凭证SEMI最新的讲述，预计全球半导体行业将在2021至2023年间最先建设的84座大规模芯片制造工厂中投资5000多亿美元，其中包罗汽车和高性能盘算在内的细分市场将推动支出增进。增进预期包罗今年最先建设的33家新工厂和预计2023年将新增的28家工厂。

SEMI总裁兼首席执行官Ajit Manocha示意：“《天下晶圆厂展望讲述》的最新更新反映了半导体对天下各国和众多行业的战略主要性日益增添。讲述强调了政府激励措施在扩大产能和增强供应链方面的重大影响。鉴于该行业的耐久远景看好，半导体制造业投资的增添对于为多种新兴应用驱动的耐久增进奠基基础至关主要。”

四年兴建41座晶圆厂

中国台湾工研院产科国际所在早条件供的数据则示意，2022年至2025年全球将兴建41座晶圆厂，相当于现在全台湾12吋厂总量。其中，以美国增添九座最多，主因台积电、三星、英特尔大肆在美国投资建厂，不仅可能导致产业面临供需失衡压力，也恐带来高耗电、高碳排等挑战，台厂更将受地缘政治磨练。

在释出以上数据的时刻，台湾工研院产科国际所呼吁半导体大咖重视在全球疯狂盖新厂将带来众多挑战的问题。

工研院产科国际所剖析，以未来新增晶圆厂所在单一国别来看，在台积电、三星以及英特尔、美光、德州仪器等大肆投入美国扩产下，未来三年美国新增晶圆厂总数最多、达九座，当中包罗八座12吋厂与一座8吋厂。

工研院产科国际所半导体研究部产业剖析师黄慧修指出，由于半导体应用需求生长与地缘政治因素，全球晶圆厂扩厂潮2022年至2025年估量陆续动工兴建41座新厂，但也因此发生更多碳足迹，半导体业必须改善高耗电、高碳排等问题。

黄慧修以为，地缘政治延续牵动半导体业从全球化走向区域化，其中，美国芯片法案推升大厂在美国生产并降低依赖非美业者，估量美国境内产能占比将提升，加上美国出口管制升级箝制大陆半导体生长，已望见台湾晶圆代工厂随着美国与大陆以外客户占比提升而延续降低对大陆客户依赖。

芯片制造需求强劲

据Yole所说，全球大盛行最初转移了晶圆厂生意的投资，但由于美国和欧洲芯片立法的潜在财政支持，在供应链限制和熟练劳动力欠缺方面苦苦挣扎的弹性半导体行业重新引起了人们的兴趣。

来自ATREG的CEO Stephen Rothrock 和Yole的CEO Jean-Christophe 讨论了新兴的商业模式，这些模式可以使全球半导体行业迁徙到具有*制造能力的前沿和成熟手艺。

在 COVID 时代，受限的供应链导致半导体天下所有领域的价钱大幅上涨，但存储器营业除外。据Yole预计，这部门营业在 2021 年的半导体销售额增进 25%，但今年将下降至 11%，部门缘故原由是价钱上涨。由于电动汽车手艺的快速生长，汽车行业增进尤其显着，但强劲的需求也推高了工业和数据中央市场的价钱。增进放缓的另一个因素是通货膨胀，这导致智能手机和其他消费产物的订单削减。由于乌克兰战争，半导体供应链也泛起了壅闭，再加上超大规模企业、初创公司的增进，

毫无疑问，经济衰退之风正在刮起，迫使芯片公司在思量提高晶圆产量时思量这一点。然而，较低的增进率并纷歧定意味着许多公司对其产物的制造需求下降。需求依然强劲，IDM 和晶圆代工厂都需要找到增添晶圆厂产能并应对当前和未来挑战的方式。

只管半导体行业能够快速增进，但在预算有限的情形下，对更多产能的需求以及与之相关的大量投资仍然很难题。在试图快速顺应当前的经济和地缘政治环境时，芯片制造商供应链的弹性将受到磨练。在接下来的几个月里，监测和识别微弱环节以及行业制订解决这些微弱环节的战略将异常主要。

晶圆厂的伟大建设成本难题

越来越多的公司对端到端的设计和制造能力感兴趣。前沿手艺将使普遍的研发设计受益，但要害问题是缺乏这一级其余晶圆厂。全球缺乏晶圆厂的一个主要缘故原由是制作它们并使它们上线所需的大量成本。

思量到 5nm 的前沿晶圆厂成本约为 50 亿美元以上，而 10nm 的成本略低于 20 亿美元，成本差异伟大。政府激励措施无疑会有所辅助，但只管中国迄今已投入约 730 亿美元的半导体津贴（不包罗仅跨越 500 亿美元的政府津贴、股权投资和低息贷款），似乎效果也不是很限制，更不用说美国、欧洲和日本尚未能够靠近匹配谁人数字。即将出台的欧洲 CHIPS 法案和最近通过的美王法案意味着我们可能会看到更多前沿能力在天下局限内生长。韩国和日本也在通过自己的金融支持立法。

纵然接纳了所有这些行动，我们也可能需要三年时间才气最先看到制造能力投放市场。

已往三个季度没有重大的投资整合，延迟导致每小我私人都追赶和投资。由于需要更多的前沿装备，因此需要进一步扩大生产。

现在全球的供应有限，由于全球仅有 150 多家 300 毫米晶圆厂，其中中国台湾有 42 家，中国大陆有 33 家，美国有 19 家，欧洲和中东只有 12 家。虽然*优势很主要并吸引了大量投资，但很大一部门流动仍停留在 200 毫米，对 90 纳米至 180 纳米工艺的差异节点的需求很大。

全球约有 230 家 200mm 晶圆厂，其中 51 家位于美国，49 家位于欧洲和中东。

建设晶圆厂的一些取舍

今天制作的新晶圆厂需要在不太先进的节点上生产与耐久需求之间取得平衡。德州仪器 (Texas Instruments) 是一家典型类型，该公司宣布了制作新的 300 毫米晶圆厂的目的，以知足其在传统工艺的模拟生产需求。这对行业来说也是一个主要的趋势，由于这意味着200mm装备难接入所带来的生产大重组。

英特尔宣布在俄亥俄州建厂，升级其位于凤凰城、以色列和爱尔兰的晶圆厂后，许多大公司主要转向*优势。投资通告的水平异常主要——美光在纽约中部的 1000 亿美元设计，三星和德州仪器在德克萨斯州的绿地，博世、英飞凌科技和意法半导体在欧洲有 300mm 投资。但值得注重的是，并非所有这些 300 毫米晶圆厂都处于*职位——许多是 14 纳米及以上的稍微落伍的工艺。

尚有地缘政治因素在起作用。台湾见证了台积电的崛起，现在该公司控制着全球 55% 以上的代工制造。这意味着许多小公司现在想知道他们会发生什么，由于像苹果和高通这样的大公司在代工厂内主导着需求。这种担忧导致他们寻找自己的晶圆厂制造时机，以削减对他人的依赖并确保供应链的平安。

除此之外，使用化合物半导体的电力电子手艺趋势为半导体行业提供了时机。我们看到投资正在向 GaA、SiC 和 GaN 制造设施转移。例如，Wolfspeed 在纽约的莫霍克谷确立了一个*的碳化硅工厂，他们最近还宣布在北卡罗来纳州确立一个新质料工厂来支持 SiC 营业。欧司朗还宣布投资 8.5 亿美元用于 microLED 的八英寸设施。此类化合物半导体投资将显着扩大这些产物的可用容量，以服务于手机、5G 网络和电动汽车等终端市场。

晶圆厂运营的一系列挑战

通常需要 18 到 24 个月来制作晶圆厂主题、安装装备，然后再花 18 个月使工具线运行并使产物相符量产要求。随着公司追求交钥匙设施以知足不停增进的需求，这导致了对建厂地址的*需求。一些接纳 fab-light 战略的芯片制造商正在向其他用户出售设施以确保耐久供应，而不是思量替换用途。onsemi 的情形就是这样，他们在去年就辅助其出售了三个运营设施，包罗将其位于比利时奥德纳尔德的 150mm 晶圆厂出售给 BelGaN Group BV，该公司将使用 8-英制转换套件可用于 70% 的工具。

其他公司选择刷新现有场所，将其刷新为包罗晶圆厂空间或添加清洁室作为现有修建的扩建。

总部位于明尼苏达州的晶圆厂 SkyWater Technology 行使国防部拨款扩建了其布卢明顿 200 毫米晶圆厂，该拨款提供了大部门制作成本。有多种因素迫使这些和其他大中型和小型芯片制造商思量翻新现有设施或制作新设施。

在美国，典型的清洁室修建成本在三年前为每英尺2 5,500 美元，但现在已靠近每英尺2 8,500 美元。清洁室通常占整个晶圆厂占地面积的三分之一，需要高效才气在五年内看到投资回报。

在纽约州奥尔巴尼，制作了一个纳米中央，拥有约莫 75,000 平方英尺的清洁室空间，可供较小的用户举行研发和小批量生产。虽然一些公司异常关注这种纳米中央模子中的控制和知识产权，但其他公司可能会发现这可能是他们自己制作较小现场设施所需的替换方案。在当今的靠山下，继续构建现有的半导体生态系统和集群以提供更壮大的供应链并确保对晶圆厂运营至关主要的分外支持基础设施至关主要。

美国和欧洲的芯片立法也旨在为新公司和小型介入者提供津贴，而不仅仅是大型制造商。思量到四年时代的资金分配相当于中国两年的支出，有若干较小的项目将获得资金尚有待考察。随着美国的基础设施法案和科学法案等其他设计争取资金，修建工程公司和熟练的商业工人将面临猛烈的竞争。这些人力资源问题对半导体行业来说是一个重大的分外挑战。

现在的情形迫使芯片制造商更伶俐地事情，并团结起来*限度地行使有限的资源来降低制造成本。ST Microelectronics 和 GlobalFoundries 最近公布的通告是一个有趣的商业模式。在 ST 位于法国 Crolles 的工厂旁边确立团结运营的 300mm 晶圆厂的相助注释，公司对若那边理和珍爱他们的知识产权越来越放心，而且他们可以在并行运行的晶圆厂内确立模块。

在不久的未来，我们可能会看到更多此类相助同伴关系，作为在装载、效率、上市时间和成本方面优化晶圆厂的一种方式，稀奇是在两三个公司所在的化合物半导体领域可以配合谋划一个单一的设施。

与晶圆厂的设计一样主要，公司控制制造成本并与合理的战略研发投资设计相平衡也同样主要。此外，产物周期可能异常短——一个历程可能需要两年时间才气确立，但当竞争对手在市场上处于*职位时，它就会变得多余。这注释了为什么半导体行业在建设晶圆厂时郑重行事，并以集群为重点。

晶圆厂需要以 75% 或以上的产能运营才气具有成本效益。鉴于晶圆厂运营的高成本，芯片制造商需要能够有用地治理流程，这在已往十年中导致了云云多的整合。公司可以在简化的流程中制造单一产物。德州仪器就是一个很好的例子，专注于模拟和 300mm，现在主导着市场。同样的整合战略在英特尔、高通和英伟达身上也取得了乐成。

金融市场对*企业毛利率到达 40% 至 60% 的热衷需要解决，由于这纷歧定与持有库存的需要同步。正如我们从 COVID-19中领会到的那样，精益库存可能会给供应链带来问题。生产投资是提高利润率的一种解决方案，这样晶圆厂就可以加工更多装备并降低成本。

全球半导体行业的性子意味着今天制订的设计及其功效将在四五年后才会展现出来。IDM 和晶圆代工厂都在生长他们的手艺、制造期望以及若何知足对越来越多的微芯片日益增进的需求的想法。我们预计他们将找到新的资金泉源、新的相助模式以及调整其营业实践以顺应新的全球半导体制造名目的新方式。