2023年百廠(chǎng)投資：半導體資金流向

晶圓廠(chǎng)、封裝、測試和組裝以及研發(fā)都在 2023 年吸引了大量資金。公司將資金投入到印度和馬來(lái)西亞等離岸地點(diǎn)，以獲得更多的勞動(dòng)力和更低的成本，同時(shí)還與政府合作，以確保國內供應鏈的安全。

展望未來(lái)，隨著(zhù)新興技術(shù)吸引消費者和市場(chǎng)的興趣，人工智能 (AI)、量子計算和數據應用似乎將利用這些投資。接下來(lái)分析一下 2023 年 100 多個(gè)著(zhù)名芯片行業(yè)設施/晶圓廠(chǎng)投資。

半導體行業(yè)仍然是一個(gè)全球體系

盡管各國政府都在尋求建立本土優(yōu)勢，但企業(yè)仍在繼續進(jìn)行海外投資。SEMI 總裁兼首席執行官 Ajit Manocha 表示：「要完全獨立于其他國家或地區，需要很長(cháng)時(shí)間，而且我不認為這對我們的行業(yè)或技術(shù)創(chuàng )新來(lái)說(shuō)是最好的。如今，這是一個(gè)互聯(lián)良好的系統。我們從基板開(kāi)始，然后制造芯片?；宸矫?，大部分材料和化學(xué)品在日本生產(chǎn)，也有部分在歐洲和美國生產(chǎn)，設計多在美國完成，前端制造多在中國臺灣和韓國完成，組裝工業(yè)在中國、東南亞。然后，最終的測試是在美國，發(fā)行是從美國來(lái)的，所以我們在世界上六七個(gè)地區是相互依賴(lài)的。將所有東西帶入美國會(huì )帶來(lái)很多挑戰。在一個(gè)地區建立整個(gè)生態(tài)系統非常耗時(shí)，而且會(huì )失去專(zhuān)業(yè)化的優(yōu)勢?！?/p>

SEMI 預計 2022 年至 2026 年間將有 94 座 200 毫米和 300 毫米新晶圓廠(chǎng)上線(xiàn)，其中 78 座已開(kāi)始運營(yíng)，或正在添加設備或正在建設中。63 個(gè)位于亞洲，18 個(gè)在美國；根據 SEMI 2023 年第三季度全球晶圓廠(chǎng)預測，13 個(gè)位于歐洲和中東?！笩o(wú)論是美國還是其他國家，大家都充分認識到這是一個(gè)全球性行業(yè)，我們與多個(gè)地區相互依存，」Manocha 說(shuō)?！肝覀冃枰献??！?/p>

除了試圖建立獨立體系的挑戰之外，Manocha 還警告說(shuō)，需要維持國際合作伙伴?！肝覀冃枰贫鞔_的政策，以便我們能夠與其他地區共同合作。我們不需要把所有東西都集中到一個(gè)國家?！?無(wú)論是德克薩斯州的火災、洪水還是冰暴，晶圓廠(chǎng)都面臨著(zhù)各種風(fēng)險?！高@些災難的頻率有所增加，因此我們需要半導體行業(yè)的多個(gè)中心，而不僅僅是我們今天擁有的幾個(gè)中心，」他說(shuō)?！高@就是為什么我希望我們能夠歡迎印度成為新的樞紐，但還有很長(cháng)的路要走?！?/p>

2023 年，印度和馬來(lái)西亞吸引了近十幾項投資?！笍难邪l(fā)領(lǐng)域的角度來(lái)看，在這兩個(gè)地區進(jìn)行建設都有有吸引力的理由，」半導體公司業(yè)務(wù)發(fā)展和政府關(guān)系副總裁 David Henshall 表示「很多設計公司都在那里建中心，因為那里本科生和研究生數量多，而且經(jīng)濟條件好。勞動(dòng)力發(fā)展是一個(gè)巨大的問(wèn)題，因此我們一直在與印度合作以滿(mǎn)足其中一些需求。一些公司和印度政府正在將半導體視為幫助他們發(fā)展經(jīng)濟的一種方式，因為那里所做的研究和那里的人才?！?/p>

印度和馬來(lái)西亞的主要投資包括：

Synopsys正在奧里薩邦建立一個(gè)芯片設計中心，并與 IIT Bombay 合作在孟買(mǎi)開(kāi)設了一個(gè)虛擬晶圓廠(chǎng)解決方案實(shí)驗室。

美光科技在印度古吉拉特邦投資 8.25 億美元，用于 DRAM 和 NAND 組裝和測試。

AMD 在印度班加羅爾和卡納塔克邦的研發(fā)、設計和工程投資達 4 億美元。

應用材料公司斥資 4 億美元在印度班加羅爾建設制造設備協(xié)作工程中心。

英飛凌全球總投資約 55 億美元，其中部分投資于馬來(lái)西亞居林，用于擴建其 200 毫米碳化硅功率工廠(chǎng)。

博世在馬來(lái)西亞檳城投資約 3.76 億美元用于汽車(chē)測試和傳感器。

「我們在印度理工學(xué)院孟買(mǎi)分校的新 Synopsys 實(shí)驗室戰略上重點(diǎn)關(guān)注 TCAD（計算機輔助設計技術(shù)），因為它在先進(jìn)芯片制造生命周期中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的基礎作用，」工程、電路設計和 TCAD 解決方案副總裁 Aveek Sarkar 說(shuō)道在新思科技。在實(shí)驗室接受培訓的學(xué)生將獲得 TCAD 專(zhuān)業(yè)知識，以幫助解決在最先進(jìn)工藝節點(diǎn)制造芯片的復雜功率、性能和面積/成本挑戰。

政府是關(guān)鍵角色

國家安全是某些政府的主要關(guān)切，美國禁止向中國出口先進(jìn)芯片就證明了這一點(diǎn)。

然而，半導體行業(yè)的首要擔憂(yōu)是人才短缺、氣候威脅和供應鏈問(wèn)題?！高@是三個(gè)全球性挑戰，」Manocha 說(shuō)?！笡](méi)有一家公司、沒(méi)有一個(gè)國家、沒(méi)有一個(gè)首席執行官能夠解決這些問(wèn)題。當我在企業(yè)生活時(shí)，我常常說(shuō)不要讓政府插手我的事。但現在我要說(shuō)的是，我們需要政府參與解決這些全球挑戰?！?/p>

選定的政府/行業(yè)投資：

根據 CHIPS 法案，美國商務(wù)部授權撥款 30 億美元用于先進(jìn)封裝，其中包括一個(gè)試點(diǎn)設施。

BAE Systems 獲得了第一個(gè)《CHIPS 法案》資助——首期 3500 萬(wàn)美元，用于現代化其微電子中心并增加戰斗機芯片的產(chǎn)量。

美國國防部向 GlobalFoundries 提供 3500 萬(wàn)美元資金，用于生產(chǎn)大規模 200mm GaN-on-Sic 芯片的工具。

歐盟和比利時(shí)向imec投資了 16 億美元，用于擴建其潔凈室測試設施。

格芯和意法半導體的 75 億歐元 300 毫米晶圓廠(chǎng)由法國和歐盟芯片法案資助。

韓國政府正在支持在龍仁建立半導體巨型集群。

臺積電、博世、英飛凌和恩智浦在德國成立 110 億美元的合資企業(yè)是在歐盟芯片法案框架下計劃的。

2022 年美國《芯片和科學(xué)法案》的總預算為 2800 億美元，因此未來(lái)幾年將會(huì )有大量資金獎勵。其中包括許多子類(lèi)別，特別是「美國芯片計劃」下的 527 億美元，該計劃旨在半導體制造、研發(fā)和勞動(dòng)力發(fā)展，以及另外 240 億美元的芯片生產(chǎn)稅收抵免。

美國商務(wù)部 CHIPS 研究與開(kāi)發(fā)辦公室主任 Lora Weiss 在該項目的在線(xiàn)啟動(dòng)儀式上表示：「CHIPS for America 是一項歷史性的努力，旨在將半導體制造帶回美國，并支持芯片制造商建立強大的生態(tài)系統。這將有助于為尖端邏輯芯片建立至少兩個(gè)新的大規模制造設施集群，從而推動(dòng)人工智能、生物技術(shù)和量子計算等領(lǐng)域的進(jìn)步。我們預計美國將成為多個(gè)大批量先進(jìn)封裝設施的所在地，并成為最復雜芯片先進(jìn)規模封裝的全球領(lǐng)導者，而不是將這些芯片發(fā)送到海外進(jìn)行封裝（目前大部分封裝都在海外進(jìn)行）?！?/p>

封裝是創(chuàng )新的公平游戲

「這里正在發(fā)生一場(chǎng)革命，因為我們正在從這些大型單片芯片轉向異構集成，并將不同的小芯片封裝在一起，」SRC 的 Henshall 說(shuō)?！敢驗檫@是新的，全球實(shí)際上不存在研發(fā)基礎設施，所以這是美國可以做更多本土業(yè)務(wù)的絕佳機會(huì )。這是我們在技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位的地方，而且由于 CHIPS 法案和其他因素，這里有很多機會(huì )?！?/p>

封裝也正在經(jīng)歷從圓形晶圓到矩形或方形面板的轉變。Onto Innovation 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監 Keith Best 表示：「面板正在有效地取代，因為您無(wú)法再處理晶圓上這些新封裝的尺寸?！顾耘_積電的 3D 結構和 RDL 中介層為例。為了幫助企業(yè)適應新技術(shù)，Onto 推出了卓越封裝應用中心 (PACE)?！缚蛻?hù)正在尋求幫助來(lái)定義他們的下一個(gè)節點(diǎn)流程，但他們沒(méi)有時(shí)間停止生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行研發(fā)。它太復雜了。因此，他們正在尋找積極主動(dòng)的 OEM 來(lái)幫助他們加快學(xué)習和技術(shù)路線(xiàn)圖?！?/p>

PACE 配備了 Onto 的光刻步進(jìn)機、檢測和計量工具，這些工具是支持 OEM 及其客戶(hù)的先進(jìn)封裝工藝開(kāi)發(fā)路線(xiàn)圖所必需的。電鍍、鉆孔以及其他工藝和操作將由其他 OEM 合作伙伴在其工廠(chǎng)提供?！竻⑴c開(kāi)發(fā)工作的每個(gè)合作伙伴都有成功的既得利益，因為他們可以互相幫助?！?/p>

目前任何國家都有機會(huì )成為先進(jìn)封裝的全球領(lǐng)導者，但當該技術(shù)成為常態(tài)時(shí)，秩序可能會(huì )發(fā)生變化。Best 說(shuō)：「各國將繼續對已經(jīng)成為慣例的事情轉移到海外。如果你回顧歷史，OSAT 會(huì )采用美國封裝制造商提供的工藝來(lái)降低成本?，F在，當先進(jìn) IC 基板的技術(shù)發(fā)生變化時(shí)，將會(huì )出現一個(gè)轉折點(diǎn)，從而轉移到下一個(gè)節點(diǎn)。這些 OSAT 可能無(wú)法提供他們以前所做的新封裝設計的產(chǎn)量和定價(jià)，因為技術(shù)超出了他們的范圍。因此，如果你在美國有一家專(zhuān)門(mén)為先進(jìn)封裝建造的新工廠(chǎng)——擁有合適的潔凈室能力和外圍技術(shù)來(lái)幫助他們在下一個(gè)節點(diǎn)取得成功——他們實(shí)際上可以在市場(chǎng)仍然炙手可熱的時(shí)候成為先鋒并占領(lǐng)市場(chǎng)。然后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，先進(jìn)的封裝就會(huì )成為一種商品，再次推向海外?！?/p>

主要封裝投資：

Amkor 向亞利桑那州投資 20 億美元 用于先進(jìn)封裝。

臺積電向中國臺灣苗栗縣投資 29 億美元，用于先進(jìn)封裝。

Onto Innovation 的封裝應用卓越中心位于美國馬薩諸塞州總部。

JCET為其位于中國上海的汽車(chē)先進(jìn)封裝工廠(chǎng)投資約 6.56 億美元。

普渡大學(xué)、Cadence、SRC、imec 以及位于印第安納州的合作伙伴高級系統集成與封裝研究所 (ASIP) 。

Resonac 位于加利福尼亞州的封裝解決方案中心 (PSC)。

SEMI 的 Manocha 表示，先進(jìn)封裝是摩爾定律 2.0，因為這是可以實(shí)現持續縮小尺寸的方式。Onto's Best 表示同意：「重要的不僅僅是線(xiàn)寬。通過(guò)將小芯片組合到異構集成封裝中，您可以獲得比單片芯片更強大的功能?！?/p>

人工智能和其他新興技術(shù)推動(dòng)需求

「你可以看到我們現在有點(diǎn)芯片供應過(guò)剩的情況，但這純粹是由于經(jīng)濟低迷趨勢造成的，」Manocha 說(shuō)?！肝抑苑浅？春眠@個(gè)行業(yè)，是因為人工智能絕對是持續增長(cháng)的重要動(dòng)力?！筂anocha 列出的其他市場(chǎng)驅動(dòng)因素包括 5G、6G、7G、量子計算、加密貨幣和自主機器。

醫療保健、汽車(chē)和農業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)也出現了爆炸式增長(cháng)，社交媒體和數據中心也持續增長(cháng)。所有這些都需要先進(jìn)的芯片。

「每個(gè)人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)人工智能，它現在是一個(gè)流行詞，」SRC 的 Henshall 說(shuō)?，F實(shí)是它已經(jīng)存在了幾十年。但由于芯片技術(shù)和速度的進(jìn)步，它比以往任何時(shí)候都更加有用。而生成式人工智能的普及讓更多的人投入資金到芯片硬件的研發(fā)上，這對我們來(lái)說(shuō)確實(shí)是令人興奮的。如果你看看研發(fā)資金的來(lái)源，就會(huì )發(fā)現市場(chǎng)就在那里。

人工智能、量子和數據投資：

西門(mén)子投資 1.5 億美元在達拉斯-沃斯堡生產(chǎn)基礎設施，以幫助為美國數據中心提供動(dòng)力并加速人工智能的采用。

Expedera位于英國的工程開(kāi)發(fā)中心專(zhuān)注于邊緣 AI 推理。

NVIDIA、于利希超級計算中心和德國 ParTec 量子計算實(shí)驗室。

臺積電報道稱(chēng)在中國臺灣高雄設立 2nm 晶圓廠(chǎng)，以趕上「AI 浪潮」。

美國能源部伯克利和杰斐遜實(shí)驗室位于弗吉尼亞州的耗資 3 億美元的高性能數據設施中心。