今年的總額可能達(dá)到 1090 億美元，這對(duì)芯片行業(yè)意味著什么？

全球企業(yè)和政府正在對(duì)芯片制造廠進(jìn)行創(chuàng)紀(jì)錄的投資，以大力推動(dòng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈更加穩(wěn)健，并減少?gòu)氖袌?chǎng)變化到地緣政治中斷等各種因素造成的短缺。

據(jù) SEMI 稱，這些投資——從更新現(xiàn)有的制造設(shè)施到從頭開始建造全新的晶圓廠——今年可能達(dá)到 1090 億美元。這個(gè)數(shù)字是半導(dǎo)體行業(yè)的歷史新高，比去年增長(zhǎng)了 14.7%。SEMI 跟蹤全球 1,400 多個(gè)設(shè)施和線路，其中包括為未來(lái)規(guī)劃的 133 個(gè)設(shè)施和線路。

僅在過(guò)去三個(gè)月里，芯片制造商就宣布在法國(guó) Crolles 新建一個(gè)由 STMicroelectronics 和 GlobalFoundries 聯(lián)合運(yùn)營(yíng)的價(jià)值數(shù)十億美元的晶圓廠；瑞薩電子投資約 6.5 億美元，在日本東京重新開設(shè)一家工廠；以及在德克薩斯州謝爾曼的一座工廠的奠基儀式，該工廠的投資高達(dá) 300 億美元，等等。此外，三星提交的稅務(wù)文件顯示，它正在考慮在德克薩斯州奧斯汀及其附近投資高達(dá) 2000 億美元的新晶圓廠。

活動(dòng)的激增正值該行業(yè)的動(dòng)蕩時(shí)期。芯片公司同時(shí)在努力應(yīng)對(duì)大流行的揮之不去的影響，同時(shí)穩(wěn)步邁向 1 萬(wàn)億美元以上的未來(lái)。半導(dǎo)體專家知道該領(lǐng)域本質(zhì)上是周期性的，并且晶圓廠需要大量支出和長(zhǎng)期視野。對(duì)于尋求行業(yè)友好型法律和為其項(xiàng)目提供公共資金的公司而言，目前的情況呈現(xiàn)出一種脫節(jié)的敘述，因此倡導(dǎo)者將這些項(xiàng)目稱為實(shí)現(xiàn)了廣泛的雄心壯志。

有些人強(qiáng)調(diào)，晶圓廠將把工作崗位帶到需要它們的地區(qū)，利用可能有助于緩解公司多年來(lái)抱怨的人才緊缺的勞動(dòng)力資源。其他人表示，這些合資企業(yè)是為了應(yīng)對(duì)未來(lái)的芯片和晶圓短缺，這些短缺已經(jīng)擾亂了醫(yī)療設(shè)備制造，顛覆了汽車供應(yīng)鏈，并用替代零件制造了安全風(fēng)險(xiǎn)。

Lam Research 總裁兼首席執(zhí)行官蒂姆·阿徹 (Tim Archer) 在 3 月份美國(guó)參議院商業(yè)、科學(xué)和運(yùn)輸委員會(huì)的證詞中將這個(gè)問(wèn)題總結(jié)為需要?jiǎng)?chuàng)造“安全且有彈性的半導(dǎo)體供應(yīng)，同時(shí)在快速發(fā)展的技術(shù)之前加速創(chuàng)新復(fù)雜。”

這些項(xiàng)目并非沒(méi)有爭(zhēng)議。在美國(guó)，被稱為 CHIPS 法案的 520 億美元的行業(yè)補(bǔ)貼立法方案陷入了黨派政治和對(duì)該法案公平性的擔(dān)憂。一些批評(píng)者表示，此類法案的目標(biāo)范圍太廣，無(wú)法連貫。參議院本月通過(guò)了一項(xiàng)程序法案，可能會(huì)獲得官方批準(zhǔn)。立法引發(fā)的騷動(dòng)導(dǎo)致英特爾推遲了在俄亥俄州的一座晶圓廠破土動(dòng)工，而格羅方德表示，如果該措施未能通過(guò)，它將推遲在紐約建造一座晶圓廠的計(jì)劃。

2月份推出的《歐洲芯片法》將投入超過(guò) 430 億歐元的公共和私人投資，用于加強(qiáng)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)方面。歐盟成員國(guó)和歐洲議會(huì)目前正在討論該措施。

兩項(xiàng)《芯片法案》雖然全面，但與在中國(guó)進(jìn)行的國(guó)家投資相比顯得蒼白無(wú)力。作為中國(guó)制造 2025 戰(zhàn)略的一部分，中國(guó)政府的目標(biāo)是擁有一個(gè)完全自給自足的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。為此，該國(guó)創(chuàng)建了一個(gè) 1700 億美元的投資基金，用于資助公司和建造晶圓廠。

SEMI 企業(yè)營(yíng)銷副總裁桑杰·馬爾霍特拉 (Sanjay Malhotra) 表示，該行業(yè)的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)是微妙的，難以解釋。但他說(shuō)，最近的投資浪潮似乎不是曇花一現(xiàn)，而是對(duì)未來(lái)的預(yù)兆。畢竟，該領(lǐng)域的快速創(chuàng)新步伐與投資需求密切相關(guān)。

“這就是這個(gè)行業(yè)的全部?jī)?nèi)容。只有在升級(jí)設(shè)備時(shí)才能降低晶體管的成本，”馬爾霍特拉說(shuō)。“這是合乎邏輯的事情。假設(shè)您今天使用 5nm 技術(shù)建立了一個(gè)新的晶圓廠。根據(jù)摩爾定律，幾年后技術(shù)必須被 3nm 取代，因?yàn)槟仨毑粩嘟档统杀尽Ｋ羞@些晶圓廠都將上線，兩三年后，隨著行業(yè)轉(zhuǎn)向下一項(xiàng)技術(shù)，它們將被取代?！?/p>

Malhotra 表示，與大流行相關(guān)的消費(fèi)品支出激增所產(chǎn)生的短期芯片需求是一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)，與該行業(yè)的長(zhǎng)期需求并不相符?！拔覀冾A(yù)計(jì)在家工作活動(dòng)產(chǎn)生的需求不會(huì)持續(xù)，”他說(shuō)?！案匾氖俏锫?lián)網(wǎng)和汽車領(lǐng)域。例如，特斯拉是一臺(tái)帶輪子的計(jì)算機(jī)。汽車有大數(shù)據(jù)，然后需要有一個(gè)數(shù)據(jù)中心來(lái)處理所有生成的數(shù)據(jù)。就尺寸而言，計(jì)算和智能手機(jī)目前占半導(dǎo)體總消費(fèi)的百分比最大，但物聯(lián)網(wǎng)和汽車是它的發(fā)展方向?！?/p>

Malhotra 還指出，醫(yī)療技術(shù)、航空航天和量子計(jì)算將在未來(lái)幾年推動(dòng)該行業(yè)向前發(fā)展。

根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，從地理角度來(lái)看，晶圓廠設(shè)備支出由臺(tái)灣、韓國(guó)和中國(guó)領(lǐng)銜，美洲位居第四。盡管與亞洲相比，歐洲和中東的投資規(guī)模較小，但增長(zhǎng)率卻非常顯著——同比增長(zhǎng) 176%。

預(yù)計(jì)今年產(chǎn)能將增長(zhǎng) 8%，明年該行業(yè)預(yù)計(jì)將生產(chǎn) 200 毫米晶圓，相當(dāng)于每月 2900 萬(wàn)片晶圓。SEMI 表示，今年的大部分設(shè)備支出將來(lái)自 158 家晶圓廠和生產(chǎn)線的產(chǎn)能增加。今年和明年產(chǎn)能增幅最大的行業(yè)是代工和內(nèi)存。

這些變化的影響廣泛而深遠(yuǎn)。例如，對(duì)于像 Brewer Science 這樣的材料和工藝公司來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的市場(chǎng)和投資動(dòng)態(tài)意味著與客戶的溝通比過(guò)去更加重要?！芭c這些公司密切合作以了解預(yù)測(cè)的產(chǎn)品組合至關(guān)重要，這樣我們才能加強(qiáng)已經(jīng)緊張的供應(yīng)鏈，”布魯爾半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門執(zhí)行董事湯姆布朗說(shuō)?！霸诂F(xiàn)有商業(yè)產(chǎn)品和改進(jìn)與交叉晶圓廠初創(chuàng)企業(yè)和資質(zhì)與我們的新技術(shù)解決方案之間取得平衡，可能會(huì)給我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)巨大壓力，因?yàn)樗麄兣M足所有要求?！?/p>

Brewer 執(zhí)行副總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官 Srikanth Kommu 表示，該公司已“進(jìn)行戰(zhàn)略投資以與行業(yè)一起發(fā)展”?！凹词乖谛鹿谝咔樽顕?yán)重的時(shí)候，我們也有能力、系統(tǒng)和供應(yīng)鏈來(lái)不斷滿足并超越客戶的需求?！?/p>

材料是難題的關(guān)鍵部分，芯片行業(yè)知道這一點(diǎn)。美國(guó)唯一的稀土金屬和磁鐵制造廠——恰當(dāng)?shù)孛麨槊绹?guó)稀土有限責(zé)任公司——于今年早些時(shí)候在中美貿(mào)易緊張局勢(shì)中開業(yè)。美國(guó)稀土公司總裁 Thayer Smith 表示，主要關(guān)注的是輕稀土，如釹和鐠，它們賦予磁鐵磁性，重稀土如鏑和鋱，用于防止磁鐵在高溫下退磁。.

“如果你看看你的 iPhone 或 iPad，里面有大約 90 個(gè)稀土磁鐵，”史密斯說(shuō)?！耙患?F35 戰(zhàn)斗機(jī)中裝有 900 磅的磁鐵。弗吉尼亞級(jí)潛艇有 9,000 磅。您會(huì)在任何類型的高性能電機(jī)中找到它們，而真正推動(dòng)市場(chǎng)的是車隊(duì)的電氣化。但它們也用于冰箱、暖通空調(diào)系統(tǒng)和消費(fèi)電子產(chǎn)品。它們無(wú)處不在。如果沒(méi)有稀土磁鐵，就無(wú)法運(yùn)送電動(dòng)汽車?！?/p>

創(chuàng)建最終產(chǎn)品需要端到端的供應(yīng)鏈，任何環(huán)節(jié)的中斷都可能對(duì)其他看似不相關(guān)的領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響。QP Technologies 銷售和營(yíng)銷副總裁 Rosie Medina 說(shuō)：“我們的一些層壓基板出現(xiàn)了很大的延遲。” “我們對(duì)一個(gè)報(bào)價(jià)有 52 周的交貨期。我們已經(jīng)三個(gè)月了，客戶正在耐心等待。一家陶瓷封裝公司甚至不再接受任何訂單。他們不斷向我發(fā)送如此長(zhǎng)的交貨時(shí)間，以至于他們最終說(shuō)，“不再，停止?！?nbsp;這是在較舊的遺留類型包上。我們的 QFN（四方扁平無(wú)引線）的引線框架已從大約 8 周縮短到大約 16 周，相比之下，我們認(rèn)為這并不算太糟糕?！?/p>

這類故事在芯片行業(yè)和需要半導(dǎo)體的行業(yè)中得到了回應(yīng)。但這只是眾多挑戰(zhàn)中的一項(xiàng)。整個(gè)行業(yè)的公司都必須解決的是如何為現(xiàn)有和新的晶圓廠企業(yè)找到足夠數(shù)量的合格工人。多年來(lái)，半導(dǎo)體公司已經(jīng)指出了各種因素來(lái)解釋他們的人員配備問(wèn)題，包括 K-12 教育問(wèn)題和一些潛在的員工回避硬件生態(tài)系統(tǒng)以在科技巨頭從事軟件工作。現(xiàn)在，許多科技巨頭正在整合他們的硬件和軟件業(yè)務(wù)，在短期內(nèi)為相同的求職者創(chuàng)造了更多的競(jìng)爭(zhēng)。

馬爾霍特拉說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)到了關(guān)鍵時(shí)刻。SEMI 估計(jì)，僅在美國(guó)，多個(gè)工作職能部門就短缺約 80,000 名工人。在接下來(lái)的十年中，美國(guó)將需要在半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中增加 500,000 到 750,000 名工人?！澳憧梢該碛幸粋€(gè)晶圓廠，你可以用設(shè)備填充它，但如果你沒(méi)有人來(lái)運(yùn)行它，那還有什么意義呢？”

行業(yè)專家表示，解決這些問(wèn)題需要多管齊下，其中可能包括教育投資、更多樣化和更具包容性的招聘做法，以及幫助每年離開軍隊(duì)的數(shù)千人中的一些人過(guò)渡到與半導(dǎo)體相關(guān)的工作。

這些新工人可能會(huì)越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向新工廠，而不是產(chǎn)能擴(kuò)大的現(xiàn)有工廠，正如馬爾霍特拉所說(shuō)，未來(lái)幾年投資組合可能會(huì)轉(zhuǎn)向新工廠。他指出，晶圓廠投資環(huán)境也可以為該行業(yè)的新進(jìn)入者創(chuàng)造機(jī)會(huì)，盡管不一定是新的晶圓廠所有者——至少在美國(guó)和歐洲是這樣。

“建造一座晶圓廠的成本非常高，達(dá)到 100 億美元，而這對(duì)于一家初創(chuàng)公司來(lái)說(shuō)是一大筆資金，”馬爾霍特拉說(shuō)?！暗珱](méi)有理由為什么一群工程師不能獲得資金并擁有一家設(shè)計(jì)初創(chuàng)公司或一家無(wú)晶圓廠公司。這種活動(dòng)正在發(fā)生并將繼續(xù)，尤其是對(duì)于所有需要?jiǎng)?chuàng)新的新應(yīng)用程序。但我懷疑你會(huì)聽到有人突然出現(xiàn)并在美國(guó)和歐洲方面開辦晶圓廠。當(dāng)政府資助并在印度等地創(chuàng)造新的參與者時(shí)，你可能會(huì)看到這種活動(dòng)，就像在中國(guó)已經(jīng)發(fā)生的那樣。在印度，有不少成熟的工業(yè)企業(yè)擁有資本和人才，政府可以通過(guò)土地或稅收優(yōu)惠來(lái)激勵(lì)他們。這就是新名字可能出現(xiàn)的方式?！?/p>

結(jié)論正如對(duì)美國(guó)芯片法案的回應(yīng)所表明的那樣，對(duì)芯片制造商的公共補(bǔ)貼可能會(huì)引起爭(zhēng)議。但是，推遲晶圓廠生產(chǎn)的不僅僅是懷疑和政治策略。經(jīng)濟(jì)也在放緩，目前尚不清楚這種動(dòng)態(tài)將如何影響整個(gè)行業(yè)的晶圓廠投資。

經(jīng)濟(jì)問(wèn)題已經(jīng)導(dǎo)致至少一家公司改變其晶圓廠投資策略。據(jù)報(bào)道，由于對(duì)通貨膨脹和需求下降的擔(dān)憂，SK 海力士決定推遲對(duì)價(jià)值 32.6 億美元的新生產(chǎn)線的最終決定。

其他芯片制造商是否會(huì)做出類似的決定還有待觀察。