晶圆代工行业现状：耗费巨资的半导体游戏

Posted 2022-01-19 盘古开源

目前半导体生产工艺已推进到5nm制程节点，更先进的3nm制程节点也是箭在弦上。当下顶尖的晶圆生产厂的成本已经非常高，这导致仅有个别厂家能够掌握，而且后来者很难赶上市场上的领导者。

据DigiTimes报道，晶圆代工是一项需要巨额投资的半导体游戏，并不是所有企业都能承受，这使得行业集中度越来越高。在1998年亚洲金融风暴以前，排名前五的晶圆代工厂约占行业投资总额的27%，但是到了2008年全球金融危机以后，比例上升到58%，目前已达到72%。

毫无疑问，台积电（TSMC）正处于游戏的领先位置，不过付出的代价是巨大的，其2021年的资本支出估计达到了收入的54%。虽然有传言称，高通、AMD和英伟达这些行业顶尖厂商会将部分订单交予三星，但考虑到三星晶圆代工业务今年不到150亿美元的收入，无论在制程研发还是产能规模，都无法取代台积电。晶圆代工作为一个资本密集型产业，三星或许可以在一两个制程节点上暂时处于领先，甚至把握机会捉住三两个重要客户，但总体而言，至少到2025年之前都无法对台积电构成威胁。

三星并不完全依赖第三方晶圆代工的订单，这只是三星的一部分业务，平常还需要生产自己的移动SoC和存储芯片等产品。目前不清楚三星在第三方晶圆代工业务上的具体收益如何，但随着三星进一步推进半导体工艺的研发，似乎争取更多第三方订单变得越来越重要。

据了解，目前一座月产量为5万片晶圆的12英寸晶圆厂，使用90nm制程节点的成本为24亿美元；若是28nm制程节点，则需要投资60亿美元；如果是目前最先进的5nm制程节点晶圆厂，需要投入160亿美元。虽然先进工艺非常重要，但过于倾斜资源在研发先进工艺上，可能会导致成熟工艺的供应受到影响。在过去的一年多里，汽车芯片就是一个明显的例子，因为大多仍在使用40nm或以上的制程节点。事实上，日常生活里大多数的芯片生产需求最多也就到28nm制程节点。

未来几年半导体行业仍会保持强劲增长势头，数据中心、AI和边缘计算等都有着非常高的需求。此外，汽车行业也在向电动车方面转变，芯片在其中会占据更加重要的位置。除了架构和制造工艺上的变革，小芯片连同先进封装和测试技术也将引领行业的不断创新。

先进制程节点需要越来越大规模的长期投资，技术开发难度也在不断加大，不过采用的厂商数量却变得更少，导致晶圆代工厂也面临非常大的压力。尽管面临诸多困难，但短期内的趋势是不会改变，只要市场有需求且愿意不断投资，就会继续看到晶体管制程节点的推进。在用于制造芯片的各种技术成为制约因素之前，兴建晶圆厂的高额投资可能会成为制程节点研发放缓的原因之一。