纯国产芯片生产实力如何?共有44座晶圆厂,代工能力逐步增强

2023年11月13日13:02:04 财经 1326

半导体这部分,每年我们听到的声音都和经济发展差不多,虽然不会用“稳中向好”这类词汇,但基本上都是在加速发展中。当然到底国内芯片生产这部分是个什么样,估计也没多少人知道,可能大家最了解的也就是中芯国际这类代工厂了。事实上,国内芯片生产或者说芯片代工,一直都有三大巨头,除了大家熟知的中芯国际之外,还有之前上市华虹集团以及晶合集成……嗯,都已经在科创板上市了。

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如果从发展来看,这三家巨头的业务的确是一直在增强,毕竟上市公司财报得透明,所以看的出来他们的业务都在提升,从这个角度而言,说国内芯片厂代工能力逐步增强是没有问题的。相对于国际上受到经济下行的影响,导致晶圆厂开工效率不够,国内的芯片生产厂商遇到的问题相对少一些,虽然也会受到波及,但由于现在国产芯片方兴未艾,在这股东风助力下,国内晶圆厂的确会比海外更滋润一些,这多少得感谢美国这两年的半导体管控。

从统计来看,2023~2027年全球晶圆代工成熟制程(28nm以上)及先进制程(16nm以下)产能比重约维持7:3。而成熟制程这部分是中国晶圆厂的强项,所以中国也努力推动本土化生产等政策补助,产能扩充很快。中国成熟制程产能占比从今年29%将会成长至2027年33%,其中中芯国际(SMIC)、华虹集团(HuaHong Group) 、合肥晶合集成(Nexchip)扩产最积极。

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从目前了解的情况来看,除去7座建造搁置的晶圆厂,国内现有44座晶圆厂,12吋晶圆厂25座,6吋厂4座,8吋晶圆厂/产线15条。而在建设中的晶圆厂22座,12吋厂15座,8吋厂8座。另外,中芯国际、晶合集成、合肥长鑫、士兰微等计划建设10座晶圆厂,12吋厂9座,8吋晶圆厂1座。总体看2024年底将建立32座大型晶圆厂,且全部锁定成熟制程。总的来说,目前国内完工的晶圆厂44座、在建的晶圆厂22座、同时计划建设的还有10座晶圆厂。

另外从晶圆厂分布来看,长三角地区晶圆厂数量最多,占比近一半。从省份看,上海无锡北京、合肥、成都深圳等地区有较多晶圆厂。至于具体的生产能力部分,国内目前有31座12吋晶圆厂投产(含建设中有固定产能开出的12吋晶圆厂),总计月产能约118.9万片,与总规划月产能217万片相比,晶圆厂产能装载率仅达约54.48%,仍有很大扩产空间。

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如果按照建设中和计划中的来算,那么五年内国内会新增24座12吋晶圆厂,月产能222.3万片。如果已经规划的12吋晶圆厂全部满产的话,截至2026年底12吋晶圆厂总月产能超过414万片,比目前装载率提高248.19%。所以说国内在自主生产芯片和代工这方面,的确还有很大的产能和市场可以挖掘。

从芯片生产的发展来看,晶圆尺寸由6吋-8吋-12吋演变,至于过去曾预言的18吋一直没有实现。所以从成本以及性能来看,12吋都最符合目前的晶圆尺寸,8吋依旧有用武之地,6吋则逐渐没落。先进制程主要是12吋晶圆制造厂生产,这也是成为扩产主流的原因;12吋成熟制程的下游应用,适用范围也在明显扩充。不过8吋晶圆数量虽然远少于12吋厂,但国内8吋晶圆一直高速发展,到2026年时份额会提高至22%,月产能达170万片,占全球首位。

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目前8吋晶圆的市场需求依旧较强,但市场8吋产线却相对减少,许多厂家考虑8吋晶圆产线年迈,设备老旧且更新不易,且收益不如12吋晶圆等,越来越多大厂将8吋晶圆换成12吋晶圆。国内预计至2025年底,华虹集团、芯恩集成、士兰微、燕东微电子、积塔半导体、赛莱克斯、中科晶芯、华微电子、海辰半导体等总计九座新建8吋晶圆厂。

至于已经没落的6吋晶圆产线,国内主要有华润微无锡晶圆一厂,月产能23万片,广义微电子四川厂15万片,英锐半导体盐城厂2.5万片,芯睿电子新乡厂2万片,基本已经可以忽略不计了。至于18吋晶圆厂,国内暂时还没听到什么建造的消息,海外三星Intel台积电都纷纷放弃,技术门槛高,动辄上千亿美元的成本实在太高,所以国内显然也没法跟进。

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至于工艺制程部分,先进制程技术由于受困于技术及高额资本,目前只有Intel、台积电和三星三家,已经量产3nm,并且准备发展2nm,当然国内这部分还受到了美国出口管控的限制,否则中芯国际也是能迈入先进芯片工艺发展的。不过整体来说国内晶圆产业起步较晚,受限设备及材料等影响,加上国际形势,多聚焦成熟制程和特殊制程。所以目前基本上是没有能代工先进制程芯片的能力。

不过整个芯片市场大多数需求都属于成熟制程,遍布消费及工业市场,所以从这部分来看,成熟工艺不易受短期周期波动影响。除了国内晶圆厂钻研成熟制程,许多大厂近两年纷纷反攻成熟制程,如台积电、三星、英特尔、联电格罗方德等。所以国内晶圆厂虽然在先进工艺上难以突破,但成熟制程的完善,对厂商自己的发展显然还是有很大帮助。

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但是也要注意到,这两年成熟制程过热确实给国内晶圆厂有不小压力,一方面国际大厂反攻成熟制程造成抢单,国外业务很显然国内晶圆厂会丢失一部分,同时也不知道国内成熟芯片内需的规模有多大,所以得注意控制整体的发展避免过热;另外AI热潮兴起后,中国许多高阶AI芯片及计算芯片用不了先进制程,只能通过更改设计,使用多颗成熟制程芯片取代单一高阶芯片来确保出货,也变相使成熟制程芯片同步倍数增加。

不过从2022下半年至今,受周期下行影响,成熟工艺全球市场明显下滑,晶圆代工成熟制程产能利用率要到明年下半年才会缓步回升,相较海外代工厂商,中芯国际、华虹集团8吋厂产能利用率复苏状况较产业平均快,国内晶圆代工降价意愿与幅度都比海外企业更高,加上国内推动一级本土化生产等一系列措施都有利促进产能利用率,所以国内在2024年8吋厂平均产能利用率会提升到约60%~70%。

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事实上由于目前的国际形势,这会倒逼国内产能本土化趋势扩大,国产化的讨论也比以往更深入,上下游产业链合作更密切。比如华为就呼吁多用国产产品,尽管国内芯片、服务器、PC与国外还有差距,但只有大规模采用,才有可能拉动整个计算产业进步发展,以此为基础再拉动整个产业进步。所以从发展趋势来看,国内芯片行业得靠国产化前进,虽然短期先进制程发展受阻,但海外的限制肯定不能阻止中国半导体产业成长。近几年中国半导体供应链核心装备和材料也有多次突破,尤其成熟制程设备大部分国产品可替代,这也为中国新建晶圆产能打下基础。

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