受国际形势与不可控因素等影响,全球半导体供应链正在发生转移,具备劳动力和发展条件优势的东南亚地区成为全球大厂的首选之地。其中,马来西亚、印度、新加坡等地已被多数厂商瞄准,并迅速展开布局,占领一席地。
近日,世界先进将联合恩智浦半导体,在新加坡建设其首座12英寸半导体晶圆制造厂。
世界先进x恩智浦,攻向12英寸晶圆厂
6月5日,晶圆代工厂世界先进和恩智浦半导体宣布,计划在新加坡共同成立一家制造合资公司VisionPower Semiconductor Manufacturing Company(VSMC),兴建一座12英寸(300mm)晶圆厂。
资金投入方面,该晶圆厂投资金额约为78亿美元,世界先进将注资24亿美元,并持有60%股权,恩智浦半导体将注资16亿美元,持有40%股权,该晶圆厂将由世界先进公司营运。另外,双方承诺将投入共19亿美元的长期产能保证金及使用费,剩余资金(包括借款)将由其他单位提供。
产能规划方面,VSMC将为一家独立的晶圆制造服务厂商,为合作伙伴双方提供一定比例的产能。2029年,该晶圆厂月产能预计将达5.5万片12英寸晶圆,将在新加坡创造约1500个工作机会。同时,在首座晶圆厂成功量产后,合作双方将考虑建造第二座晶圆厂。
此座晶圆厂将采用130nm至40nm的技术,生产包括混合信号、电源管理和模拟产品,面向汽车、工业、消费性电子及移动终端等市场,相关技术授权及技术转移预计将来自台积电。VSMC将在获得相关监管机关核准后,于2024年下半年开始兴建首座晶圆厂,并预计于2027年开始量产。
目前,世界先进拥有五座8英寸晶圆厂,分别位于台湾地区、新加坡。其中,共三座8英寸厂位于新竹,一座8英寸厂位于桃园。2023年平均月产能约27.9万片8英寸晶圆。
针对此次与恩智浦半导体的合作,世界先进重事长方略表示,双方只有8英寸厂,皆希望拥有12英寸厂,同时新厂已有超过半数产能取得包括NXP在内多家客户长约承诺,此外在新加坡设厂有多项优点。
值得一提的是,世界先进是晶圆代工厂龙头台积电的持股公司。业界认为,世界先进新厂敲定,关键推动力之一是顺应台积电成熟制程客户所要求。90纳米以上成熟制程在台积电占营收比重已是低个位数,但又必须留住所有客户,搭配各制造产能订单,因此,转由世界先进承接台积电客户订单。受多重因素影响,市场转单效应扩大,世界先进近期接获高通、芯源(MPS)等多家客户新单,下半年转单效应开始显现。
半导体设计与制造产业加速布局新加坡
作为衬底大厂之一的Soitec,认为产业长期看来其实并没有任何疲软的迹象,所以仍然在加速产能布局中,预计将在2026财年实现450万片的晶圆产能,而新加坡也是他们的产能扩张目的地之一。Soitec将扩张其巴西立的晶圆厂,实现200万300mm2 SOI晶圆的年产量,用于智能手机芯片与汽车芯片。
目前位于巴西立的新加坡晶圆厂是Soitec在法国外的唯一生产基地,与此同时Soitec占股近80%的IP厂商Dolphin Design,同样计划在新加坡开展一个独立的创新研发中心,这也是其首个在亚洲开展的创新研发中心。
在去年年底,美国应用材料公司的新加坡新厂正式破土动工,这也是他们数十亿美元扩产计划的一部分。这个耗资6亿美元的区域枢纽工厂,将成为应用材料在美国以外最大的工厂,2024年正式投入使用,并为新加坡创造1000个全新的工作岗位。而这仅仅是其在新加坡八年计划的第一步,应用材料会继续在新加坡扩大研发和制造的运营活动。
此外还有不少晶圆厂都已经在新加坡规划好了扩产计划,比如2021年就宣布将投资40亿美元扩大新加坡晶圆厂产能的格芯,以及斥资50亿美元建立第二座新加坡新厂的联电等。至于台积电虽然已经有了SSMC这一合资晶圆厂,但从台积电和新加坡政府的意向来看,他们还打算在本地新建一座300mm2的先进晶圆厂,不过具体计划仍在协商当中。
本土人才培养
在半导体产业面临的人才困境上,新加坡除了充分利用其在人才引进上的优势外,也打算加强本地人才的培养,于今年推出了新的青年大使计划,半导体活跃青年计划。该计划将组织AMD、艾迈斯欧司朗和格芯等巨头公司,与选定的青年大使开展一对一的指导课程,从而吸引更多的同龄人在毕业后投身半导体产业。
新加坡半导体行业协会主席Jennifer Teong表示,半导体人才短缺是各国长期存在的问题,新加坡预计将在未来三到五年创造约2000个工作岗位,用于支持不断增长的芯片需求。在数字化加速、AI等颠覆性新技术持续冒头和半导体设计制造创新的推动下,整个产业的需求即便存在起伏,仍存在积极的招聘。
利用这一计划与半导体公司合作,不仅扩大了行业曝光度,增加了学习机会,也加强了他们培养卓越半导体人才,为未来经济做出有效贡献的实力。
12英寸晶圆的魅力
目前,硅晶圆的主力是8英寸和12英寸的,从目前的市场行情来看,12英寸的明显压过8英寸一头,这是为什么呢?
一个很重要的原因就是先进制程的发展。14nm以下的芯片,如已经量产的7nm、5nm、4nm、3nm,以及未来的2nm等,都是用12英寸晶圆制造的。原因在于:制程工艺越复杂,芯片的成本越高,为了控制成本,就要*化地利用硅晶圆,而晶圆尺寸越大,浪费的越少,利用率越高。例如,用8英寸和12英寸晶圆生产同一制程工艺的芯片,12英寸所产芯片数量是8英寸的2.385倍。
12英寸晶圆的表面积大约为70659平方毫米,以华为麒麟990 5G处理器为例,其单个芯片面积为10.68×10.61=113.31平方毫米,如果晶圆能够被100%利用,可以生产出700个这样的芯片,但实际上这是不可能的,芯片是方形的,晶圆是圆形的,一定会有损耗,理论计算可以产出640个左右,但考虑到良率等因素,实际能生产出500个左右。
再有,12英寸晶圆厂洁净度要比8英寸高出不少,因此,同样的芯片产品从8英寸产线转移到12英寸的,其良率会明显提升,从而增加成本效益。
12英寸晶圆厂迎来投资高潮
根据半导体行业机构 SEMI 公布的季度 300mm(12 英寸)晶圆厂展望报告。报告显示全球 12 英寸晶圆厂(前端)设备投资将于明年突破千亿美元大关,而在 2027 年将达创纪录的 1370 亿美元(IT之家备注:当前约 9864 亿元人民币)。
根据这份报告,2025 年全球 12 英寸晶圆厂的设备投资将较今年大增 20%,涨幅将创 2021 年以来的新高;而在 2026 和 2027 年将分别增长 12% 和 5%。
SEMI 表示,半导体行业前端设备投资的增加得益于多重因素,包括存储领域市场的复苏和对高性能计算(HPC)和汽车应用的强劲需求。
中国大陆将在 2024~2027 每年投资 300 亿美元,引领按地区划分的投资金额榜单;而到 2027 年,台湾地区、韩国、美国的年度投资额均将超过 200 亿美元,分别达 280/263/247 亿美元。
而按领域细分,到 2027 年晶圆代工、DRAM、NAND 三大领域的 12 英寸晶圆厂设备投资额将排在前列,分别达到 791/252/168 亿美元,复合年增长率各为 7.6%、17.4% 和 29%。
其余的模拟、微型、光电、分立器件领域的设备投资则将在 3 年后达到 55/43/23/16 亿美元的水平。
SEMI 总裁兼首席执行官阿吉特・马诺查(Ajit Manocha)表示:“对未来几年 300 毫米晶圆厂设备支出陡峭增长的预测,反映了满足不同市场对电子产品日益增长需求所需的生产能力,以及 AI 创新催生的新一波应用。”