28nm竞争进入新阶段

原创龚佳佳半导体行业观察

收录于话题

随着新能源汽车、自动驾驶、家电等领域需求的快速增长，最为紧缺的28nm及以上成熟制程芯片的供应似乎成为关注的焦点。

Gartner数据显示，预计全球芯片制造商今年将向资本支出投入约1460亿美元，比上一年增长约三分之一，但据其估计，每6美元中只有不到1美元专门用于目前面临最长积压的所谓传统芯片。成熟工艺投入的不足让人对当前扩产的“远水能否救得了近火”产生怀疑。

然而，这并不阻碍各大晶圆代工厂28nm的扩建步伐，半导体行业的赌注仍在继续。

“优等生”28nm曾被“冷落”

众所周知，28nm是成熟工艺中的重要节点，区分了先进制程与成熟制程，由台积电于2011年率先推出，此后，三星、格芯、中芯国际等大厂也接连宣布突破了28nm。

比上：与40nm工艺相比，28nm栅密度更高、晶体管的速度提升了约50%，每次开关时的能耗则减小了50%。在成本几乎相同的情况下，使用28nm工艺可以给产品带来更加良好的性能优势。

对比之下：16nm节点之后要用上FinFET晶体管技术，晶圆制造成本会上升至少50%以上。此前市场研究机构IBS数据显示，28nm之后芯片的成本迅速上升，28nm工艺的成本为0.629亿美元，5nm将增至4.76亿美元。

再加上过去多年的设备折旧完成，我们可以预见28nm在这些制程中有着高性能、低功耗和低成本等优势。此外，28nm适用范围也十分广泛，能够满足手机、电脑、IoT和各类消费电子相关芯片需求。众多优势之下，28nm迎来了它的“高光时刻”。

据Omdia数据显示，2013年是28nm制程的普及年，2015~2016年间，28nm工艺开始大规模用于手机应用处理器和基带。随着技术的成熟，28nm工艺产品市场需求量呈现爆发式增长态势，并且这种高增长态势持续到2017年。

或许是当时的28nm太过“诱人”，引得众多厂商加码布局。到了2018年，媒体的报道纷纷表示，全球28nm呈现产能过剩格局，台积电、联电等都面临产能过剩的危机。

当时的台积电在回顾18年Q3业绩时曾表示，28nm目前全球产能过剩问题严重，未来几年都将处于供给过剩的情况。为了应对于此，公司积极开发特殊工艺，以此来增强客户粘性。此后，台积电28nm的产能开始下降。

来源: Omdia

联电也不例外。2018年，在联电Q3财报会后，欧系外资研究机构认为，从联电财报释出2018年第四季业绩展望逊于预期、28nm因市场新产能开出使明年将供过于求的态势来看，联电营运基本面修正的压力正在加大，预估其恐将在2018年第四季与2019年第一季面临营运亏损的局面。

并且从联电2018年第四季财务报告来看，确实营运亏损。18年Q4，联电合并营业收入为新台币355.2亿元(约11.5亿美元)，与去年同期的新台币366.3亿元相比减少3.0%。归属母公司亏损为新台币17.1亿元。

由此可见，2018年28nm的过剩危机对台积电、联电两大代工厂都带来了不小的压力。

同时，随着先进制程的不断突破，28nm对于晶圆代工厂来说“赚钱”价值也在下降。

管理咨询公司Bain & Co.称，截至今年，用于先进芯片的5nm晶圆的售价约为 17,000 美元，可让应用程序在 iPhone 13 等最新款智能手机上运行。相比之下，28nm晶圆的价格约为 3,000 美元，即使考虑到设备折旧，两者之间的回报差距可以说是十分明显。

再加上，未来市场供需存在不确定性，扩充成熟制程可能造成产能过剩。种种因素之下，这几年，台积电等厂商几乎都把重点投向了先进制程。

然而世事难料，在疫情这只突如其来的“蝴蝶”翅膀的扇动下，一切都变得不一样了。“宅经济”带来的消费电子以及新能源汽车、5G、AIoT 等新应用的快速兴起，让多年不再扩产的成熟制程迎来了爆发式的需求增长，供需严重失衡，持续冲击着众多的行业。

至此，台积电再次扛起了28nm大旗，而联电、格芯则凭借战略转变的优势，在这个节点攻城拔寨，中芯国际也在钻研多年后，迎来了28nm好时机。

晶圆代工厂的“跑马圈地”

面对惊人的28nm需求，今年以来，台积电、联电、格芯、中芯国际、力积电等代工厂纷纷扩产。其中，作为全球晶圆代工龙头的台积电势头最为凶猛，明确在我国的江苏省南京市、台湾省高雄市以及日本的熊本县三地扩产建厂。

此外，联电也斥巨资扩大台湾省台南市Fab12A P6厂区产能，中芯国际新增两个地区的28nm产能，格芯则是继续加大德国的28nm产能，力积电铜锣厂也已动工。

台积电

今年4月，台积电召开临时董事会，通过资本预算案28.87亿美元（约合新台币794亿元），将用于扩充南京厂28nm成熟制程产能，预计扩增月产能达4万片。

台积电表示，南京厂目前月产能为2万片12英寸晶圆，主要生产16nm制程；为解决产能结构性短缺问题，将会在南京厂建置28nm成熟制程产能，预计2022年下半年开始量产，2023年中期达到4万片月产能的建置。

这在当时引起了广泛讨论，而到了下半年，台积电更是一口气新增熊本和高雄两座新厂。

11月9日，台积电与索尼全资子公司索尼半导体共同宣布，台积电将在日本熊本县设立子公司Japan Advanced Semiconductor Manufacturing（JASM）。台积电表示，初期预估资本支出约70亿美元，JASM将于2022年开始兴建特殊技术晶圆厂，并于2024年底前开始生产，采用22nm及28nm制程提供专业集成电路制造服务，月产能达4.5万12英寸晶圆，这案并获日本政府承诺支持。

宣布在日本建厂的同一天，台积电也宣布将于高雄设立生产7nm及28nm的晶圆厂。该消息也于10日的台湾“中时电子报”中被证实，台积电高雄厂预计于2022年开始动工，并于2024年开始量产。

据台媒中央社9月报道，台积电中油高雄炼油厂旧址将兴建2座12英寸晶圆厂，包括第一期月产能4万片的7nm及6nm晶圆厂，及第二期月产能2万片的28nm及22nm晶圆厂。

今年7月，台积电供应链曾表示，不少28nm制程设备已停产，但为支应台积电未来惊人的需求，设备商须配合设法重新生产。可想台积电此次28nm扩产势头之凶猛。

联电

相比前几年台积电卯足劲研发先进制程，联电早在2018年就宣布放弃12nm以下先进工艺投资，28nm等成熟制程节点自然成为其主要专注所在。然而，面对市场的需求，联电也难以招架。

联电总经理简山杰9月初表示，联电2021年产能已销售一空，现阶段与客户洽谈的是明年产能，客户倾向谈长期合作及签订长期合约。如此一来，扩产也是必然的趋势。

4月，联电宣布将与多家全球领先的客户共同携手，透过全新的双赢合作模式，扩充在台南科学园区的12英寸厂Fab12A P6厂区的产能，预计2023年第2季投入生产，规划总投资金额约新台币1000亿元。

联电指出，P6产能扩建计划预计于2023年第二季投入生产，届时将配备28nm生产机台，未来可延伸至14nm的生产，能直接配合客户未来制程进展的升级需求。据悉，联电台南科学园区Fab 12A P6厂区将采28nm制程，产能2.75万片。

格芯

格芯是全球第四大晶圆代工厂。目前，格芯的全球制造格局是，40nm主要位于新加坡， 28nm主要位于德国，14nm则主要位于美国。今年6月，格芯曾宣布将斥资 60 亿美元扩大其在新加坡、德国和美国工厂的产能。其中对德国的投资预计为10亿元。

8月，格芯对外透露了投资10亿美元对德国德累斯顿（Dresden）晶圆厂的扩产计划。Isaiah Research认为，22/28nm方面，格芯在德国的产能可能会在年底达到月产6万至6.5万片，三星、美格纳、Anapass、硅芯片或是潜在客户。

力积电

面对目前市场对成熟制程芯片需求的大爆发，今年3月，力积电第9个厂区铜锣厂正式开工。彼时，力积电举行铜锣12英寸晶圆厂动工典礼，总投资金额高达2780亿元新台币，聚焦1x到50nm的成熟制程。完工后总产能将达每月10万片，预计2023年分期投产，初期规划产能为每月2.5万片，满载年产值可望超过600亿元新台币。

中芯国际

今年，中芯国际接连宣布在上海、深圳两地建厂，可见其在成熟制程的产能需求仍在上升。

3月17日晚，中芯国际发布公告称，公司和深圳政府（透过深圳重投集团）（其中包括）拟以建议出资的方式设立晶圆厂，重点生产28纳米及以上的集成电路和提供技术服务，旨在实现最终每月约40000片12英寸晶圆的产能。预期将于2022年开始生产，项目新投资额估计为23.5亿美元。

9月，中芯国际再次发布公告称，和中国（上海）自由贸易试验区临港新片区管理委员会签署合作框架协议，有意在上海临港自由贸易试验区共同成立合资公司，将规划建设产能为 10 万片/月的 12 英寸晶圆代工生产线项目，聚焦于提供 28 nm及以上技术节点的集成电路晶圆代工与技术服务。该项目计划投资约88.7亿美元，该合资公司注册资本金拟为55亿美元。

“热闹”的2024年

显然，各大代工厂的加码布局将28nm制程节点推上了新高度，而从投产时间来看，2024年，28nm领域或许会更加热闹。

根据IHS Markit预测，全球晶圆代工市场的规模将在2025年达到961亿美元，其中28nm以上的成熟制程占比将达到48%。

各大晶圆代工厂28nm厂的布局

从上图来看，除了已经量产的工厂外，新扩产的28nm厂房到2024年基本都已开始量产、满产，届时全球28nm产能会到达一个新高度。而从分布来看，28nm制程主要分布在亚洲，其中中国台湾凭借台积电、联电两大代工厂成为28nm的集中营。

从企业来看，台积电则是28nm的主力军。其实作为最先突破28nm制程，台积电在28nm领域一直独占鳌头，在2017年的时候，台积电在全球28nm制程产值占比就已接近7成。虽然前几年，台积电忙着发力先进制程，降低了对28nm的投入，但是到2024年，随着南京、高雄、熊本三座工厂的投产，台积电对28nm市场的市占率有望更上一层。

图片来源：拓墣产业研究院

更重要的是，台积电突破28nm制程至今已有10年，设备折旧接近完毕，加上此前宣布将无限期搁置28nm工艺下半年涨价的调整，都将助力台积电坐稳28nm龙头这把交椅。

除台积电外，28nm扩产最为积极的应就属中芯国际了。早在去年，中芯国际就开始扩产28nm领域，中芯京城项目投资高达76亿美元。

虽然中芯国际Q3季度报数据显示，目前中芯国际主要收入来源为55/65纳米和0.15/0.18微米，分别占比为28.5%和27.9%，但FinFET/28纳米收入占比已有提升，从去年同期的14.6%上升至18.2%。据消息显示，北京、上海临港、深圳项目相继投产后，中芯国际月产能分别将增加10万片、10万片和4万片。到2024年，中芯国际28纳米收入占比也有望进一步提高。

联电在2018年宣布停止12nm以下先进工艺的研发后，开始强化对成熟及差异化工艺市场的开发，其旗下28纳米制程获的许多客户肯定，因此在扩产方面也是毫不手软。去年4月联电就宣布扩产厦门联芯，今年更是两次宣布扩产联电Fab12AP5厂区与P6厂区，还表示，未来 3 年联电在南科的投资金额将达 1500 亿元新台币。

写在最后

此前有人认为28nm是落后产能，但事实证明，28nm虽然不算先进工艺，但是并不落后，作为成熟工艺中的重要节点，28nm是既有竞争力又长寿的制程。

Omdia预测，随着手机上新的硬件升级以及物联网的兴起和普及，越来越多的新兴应用的产生，催生了28nm即将进入下一个需求旺盛的周期，OLED Driver、Connectivity Chips、FPGA、4G Transceiver、NB-IoT等产品都将成为28nm产线的主流。

可想而知，在台积电、联电、中芯国际、格芯、联电等加入扩产战团之后，未来28nm的竞争只会越来越激烈。

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2862内容，欢迎关注。