成本）還是良率看，產(chǎn)業(yè)鏈上下游特別是設(shè)備供應(yīng)商（設(shè)備從根本上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)）都還沒有做好準(zhǔn)備去迎接它。

（二）制程：大陸晶圓聚焦在成熟制程，特色工藝被重視

按照產(chǎn)品對(duì)工藝先進(jìn)度的要求來分，半導(dǎo)體工藝制程可以分為特色工藝和邏輯工藝，其中邏輯工藝又分為成熟工藝（28納米及以上）和先進(jìn)工藝（28nm以下的節(jié)點(diǎn)，目前主要為16/14nm及以下）。據(jù)集邦咨詢此前統(tǒng)計(jì)，其中特色工藝產(chǎn)品市場占比約為40%，邏輯工藝占比約為60%。

從制程情況看，由于先進(jìn)制程技術(shù)困境及高額資本開支，目前的玩家主要有英特爾、臺(tái)積電和三星三家。今年三星和臺(tái)積電相繼宣布量產(chǎn)的3nm工藝成為當(dāng)下最先進(jìn)節(jié)點(diǎn)。而從大陸情況看，晶圓產(chǎn)業(yè)起步較晚，受限于設(shè)備及材料等相關(guān)因素影響，疊加國際形勢(shì)，目前，中國大陸晶圓廠大多聚焦于成熟工藝（即成熟制程）和特色工藝。

如圖三所示，從整個(gè)芯片市場情況看，成熟工藝除了數(shù)字邏輯部分需要用到先進(jìn)制程外，長尾市場都屬于成熟制程覆蓋范圍，遍布消費(fèi)以及工業(yè)市場，相對(duì)不易受到短期周期的波動(dòng)影響。

值得注意的是，除了大陸晶圓廠大力鉆研成熟制程，許多大廠近兩年來紛紛開始反攻成熟制程，如臺(tái)積電、三星、英特爾、聯(lián)電、格芯等。其中，聯(lián)電對(duì)成熟產(chǎn)能的押注也是史無前例，它是全球第一家宣布放棄先進(jìn)工藝研發(fā)的晶圓代工廠，自2018年起，聯(lián)電將戰(zhàn)略重點(diǎn)放在改善公司的投資回報(bào)率上，主攻28nm及以上的制程。

根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)，2021~2024年全球晶圓代工產(chǎn)能年復(fù)合成長率達(dá)11%，其中28nm產(chǎn)能在2024年將達(dá)到2022年的1.3倍，是成熟制程擴(kuò)產(chǎn)最積極的制程節(jié)點(diǎn)，預(yù)期有更多特殊制程應(yīng)用將往28nm轉(zhuǎn)進(jìn)，且2021~2024年全球28nm（含）以上成熟制程產(chǎn)能將穩(wěn)定維持75%以上比重，顯示布局成熟制程特殊工藝市場潛力與重要性。

TrendForce 預(yù)期，在28 納米以上制程擴(kuò)產(chǎn)推動(dòng)下，預(yù)期到了2027 年，成熟制程產(chǎn)能繼續(xù)占十大代工廠產(chǎn)能70% 以下；預(yù)期中國大陸到2027年將占成熟制程產(chǎn)能33%，還有持續(xù)上修的可能性。值得注意的是，日本積極扶植半導(dǎo)體復(fù)蘇，加上補(bǔ)貼外國公司設(shè)廠，有機(jī)會(huì)占先進(jìn)制程產(chǎn)能3%。

這兩年的成熟制程熱確實(shí)給大陸晶圓廠帶來了不小壓力，一方面國際大廠反攻成熟制程造成搶單，從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，也可能造成了行業(yè)產(chǎn)能過剩。成熟制程的火熱，除了其本身應(yīng)用輻射市場廣泛，先進(jìn)制程研發(fā)接近摩爾定律極限外，還要看到回歸市場運(yùn)行本身的規(guī)律。當(dāng)下周期下行下，車用電子和工控火熱，其需求中80%均是成熟制程；并且AI熱潮興起以來，大陸許多高階AI芯片以及計(jì)算芯片使用不了先進(jìn)工藝，于是開始思索更改設(shè)計(jì)，通過使用多顆成熟制程芯片取代單一高階進(jìn)程的芯片，保證出貨。此舉也變相的使成熟制程芯片同步倍數(shù)增加。

隨著下游應(yīng)用場景新需求的不斷涌現(xiàn)，半導(dǎo)體產(chǎn)品種類不斷增多。業(yè)內(nèi)人士表示，全球廠商都在搶食主攻成熟制程晶圓廠商的蛋糕。在這樣的背景下，大陸晶圓廠更應(yīng)該打造出差異化來。

由此，特色工藝在當(dāng)下晶圓代工發(fā)展中也逐漸被重視。對(duì)比起先進(jìn)邏輯工藝，特色工藝是十分聚焦新材料（其中SiC和GaN是當(dāng)下熱門）、新結(jié)構(gòu)、新器件的研發(fā)創(chuàng)新與運(yùn)用，并強(qiáng)調(diào)特色I(xiàn)P定制能力和技術(shù)品類多元性的半導(dǎo)體晶圓制造工藝，被認(rèn)為是“摩爾定律”之外的重要發(fā)展分支(“摩爾定律”即通過不斷縮小制程線寬來提高芯片的集成度)。

特色工藝產(chǎn)品類別廣泛，并能形成特色集群優(yōu)勢(shì)，擁有各自的市場定位和發(fā)展趨勢(shì)。其主要包括嵌入式/獨(dú)立式非易失性存儲(chǔ)器、功率器件、模擬與電源管理、傳感器等工藝平臺(tái)。

大陸特色工藝的行業(yè)代表企業(yè)為中芯國際、華潤微、華虹集團(tuán)等企業(yè)，他們均十分重視特色工藝的發(fā)展，為滿足市場對(duì)于產(chǎn)品功能、性能等特性的差異化需求，這些企業(yè)不斷研發(fā)創(chuàng)新晶圓制造工藝技術(shù)，并演進(jìn)形成了差異化的制造工藝。如華虹半導(dǎo)體的特色工藝包括電源管理、射頻、功率器件等平臺(tái)，尤其是在功率器件的晶圓代工上；華潤微的高壓功率BCD、高性能BCD、高可靠性BCD、高精度模擬、MEMS、特色功率器件六大特色模擬晶圓代工工藝等。

晶圓制造大廠一直十分重視特色工藝的發(fā)展，臺(tái)積電的特色工藝遙遙領(lǐng)先，格芯和聯(lián)電也正在主攻成熟工藝和特色工藝。不難預(yù)期，未來追趕先進(jìn)工藝的在場者將會(huì)越來越少，而特色工藝將會(huì)出現(xiàn)新的進(jìn)入者爭奪市場。

晶圓代工下行周期何時(shí)結(jié)束？

基于對(duì)長期市場的較好展望，全球各晶圓大廠在2021年、2022年?duì)幭葥尯髷U(kuò)產(chǎn)12英寸，直至2022年下半年至今，受到周期下行持續(xù)，晶圓代工行業(yè)資本開支呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。此番周期下行何時(shí)結(jié)束，市場將何時(shí)上揚(yáng)成為業(yè)界最關(guān)心的問題。

據(jù)TrendForce集邦咨詢最新報(bào)告顯示，受庫存問題、旺季拉貨效應(yīng)尚未發(fā)酵，車用與工控芯片不再短缺；TI與Infineon等大廠削價(jià)／砍單，IDM廠商自有新產(chǎn)能開出等五大利空沖擊，晶圓代工成熟制程市況不妙。由于客戶擴(kuò)大砍單，中國臺(tái)灣與韓國晶圓代工業(yè)者首當(dāng)其沖，預(yù)估今年Q4到明年Q1，臺(tái)積電8英寸產(chǎn)能利用率將跌至60%以下，同期聯(lián)電、力積電都將面臨50%保衛(wèi)戰(zhàn)。

TrendForce研判，晶圓代工成熟制程產(chǎn)能利用率要到明年下半年才會(huì)緩步回升，相較中國臺(tái)灣、韓國廠商，中芯國際、華虹集團(tuán)8英寸廠產(chǎn)能利用率復(fù)蘇狀況將較產(chǎn)業(yè)平均快，咎其原因，大陸晶圓代工的讓價(jià)態(tài)度與幅度較為積極，以及官方推動(dòng)的一級(jí)本土化生產(chǎn)趨勢(shì)等一系列措施都有利于促進(jìn)產(chǎn)能利用率。預(yù)計(jì)2024年8英寸廠平均產(chǎn)能利用率約60%至70%，但仍難以回到過往滿載的水平。

近兩年各國為加強(qiáng)本國產(chǎn)業(yè)鏈安全，產(chǎn)能在地化趨勢(shì)蔓延，中國大陸關(guān)于國產(chǎn)化的討論也比以往更加深入，上下游產(chǎn)業(yè)鏈間的合作也比以往更為密切。

9月15日，在2023世界計(jì)算大會(huì)上，華為技術(shù)有限公司副董事長、輪值董事長徐直軍在演講中呼吁大規(guī)模使用國產(chǎn)產(chǎn)品，他指出，盡管大陸生產(chǎn)的芯片、服務(wù)器、PC機(jī)，相比國外還有差距，但如果不去用，這個(gè)差距永遠(yuǎn)存在，永遠(yuǎn)落后。但如果大規(guī)模使用國產(chǎn)產(chǎn)品，就可能拉動(dòng)和推動(dòng)國產(chǎn)廠商的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品進(jìn)步，然后慢慢追上先進(jìn)水平。只有大規(guī)模使用，才有可能拉動(dòng)整個(gè)計(jì)算產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，拉動(dòng)CPU的進(jìn)步，拉動(dòng)基于國產(chǎn)CPU的服務(wù)器的進(jìn)步，并以此為基礎(chǔ)拉動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

就晶圓廠而言，晶合集成董事長蔡國智也曾在公開演講時(shí)指出，中國大陸的晶圓廠需要在明知先進(jìn)制程短期內(nèi)不可為的情況下，思考如何將成熟制程做到極致，以帶動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。

大陸先進(jìn)制程的破局是個(gè)重要命題，目前，其只能依靠全國產(chǎn)化的方式推進(jìn)。雖然短期內(nèi)先進(jìn)制程的發(fā)展已經(jīng)受阻，但這并不能阻止中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長。中國工程院院士吳漢明曾呼吁：“我們的當(dāng)務(wù)之急是提高芯片產(chǎn)能，增加國產(chǎn)芯片占比，而不是專注于14nm、7nm市場。實(shí)現(xiàn)28nm及以上成熟制程工藝技術(shù)的自主可控，比攻堅(jiān)7nm更有意義。”

對(duì)于未來，全球各大晶圓大廠仍看好2024年半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，目前雖然部分晶圓廠的擴(kuò)建工作受到周期下行影響有所推遲，但總體規(guī)劃并未改變，行業(yè)總體均在為新一輪的上行周期做準(zhǔn)備。不破不立，近幾年大陸在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的核心裝備和材料上也創(chuàng)造了多個(gè)突破，尤其是在成熟工藝段的設(shè)備已形成了大部分環(huán)節(jié)的國產(chǎn)替代，為大陸新建晶圓產(chǎn)能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相信在更強(qiáng)自主意志下，大陸晶圓代工廠將迎來更大的發(fā)展機(jī)會(huì)。