2026 54 38+第1001號刊登在中國《新聞周刊》。
4月中旬，全球最大的代工企業臺積電臺灣省工廠遭遇停電。有研究機構預測，僅停電半天，報廢晶圓的損失就將超過2000萬美元，大量客戶將受到影響。6月初，臺灣省封測廠晶元電子被外籍員工感染。200多人確診，2000多人停止工作在家隔離。預計6月份減產30% ~ 35%。臺灣省疫情蔓延到半導體行業，讓全球芯片產能雪上加霜。
此前，人們還擔心臺灣省遭遇半個世紀以來最嚴重的幹旱。由於需要清洗廠房和矽片，晶圓代工廠消耗了大量的水。為了保證其用水，臺灣省約五分之壹的灌溉農田停止灌溉。
這足以說明臺灣省晶圓代工行業的地位。美國半導體行業協會甚至提出了壹個極端假設，如果臺灣省的半導體代工廠停工壹年，全球電子行業將面臨4900億美元的損失。臺積電創始人張忠謀將1987臺積電的成立視為改變半導體行業的壹項創造。臺積電和晶圓代工的崛起確實深刻地改變了半導體行業，使其成為全球化程度最高的行業之壹。
然而，這壹輪“缺芯潮”引起了供應鏈的安全擔憂。歐美對日本、韓國和中國臺灣省半導體產業過度集中表示擔憂，並提出壹系列刺激計劃吸引芯片產業回流。中國芯片產業鏈的國產化進程也在加速。全球芯片制造的“軍備競賽”已經開始，半導體產業的現有格局可能被重塑。
模式爭議
從各個國家和地區的半導體產能占比變化可以發現，臺灣省的半導體產能在1990年幾乎為零，之後在2020年擴大到22%，這是臺積電等晶圓代工廠崛起的結果。
半導體行業有兩種模式。壹種是IDM模式，即芯片設計和制造集成在壹家公司，比如英特爾和英飛淩。另壹種是OEM模式，由臺積電首創，興起於20世紀90年代。核心是芯片設計公司不需要介入制造、測試和密封，相應地誕生了壹批像高通、英偉達和聯發科這樣的無晶圓廠制造商。因為不需要同時承擔設計的高R&D投入和制造的重資產投入，所以無晶圓廠廠商的營收增長往往比IDM廠商更快。
雖然IDM廠商在2019年仍擁有全球近70%的半導體產能，但在手機SoC(片上系統)所屬的邏輯芯片領域，OEM模式占據了近80%的產能，被認為是行業主流。
“IDM模式的壹個缺點是企業傾向於追求高利潤率的產品。如果把設計和制造環節分開，代工廠無論生產高附加值還是低附加值的產品，也能賺到代工費，有利於產業生態更加平衡。”復旦大學微電子學院教授、矽微聯合創始人徐紅濤博士對《中國《新聞周刊》》表示，這也是代工模式下半導體行業快速發展的原因。
然而，在這壹輪“缺芯潮”中，IDM企業表現出供應鏈更加穩定的優勢。SMIC創始人張汝京曾表示，現階段，下遊制造環節對上遊設計環節的支持非常重要。然而，在代工模式下，晶圓代工廠在擴大產能時往往謹小慎微，這也是全球半導體產能始終處於緊平衡的重要原因。
事實上，從去年開始，代工廠就在頻繁擴大產能。3月底，臺積電宣布未來三年投資6543.8+000億美元提升產能，並支持高端工藝技術研發，壹改以往“穩步擴產”的風格，以5倍的速度擴大產能。SMIC也在壹年內兩次宣布擴大28nm及以上成熟工藝產能。
盡管如此，許多業內人士告訴中國《新聞周刊》，從產能擴張的規模來看，代工廠仍持謹慎態度。這和代工業務的特點有關。在芯片產業鏈的總資本支出中，制造環節占64%，但附加值只占24%。“晶圓代工的毛利率並不高。壹旦產能利用率不高，晶圓廠就可能陷入虧損。”庫欣微電子董事長姚告訴《中國《新聞周刊》》。
壹位代工廠人士向中國《新聞周刊》解釋，“在擴建之前，代工廠需要現有工廠的產能利用率達到相當的水平。如果現有生產線產能利用率只有70%到80%，擴大生產往往意味著虧損，設備等大量資金投入的折舊壓力也不小。”
與代工廠的謹慎相比，徐紅濤註意到壹些無晶圓廠制造商開始參與建廠，“因為他們更清楚風險和需求”。
2020年下半年，聯發科斥資6543.8+0.62億元新臺幣采購半導體，然後租賃給發電。然而，最典型的例子是UMC。UMC今年的資本支出僅為6543.8億美元+5億歐元。盡管如此，與去年相比，還是增加了50%。它采用與芯片設計公司三星合作的方式擴大產能，即芯片設計公司投資購買設備，提供給UMC，然後讓後者代工芯片。4月底，UMC宣布與多家芯片設計公司合作，擴大臺南12英寸晶圓廠產能。芯片設計公司按約定價格提前支付保證金，以確保未來產能的長期保障。
於是，半導體行業兩種由來已久的模式，隨著“缺芯”的蔓延，似乎變得模糊起來。為了保證產能，無晶圓廠廠商開始向IDM模式靠攏，而壹些IDM廠商，如英特爾，今年宣布開始代工業務。
今年2月，帕特·基爾辛格成為英特爾首席執行官。在3月下旬的壹次演講中，除了拋出英特爾將投資200億美元新建兩座晶圓廠，並有望在2024年量產7nm或更先進工藝的消息外，還宣布英特爾將回歸晶圓代工業務。
這壹消息在當天直接沖擊了臺積電的股價，但在近壹個月後的壹次演講中，臺積電創始人張忠謀回應道，“英特爾要做晶圓代工業務，真是諷刺。臺積電成立於1986，在1985的集資期內曾找過英特爾資本，但被英特爾拒絕。雖然當年的經濟狀況不太好，但還是有點可鄙。”
“英特爾之前曾多次試圖進入OEM業務。我也參與過類似的項目。當時給Altera做代工。我們半開玩笑地說，英特爾最後收購Altera是因為代工產品做不出來。英特爾幹脆收購了這家公司。”壹位曾在英特爾參與多項工藝研發的工程師告訴中國《新聞周刊》，英特爾做代工的壹個重要障礙是缺乏服務意識。“很難想象英特爾願意陪著小客戶低調成長。壹些小客戶，如臺積電，如高通，現在已經成為巨頭。但是，英特爾會選擇客戶。當蘋果要求英特爾代工時，因訂單有限而遭到拒絕。現在這被英特爾高管認為是壹個極其愚蠢的決定。”
同時，技術問題也被他認為是英特爾從事晶圓代工的障礙之壹。“英特爾工廠的工具相對封閉，生產的更多是CPU等高附加值的芯片。但是，比如同樣的28nm工藝芯片，不同類型的芯片往往需要不同的工藝，所以英特爾的生產線能否很好地服務於手機芯片、車規芯片等就值得懷疑。”
但顯然，英特爾回歸晶圓代工業務，並不僅僅是壹家公司看中了芯片制造市場。背後的深意可能要歸功於蓋爾·辛格的壹句話，“美國公司應該把三分之壹的半導體生產放在美國。”目前這個比例只有12%。
大力刺激半導體回流
蓋爾·辛格說，現狀源於代工模式的興起。根據波士頓咨詢公司的數據，美國半導體制造業的市場份額已經從1990年的37%下降到現在的12%。如果目前的趨勢繼續下去，可能會減少到6%，但相比之下，美國半導體公司占全球芯片銷售額的47%。
研究勞動力市場和經濟政策的智庫“就業美國”(Employment America)發表了壹份回顧美國半導體產業歷史的文件，稱自20世紀80年代以來，為了與日本、韓國等國的半導體公司競爭，美國的半導體政策逐漸轉向鼓勵降低運營成本和提高公司利潤，忽視了半導體供應鏈的建設，使得半導體產業形成了圍繞巨頭的脆弱供應鏈。“在‘去工廠化，忽視資產化’的經營理念下，雖然各個半導體公司的資產負債表看起來更加穩健，但美國芯片制造的優勢已經轉移到中國大陸、臺灣省、韓國等地區。
目前全球芯片制造產能75%在東亞，美國希望芯片制造業回歸，但面臨人才和成本瓶頸。
張忠謀提到，美國的晶圓制造條件絕對優於臺灣省，包括水電氣等資源，但美國的人才奉獻程度比不上臺灣省。臺灣省有大量優秀的工程師、技術人員和操作人員願意投資制造業。
前述英特爾工程師也向中國《新聞周刊》解釋，美國芯片制造業持續流失的原因之壹是美國的文化體系不容易產生服務意識。芯片屬於精密加工制造業，與東亞文化圈更為契合，需要工人有很強的紀律性和服從性。因此，當今世界上最重要的代工廠都集中在東亞。即使是英特爾這樣的美國公司，其工廠管理制度也不同於其他部門，實行軍事化管理。
美國的成本劣勢更加明顯。10在美國新建壹個芯片廠的總成本比在亞洲高25% ~ 50%左右。如果要滿足半導體自給自足，美國前期需要投入3500億~ 4200億美元，也遠高於中國大陸的1750億~ 2500億美元。
(工作人員在黃光源的工作環境下觀察光刻膠的預烘。光刻膠又稱光阻劑，是半導體芯片制造業的核心材料。圖/新華)
美國半導體行業協會今年2月致信美國總統拜登，提到競爭國家投入巨資吸引半導體制造和研究。美國的缺席導致其競爭力喪失，導致美國在全球半導體制造中的份額減少。美國需要鼓勵半導體制造設施的建設和升級，並投資於研究。
當地時間6月8日，美國參議院通過《美國創新與競爭法案》，批準撥款520億美元，在未來5年大力推動美國半導體芯片的生產和研究。參議院民主黨領袖舒默曾稱之為“歷史性的520億美元投資，以確保美國保持芯片生產的領先地位”，並直言“這項法案將確保美國不再依賴外國芯片處理器。”據路透社報道，其中包括390億美元的生產和R&D激勵措施，6543.8+005億美元的實施計劃，包括國家半導體技術中心、國家先進封裝制造計劃和其他R&D計劃，以及6543.8+05億美元的緊急資金。
美國商務部長吉娜·雷蒙多(Gina Raimondeau)在芯片制造商美光科技(Micron Technology)的活動上表示，這520億美元的基金將為芯片生產和研究產生超過6543.8+050億美元的投資，其中包括州和聯邦政府以及私人企業的貢獻，即更多的私人資本將通過聯邦基金釋放。“到它完工時，美國可能會有七、八、九、十家新工廠。”她預測，各州將為芯片設施爭奪聯邦資金，商務部將有透明的資金分配程序。
自去年以來，美國國會兩黨議員壹直在提出鼓勵美國芯片產業發展的法案，如“2020年美國晶圓代工廠法案”(AFA)和“為芯片生產創造有用的激勵措施法案”(CHIPS)。芯片法案也包括在拜登今年早些時候頒布的2.3萬億美元的基礎設施計劃中，並批準了半導體制造的激勵措施和研究計劃，但沒有提供資金。拜登還呼籲投入500億美元來促進半導體生產和研究。
此前，蘋果、亞馬遜、谷歌、微軟等科技巨頭聯手包括英特爾、高通、臺積電在內的芯片產業鏈企業，組成遊說團體——美國半導體聯盟(SIAC)，目標是向美國政府施壓，要求美國國會為芯片法案提供500億美元資金。
臺積電和三星已經計劃擴大他們在美國的芯片工廠，壹場爭取政府補貼政策的戰爭已經開始。早在去年5月，臺積電就宣布將投資12億美元在美國亞利桑那州新建12英寸工廠。預計2024年建成投產，初期月產5nm芯片2萬片，而這壹計劃的投資規模和產能今年已經多次曝光，且仍在擴大。
在提交給美國得克薩斯州政府的文件中，三星還披露了其在美國建廠計劃的具體細節:計劃耗資6543.8+07億美元，654.38+00年將創造約654.38+0800個當地就業崗位。它位於奧斯汀，占地700萬平方英尺。三星還警告說，該項目“競爭激烈”，亞利桑那州的鳳凰城、紐約州北部的傑納西縣和韓國都是潛在的競爭對手。如果落戶奧斯汀，將於今年第二季度破土動工，預計2023年第三、四季度投產。據傳將用於生產先進的3nm工藝。三星明確要求，在20年內，對德克薩斯州特拉維斯縣和奧斯汀市三星芯片工廠的稅收減免將達到約654.38+0.48億美元，高於前述的8.055億美元。
談及美國半導體制造業的積極復興，張忠謀認為，美國永遠是胡蘿蔔加大棒壹起做事情，補貼只是短短幾年，無法彌補長期的競爭劣勢。經歷了這麽多年的補貼政策，還是要看實力。
供應鏈安全被破壞。
強勁需求的持續增長正在延長半導體的繁榮周期。不僅是美國，韓國、日本、歐洲等國家或地區都在吸引半導體制造業回流。日本政府已承諾擴大約2000億日元的現有基金規模，以支持國內芯片制造業。韓國政府宣布向本土芯片產業提供1萬億韓元長期貸款，擴大8英寸晶圓廠產能，增加材料和封裝投資。歐盟提出的“數字指南2030”的目標之壹是，到2030年，歐洲半導體產量至少占全球產值的20%。
隨著分工的興起，半導體行業壹度被認為是全球化程度最深的行業之壹。以2019的數據來看，六個國家和地區(美國、南韓、日本、中國大陸、中國、臺灣省和歐洲)對全行業增加值的貢獻都在8%以上。然而，在這壹輪“缺芯”之後，半導體行業出於維護供應鏈安全的考慮，正在向本土收縮，中國也不例外。
波士頓咨詢公司做過壹個預測，假設在每個地區建立壹個完全自給自足的本地供應鏈，需要9000億~1.225萬億美元的增量前期投資，這將導致半導體價格整體上漲35% ~ 65%，最終導致消費電子設備成本的增加。
“趨勢已經很明顯了，這在日本廠商的產品中得到了充分的體現。當妳拆解日本電子產品的時候，妳會發現所用的芯片基本都是日本的，以後各地都會跟著這個趨勢走。簡單來說，在哪裏設計，就在哪裏生產。”上海壹家芯片設計公司的CEO劉東(化名)告訴中國《新聞周刊》。
中國半導體行業協會副理事長、中國半導體行業協會集成電路分會理事長葉認為，美國、歐盟缺乏核心固然是強化本土產業鏈的因素，但根本原因是對供應鏈安全的壹種擔憂。芯片產業鏈全球發展的區域分工導致部分地區產業空心化。現在各地都希望建立壹個至少能維持當地最低可行制造能力的工業體系。
但在他看來，歐美要打造本土的晶圓制造業非常困難，這是成本、供應鏈體系、產業生態的問題。首先，供應鏈企業要沿襲過去，重建供應鏈，經濟成本和後續運維成本會很高；其次，制造業的發展需要人力資源的支撐，歐美大學的人才量能否支撐制造業的重建也值得考慮。“持續創新”可能是歐美發展制造業的壹條路徑，但很難操作通常意義上的產業回報。
對於中國芯片產業的未來，葉在接受《中國電子報》采訪時指出，國產集成電路存在“卡脖子”問題，在某些領域處於被動，但與10年前近乎“休克”的狀態完全不同。但他擔心眼前的問題緩解後，對後續的布局缺乏緊迫感，拖延兩年後發現“卡脖子”的問題始終存在。
他的建議是，對於中國來說，首先是要保證供應鏈的安全。28nm以上的供應鏈要絕對安全，14nm和7nm的技術短板要盡快補上。另外，要鍛造壹塊長板，要掌握足夠的對策，才能真正擺脫“受制於人”。要把握好全球分工和供應鏈產業鏈自主控制的“度”。
如何加速國內替代
劉東指出，自去年以來，國內芯片制造商，包括壹些終端產品制造商，已經逐漸將供應鏈從海外轉移到中國大陸。當時主要是受到華為制裁的沖擊。隨著這壹輪“芯荒”的爆發，這種趨勢會更加明顯。
申迪半導體今年向國內某壹線手機廠商供應了六軸IMU慣性傳感器芯片。申迪半導體公關負責人黃渡告訴《中國《新聞周刊》》，從2019年第壹個樣品交付到最終談判，經歷了兩年的測試。“手機廠商更換壹個芯片的成本並不小，所以壹旦習慣了從國外廠商采購芯片，就不會有冒險的動力。”
多位國內手機廠供應商向《中國新聞周刊》證實，在消費電子領域，今年國內終端廠商正在進行產業鏈轉移。“能使用國產替代品的盡量使用國產替代品，即使國產供應商不能作為主要供應商，也會作為輔助供應商。”
徐紅濤甚至認為，這種“缺芯”的原因之壹是國內替代導致代工企業新產品引進規模的增加。“比如壹個代工廠原來的產能分配中，量產和新產品導入的比例可能是8:2，但是隨著新產品導入需求的增加，量產的比例被擠出去了。部分原因是國內替代和產能緊張導致對新供應商的需求加劇，壹個新產品在量產前要經歷很長的新產品導入期。”
不僅終端制造商使用更多來自國內芯片制造商的芯片，壹些國內無晶圓廠制造商也在將產能轉移到中國大陸。
對於劉東的公司來說，他們合作的代工廠遍布中國大陸和臺灣省、南韓和美國。“只是每個公司投產的方式不同。壹方面是為特定類型的芯片尋找更合適的工藝，另壹方面也是為了規避風險。但壹旦產能在全球範圍內供不應求，即使產能重新分配，風險也難以避免。”劉東問道，“在這壹輪‘缺芯’中，我們已經可以看到地方保護的色彩有所增加。比如壹個韓國代工廠面對壹個韓國客戶和壹個中國客戶的需求，他會怎麽選擇？”
三星投資的壹家芯片設計公司負責人告訴中國《新聞周刊》，正是因為三星的背書，其產能幾乎沒有受到影響，反而擴大產能，以爭奪產能不足的競爭對手的訂單。
用劉東的話說，“每個人都變得不那麽道德了”。某種程度上，這也源於政府的幹預。新成立的SIAC在公開信中表示，“當行業試圖糾正短缺導致的供需失衡時，政府應避免幹預。”外界認為，這暗示美國政府此前向包括臺積電在內的代工廠施壓，以確保汽車芯片的產能。
有SMIC人士告訴《中國《新聞周刊》》記者，SMIC在分配產能時會考慮終端應用，即如果少了壹個芯片，會不會影響老百姓的生活甚至國民經濟？“企業的產能需求會根據企業的真實需求認真篩選，不會給企業更多的產能。”
很多業內人士覺得，在這壹輪“缺芯潮”中，更能看出SMIC的意義。“如果產能在中國，至少在疫情這樣的極端情況下我們可以見面溝通，但如果在韓國和中國臺灣省的代工廠投產，就沒有見面協調的可能了。”壹位芯片廠商負責人透露，從去年開始，公司就在逐步將產能從海外轉移到中國大陸，現在已經接近壹半，甚至直接邀請了國內壹家代工公司入股，“為了以後更順利地轉移產能”。
這種產能轉移不僅僅發生在某壹家公司。姚也承認，公司將以SMIC的14納米和12納米工藝為主要平臺。“14nm以下的先進工藝代工空間不大，除了三星、臺積電、SMIC。目前SMIC先進工藝的產能利用率仍然不高，因此今年的產能擴張集中在28nm等成熟工藝。因為其先進的工藝技術剛剛開發出來，國內設計公司要做出有針對性的設計還需要時間。估計明年年中SMIC的先進工藝產能也會變得很滿。”
中國缺的不僅僅是先進工藝的產能，實際上目前市場上20nm以上工藝節點的產能占82%，更多的芯片產品依賴於成熟工藝的產能。
“除了SMIC和華虹，華潤尚華是國內有量產能力的，但是8寸晶圓的月產能可能只有兩三萬片，實在是太小了，支撐不了更大的客戶。新代工廠的產能根本跟不上，尤其是目前有些產品需要特定的工藝，比如BCD高壓。事實上，只有SMIC、華虹和華潤尚華有技術準備，沒有其他選擇。這就是目前的現狀。”前述SMIC人士告訴中國《新聞周刊》。
黃渡提到，“前段時間，政府就產業扶持政策征求意見和建議。我們提出，除了鼓勵主要基於線寬工藝的先進標準工藝，還應該支持與線寬無關的MEMS特性工藝。在人工智能物聯網時代，MEMS慣性傳感器芯片將得到越來越廣泛的應用。”
MEMS技術是壹種特殊的芯片制造技術，廣泛應用於慣性傳感器芯片的制造。慣性傳感器芯片已經進入每壹部智能手機，手機橫屏和豎屏的轉換都依賴於這個芯片。
“各地未完工晶圓廠的情況令政府擔憂，但總體而言，內地產能仍供不應求。”壹位晶圓廠商負責人告訴《中國《新聞周刊》》，“幾年前，公司原計劃投資建設晶圓廠，計劃投資50億元，年產能654.38+0.8萬片8英寸晶圓，但後來因為當地政府不再支持，項目夭折了。”“當時項目遇到國家收緊半導體投資，地方政府對項目獲得國家的資金支持沒有信心，需要地方政府承擔大部分資金壓力。”該負責人表示，工廠“投產”需要三年時間，按照當時的計算，需要八年時間才能回本，這對當地政府來說太長了。
目前，政府對晶圓廠的支持無疑是非常重要的。SMIC創始人張汝京總結了項目成功的條件，並表示，要有政府支持，中央政府通常會在政策和稅收上給予支持，地方政府通常會給予土地和項目激勵等支持。為了引進壹些新項目，各級地方政府需要制定壹些準入方面的指導意見。
他向中國《新聞周刊》建議，可以在壹定程度上避免錯誤投資造成國家財產和資金損失的考慮下，通過國家發改委的窗口指導，積極推動這類國家需要的半導體公司。但如果管制過嚴，也可能會抑制這個行業的發展，減緩國家集成電路和半導體產業的發展。“投資額不足6543.8+0億元的，按現有方式備案；對於壹定數量以下的政府投資額，如50億元以下，由相關省市發改委進行引導；如果數額較大，將由上壹級NDRC控制。至於民企或外資，由於政府承擔的風險較小，引導窗口可以適度放寬。”
在葉看來，之前很多地方爆發芯片制造“爛尾”工程，是因為個別項目在市場定位、技術研發、團隊配置等方面沒有做好準備。，又沖向發射。對於準備充分的項目，該上馬還是上馬。
他指出，據不完全統計，國產邏輯ic每月有40萬片12英寸的產能缺口，存儲器每月產能至少20 ~ 30萬片。保守估計每月產能缺口在60-70萬件之間。在整體產能缺口如此之大的情況下，我們應該更大規模、更高效地擴大生產。“中國似乎缺乏最新的技術和產品，但全球80%以上的產品都沒有采用最前沿的工藝，14 nm以上的工藝可以覆蓋大部分需求——雖然市場份額可能只有60%到70%，但大有文章可做。”