力争Fab主动权 中国疯狂建厂的背后

当下的华夏大地，正被一股天翻地覆的英雄气概所笼罩。半导体集成电路正成为仅次于互联网机器人的热词。没有几个人能说得清，有多少条8吋、12吋生产线在运筹帷幄之中，又有多少大佬背着钱袋在这个“金矿”边上徘徊。中国历来的传统是，党指向哪里我们就冲向哪里。今天国家确定的目标，就是今后我们为之奋斗的战场。最近我们的行业领军人士已经开始注意到潜在的风险，我们在去“传统产能”的同时，会不会带来新的“高科技产能过剩”风险？这是我们每个行业从业者要认真考虑的。难怪半导体大佬发出“如今半导体产业虚火太旺”这样的感叹！

中国的半导体产业正在以难以置信的步伐连续扩张，目前在中国约有24座新Fab在开工建设。中国最近在半导体领域超乎寻常的大规模投资行为已经引起行业更多的思考：这个未来的市场将如何演绎？

无论这些Fab项目最终能否落地，近似于疯狂的大规模建厂背后的动机是清晰的，这就是中国试图摆脱集成电路产品依赖别人的状况。中国政府希望有更多的芯片是本国造，特别是基于国家安全的考量。作为这一庞大规划的一部分，中国已经引进了许多跨国芯片制造商。他们看重的是那里的市场。GlobalFoundries，Intel，Samsung，SK Hynix以及中国台湾的TSMC和UMC都在中国大陆设厂并逐步扩大他们的产能。

另外，在中国的土地上开始了新一波的Fabs建设热潮。目前有大约14～22家新的Fab在实施中，他们当中有的已经开始建设，有的还在筹划之中。这些项目既包括本土企业，也包括跨国企业。令人疑问的是这些Fab项目最终能否真正落地？因为对中国芯片制造商来说，阻挡他们实现雄心的过去是技术，现在还是技术。

在过去的时间里虽然中国已经宣布了众多的fab项目计划，但是许多还是停留在纸面上。基于这点和对未来半导体行业的发展趋势研判，某些观点认为中国这一波新的fab项目有50％会鹿死胎中，当然也有人持乐观的看法。“我不想给出一个类似于50％这样的具体数字，但确实很难相信这些fab都能按计划建设和运营。”Gartner的分析师Samuel Wang给出这样的观点，“在这些计划面前每一个人都是雄心勃勃的，但在这些fabs实际建成并投入运营之前，任何事情都可能发生。”

Gartner预计，如果这些项目全部落地投产，中国12英寸芯片产能总量将扩大三倍之多，从现在的每月400，000片（wspm），到2020年可达到1.4million 片（wspm）。这些产能的60％是存储器芯片，40％是逻辑电路。即使这些项目不能完全落地，也仍然带来一些令人不安的信号。比如，这些计划中的大部分制造商将目标锁定为28纳米工艺，一个时期后会不会出现产能供大于求，价格战会不会一触即发？Samuel Wang肯定地说，“价格战会在2018年正式开始，那将对代工业务产生巨大影响。”

接下来，中国本土芯片制造商将会超越现在被动的跟随技术去开发更加先进的前沿技术。这些本土芯片制造商能否短时间内在逻辑代工领域开发出新的领先技术是一个问号，但可以期待的是TSMC，2018年台积电将开发16纳米的FinFETs工艺，并将新技术运用到大陆新建的Fab里去。

中国力争Fab主动权

中国新的一波Fab建设浪潮给半导体设备产业带来增长动力。据SEMI的统计，中国半导体设备支出已经从2017年的$6.7billion上升到2018年的$10billion。

据上海华力半导体的数据，目前中国大约有20座八英寸和10座十二英寸的fab在运营，正在建设的有7座八英寸厂和12英寸工厂。这些新fab各有不同的时间表，但量产都在2018年以后。“我们认为2017年半导体设备支出将与上一年持平，”Applied Materials市场与业务发展副总裁 Arthur Sherman说，“我们预期2018年会有一个大的提升，我们不断提醒客户，必须要有足够的设备采购支出才能支撑中国半导体未来几年发展战略的需求。”

也有人持这样一种观点，“这些新的Fab项目大部分都聚焦在开始面临下降通道的逻辑器件，而以存储器为核心的新兴技术才是行业的未来，” KLA-Tencor中国区总经理Francis Jen说，“ 在中国利用那些过时的或者说已经很成熟的工艺节点的扩张，可以为那些翻新的二手设备和新产的早已定型的设备创造新的市场需求。”

需要提醒的是，半导体设备制造商必须谨慎看待中国市场。Gartner预计，如果这些计划中的fab全都投入运营，到2020年中国至少需要采购$70 billion价值的半导体设备，这是一项十分庞大的支出。因此对设备制造商的一个挑战是，如何对中国半导体市场作出准确理性的判断。否则，设备制造商将会面临供应短缺或者加大库存的风险。尽管如此，中国的半导体市场仍是行业关注的焦点。中国生产的电子产品不但在全球占比很高，中国也是全球最大的芯片消费国。很多在当地制造的系统芯片在中国出口后随后又被返销回来。

中国拥有相当规模的本土半导体产业。中国的半导体产业始建于1980年代，国家也开展了几次重大“工程”希望借此提振半导体产业。每次重大工程的宗旨都是期望本土的半导体制造商能够生产大部分自用芯片，并且参与全球化市场竞争。在这些重大项目推动下，中国的半导体产业在每个回合都取得了一些进步，但每一次重大项目推进的结果，似乎都没有达到预定目标。在集成电路制造工艺上一直落后于竞争对手，国家进口的集成电路产品数量和品种也一年比一年多。

由于这些问题的存在，中国在2014年发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，同时建立了$19.3 billion的集成电路产业基金，基金将被用来投资国内的半导体企业。在接下来的十年里，将会投入$100 billion资金用于加速提升中国的半导体产业。《纲要》制定了中国IC产业的发展目标和途径：

2020年实现40％的芯片国产化，2025年达到70％。

推进14nm finFET工艺、先进封装、MEMS和存储器工艺技术。

在依靠自身努力不能达到目标时，通过引进外国先进技术来提升技术水平。

以上战略从理论上给出一个信号，“作为全球电子产品消费领导者的中国，还不能够自主制造满足国内市场需要的大部分芯片，”Coventor的CTO David Fried说，“用国产化芯片来满足消费者需求的做法是明智的，所以中国正在重点投资数字逻辑领域和存储器领域，并希望尽快取得成果。”

至今为止，中国在IC领域所做的努力亮点和问题并存。据IC Insights的统计，中国芯片制造占全球代工市场的比例2011年是8.5％，到2016年提升到9.2％。因此，IC Insights总裁Bill McClean评论说， “中国在代工领域取得了一些进步，但总的来说，我不认为中国目前在代工领域的做法和它所确立的目标能够完全实现。”

目前中国的电子企业还是要持续依赖外国芯片，这一做法一直没有改变。IC Insights统计指出，2016年中国消费了价值$112 billion的芯片，这个数字占世界IC总产量的38％。而中国本土芯片制造商贡献的比例仅仅是$13 billion，这个数字占中国2016年集成电路市场的11.6％，比2011年的9.8％增加了些许。基于这些数据，很难相信中国在2020年能够实现40％的国产化。“40％这一目标几乎是不可能实现的，”McClean如是说。

▲ Fig. 1： Semiconductor manufacturing in China. Source： IC Insights

当然中国的进步还是有目共睹。“中国在2000年宣布要大举进军芯片制造业时，中国的GDP大约是1万亿美元。那时中国先进的半导体制造商、设计公司和半导体人才在中国非常缺乏，”D2S的执行副总裁兼首席生产执行官Linyong Pang说，“2015年中国的GDP上升到11万亿美元，这个数字是前十五年的10倍。现在中国有了十多家先进的半导体制造企业，上千家设计公司（Fabless）和上百万的半导体从业者。”

通过近十年的发展，这些从业者在中国半导体领域取得了新的收获。“许多人进入到企业的高管层，他们有良好的教育和专业背景以及创造能力，”Pang乐观地表示，“在这样的前提下，这一波规划的20多家fab项目－即使不是全部都完成，但大多数都将会在未来一一落地。”