5月23日，臺積電晶圓18B廠資深廠長黃遠(yuǎn)國在2024技術(shù)論壇上表示，由于3納米的產(chǎn)能擴(kuò)充仍無法滿足市場需求，臺積電計劃今年在全球范圍內(nèi)建設(shè)7座工廠。

據(jù)悉，臺積電3納米先進(jìn)制程于2023年開始量產(chǎn)，其良率和同時期的N4制程一樣，且現(xiàn)階段產(chǎn)能也繼續(xù)擴(kuò)產(chǎn)中，但這依然無法滿足客戶需求。


市場需求強(qiáng)勁

臺積電7座工廠在路上

黃遠(yuǎn)國表示，因應(yīng)高效能運(yùn)算（HPC）及智能手機(jī)強(qiáng)勁需求，臺積電今年持續(xù)積極擴(kuò)產(chǎn)，將興建7座工廠，預(yù)計今年3納米制程產(chǎn)能較2023年相比將增加3倍。

作為全球最大的晶圓代工廠商，臺積電似乎從不吝嗇在建廠擴(kuò)廠方面的投資。2017年-2019年，其建廠頻率為每年2座。而近年來，臺積電持續(xù)進(jìn)行全球布局，建廠動作也愈發(fā)頻繁，2020年-2023年，臺積電建廠數(shù)量分別為6座、7座、3座、4座。

而據(jù)黃遠(yuǎn)國介紹，臺積電計劃在今年興建7座工廠，包括5座晶圓廠及2座先進(jìn)封裝廠。

晶圓廠方面，位于中國臺灣新竹（Fab20）和高雄(Fab22）的2座2納米工廠將在明年陸續(xù)量產(chǎn)；美國亞利桑那州預(yù)計興建3座工廠，第1座工廠預(yù)計明年量產(chǎn)、第2座2028年量產(chǎn)、而第三座晶圓廠也已在規(guī)劃中，計劃使用2納米或更先進(jìn)的工藝生產(chǎn)芯片，預(yù)計2028年開始生產(chǎn)；另外，臺積電還在日本熊本建設(shè)兩座晶圓廠，其中一廠將在今年年底量產(chǎn)，二廠預(yù)計2027年量產(chǎn)。

至于兩座先進(jìn)封裝廠，則分別位于中國臺灣的臺中（AP5）和嘉義（AP7），前者預(yù)計明年提供CoWoS封裝，后者則在2026年量產(chǎn)CoWoS及SoIC。


半導(dǎo)體企業(yè)開啟大建廠時代

在這一輪全球建廠之前，成立于1987年的臺積電，在全球共有12家晶圓代工廠，分別位于臺灣（9家）、南京（1家）、上海（1家）和美國華盛頓州（1家）。

作為全球第一家，也是最大的晶圓代工企業(yè)，臺積電2023年的年產(chǎn)能約為1600萬片12英寸等效晶圓。

從2020年開始，臺積電陸續(xù)在美國、日本和歐洲規(guī)劃了6家晶圓廠。其中，三家位于美國亞利桑那州，兩家位于日本熊本縣，還有一家位于德國德累斯頓。

其中，日本晶圓廠引入了日本本土企業(yè)索尼半導(dǎo)體解決方案公司、電裝株式會社和豐田汽車公司作為股東，歐洲晶圓廠則引入了羅伯特-博世公司、英飛凌公司和恩智浦半導(dǎo)體德國公司作為股東，臺積電在兩家分別持股70%左右。而美國則是臺積電全資持有。

根據(jù)Trend Force統(tǒng)計，2023年，臺灣占據(jù)了全球68%的先進(jìn)制程（含16/14nm以下）產(chǎn)能；而7nm及更先進(jìn)制程，臺灣占比高達(dá)近80%?，F(xiàn)在臺積電走出大本營，在全球范圍內(nèi)廣建廠房，而且在美國部署的全部為先進(jìn)制程晶圓，這很可能帶來全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈巨變。

其他企業(yè)，也都不想錯過這次擴(kuò)張乃至翻盤的機(jī)會。

2024年4月中旬，美國政府宣布向三星提供64億美元的補(bǔ)貼，以建造位于美國得州的兩家晶圓廠和一個研發(fā)基地，總投資450億美元。早在2022年7月，三星提出的目標(biāo)是在未來二十年內(nèi)向得克薩斯州投資超過2000億美元，興建11家晶圓廠。

此前，三星只在韓國本土和美國設(shè)有工廠，其中，本土四家，美國得州奧斯汀一家。這家常年在全球市場份額排名第二的韓國企業(yè)，意在全球晶圓代工的王座。

從2024年第一季度開始，英特爾在財務(wù)框架中單獨(dú)拆分了英特爾代工業(yè)務(wù)，試圖重新奪回芯片制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。它此前在2021年推出的IDM2.0計劃，目標(biāo)直指2030年成為全球第二大代工廠。

為此，英特爾在美國四個州重金砸下1000億美元用于改造和擴(kuò)建工廠，更斥資280億美元，以將俄亥俄州哥倫布市打造成全球最大的人工智能芯片制造基地。此外，英特爾還在歐洲和中東地區(qū)積極拓展，在德國和以色列各建兩家晶圓廠。

兩大存儲廠商SK海力士和美光也不甘落后，前者計劃投資38.7億美元在美國印第安納州建造用于AI的存儲器先進(jìn)封裝生產(chǎn)基地；后者在日本投資5000億日元（約31.58億美元），生產(chǎn)下一代DRAM芯片，主要用于AI、自動駕駛、數(shù)據(jù)中心等。

環(huán)球晶圓、意法半導(dǎo)體和格芯等，也宣布了海外建廠的計劃，將產(chǎn)業(yè)鏈向全球分散。


中美成為晶圓擴(kuò)張主要市場

為應(yīng)對未來芯片需求增長，2023年和2024年全球?qū)⒂?3座新的晶圓廠投產(chǎn)，其中中國大陸和美國是主要擴(kuò)產(chǎn)地區(qū)。

臺積電計劃在日本投資超過200億美元興建兩座晶圓廠，座晶圓廠投資額不超過52.6億美元。這將有助于緩解臺積電產(chǎn)能緊張的狀況。

為減少對亞洲芯片供應(yīng)鏈的依賴，美國政府出臺了數(shù)千億美元的補(bǔ)貼政策，吸引芯片廠商在美國本土擴(kuò)建產(chǎn)能。德州儀器在德克薩斯州投資約300億美元興建大型晶圓廠，預(yù)計2025年投產(chǎn)。

格芯、英特爾等公司也在美國投資數(shù)百億美元擴(kuò)建晶圓廠。這些大規(guī)模投資雖有利于提高產(chǎn)能，但也可能在一定程度上推高未來一段時間內(nèi)的芯片價格。

繼三星、英特爾等廠商之后，中國大陸地區(qū)也在加快晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)步伐。多家晶圓代工廠和存儲芯片廠商計劃在華興建新的生產(chǎn)線，總投資規(guī)模超過1000億元人民幣。


晶圓代工兩級分化

據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)Counterpoint Research研究報告，半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇相對緩慢，人工智能技術(shù)需求處于巔峰，使臺積電即使增加產(chǎn)能，也無法滿足需求，且將持續(xù)到今年底。

第一季全球晶圓代工整體營收年增12%，但較上季下降5%，好壞參半。Counterpoint Research表示，這不僅季節(jié)性影響，且反映非AI半導(dǎo)體需求復(fù)蘇緩慢，智能手機(jī)、消費(fèi)性電子、物聯(lián)網(wǎng)、汽車和工業(yè)應(yīng)用等都如此。

以臺積電來說，雖然第一季營收成長16.5%，但將2024年邏輯半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長從超過10%下調(diào)至10%。即便如此，臺積電仍預(yù)估資料中心人工智能產(chǎn)品（主要是GPU）營收增加一倍以上，代表人工智能市場對半導(dǎo)體需求不受整體復(fù)蘇緩慢影響，以至于臺積電即使提高CoWoS產(chǎn)能一倍，仍無法生產(chǎn)足夠芯片。

與2023年同期相比，臺積電市占率從61%擴(kuò)大到62%。第二名三星市占率也從11% 成長到13%，中芯國際從5%成長到6%。聯(lián)電保持6%，格羅方德從7%降到5%。

市占率受許多因素影響，包括智能手機(jī)季節(jié)性因素，三星晶圓代工營收第一季下降，因2023年圣誕節(jié)及2024年新年后，買智能手機(jī)人數(shù)減少。三星表示旗艦Galaxy S24銷售穩(wěn)定，但中低端設(shè)備需求持續(xù)變?nèi)跏侵饕?。三星第一季財報顯示，營收年增68%，歸功于人工智能需求帶動存儲銷售。晶圓代工營收將在第二季反彈，達(dá)兩位數(shù)成長。

中芯國際第一季業(yè)績也超出市場預(yù)期，首次占上第三名。Counterpoint Research 分析，歸功于中國市場復(fù)蘇，庫存補(bǔ)貨擴(kuò)大，第二季有望繼續(xù)成長，且可能達(dá)到全年中雙位數(shù)營收成長。

Counterpoint Research觀察到更多證據(jù)支持人工智能市場需求，不只是供應(yīng)商理想，尤其人工智慧硬件云端服務(wù)供應(yīng)商資本支出不斷增加，帶動晶圓代工的人工智能營收增加。除了云端服務(wù)商，企業(yè)也同樣有需求，預(yù)期2024年人工智能產(chǎn)品需求保持強(qiáng)勁，持續(xù)到2025年。