Nyligen har det rapporterats att TSMC och SONY planerar att bygga en halvledarfabrik i Kumamoto Prefecture, Japan, med en total investering på 800 miljarder yen (cirka 46 miljarder yuan). Den nya anläggningen, som är planerad att öppna 2024, kommer att använda TSMC's avancerade teknologi för att producera bildsensorer och halvledare för bilar och industrirobotar.
Detta är TSMC's andra nya anläggning utanför Taiwan i år. I juni meddelade TSMC att de skulle bygga en 5-nm 12-tums waferfab i Arizona, med en investering på cirka 12 miljarder dollar.
Förutom TSMC har andra halvledartillverkare som Samsung, Intel och Semiconductor Semiconductor International planer på att investera och bygga stora fabriker. En så stor och intensiv kapacitetsutbyggnad är också sällsynt i halvledarindustrins historia.
Mer än 225 miljarder dollar har tillkännagivits för de fem största fabrikerna i år
Enligt avslöjad information överväger TSMC och SONY Group att tillsammans bygga en halvledarfabrik i västra Japan. Projektets's totala investering uppskattas till 800 miljarder yen (7 miljarder USD), och den japanska regeringen förväntas tillhandahålla upp till hälften av finansieringen. Fabriken kommer att producera halvledare för kamerans bildsensorer, samt chips för bilar och andra produkter, och är planerad att starta produktionen 2024. Denso, Japans's största tillverkare av bildelar, vill också engagera sig genom att bland annat sätta upp utrustning på plats. Medlemmar i Toyota Motor Group söker en stadig tillgång på chips som används i deras bildelar.
TSMC planerar också att bygga en 5-nm produktionslinje i Arizona med en investering på 12 miljarder dollar och har redan börjat bygga. Fabriken kommer initialt att vara relativt liten, med en kapacitet på 20 000 wafers per månad, och kommer att byggas ut vid behov.
TSMC expanderar också aggressivt produktionen i Taiwan. Det rapporteras att TSMC kommer att bygga ytterligare ett produktionscenter i Kaohsiung-området, huvudsakligen med 7 nano cut, preliminär planering för att bygga 6 fabriker i det lokala, den tidigaste 2023 start. Flytten följer TSMC's tillkännagivande att de kommer att spendera 100 miljarder dollar för att öka kapaciteten under de kommande tre åren.
Förutom TSMC har Samsung, Intel, Chip, SMIC och andra stora globala halvledartillverkare planer på att investera och bygga fabriker i stor skala. Samsung planerar att investera 17 miljarder dollar i USA för att bygga avancerade processfabriker för att producera halvledarprodukter och letar efter en plats för en ny chipfabrik i USA Intels vd Pat Kisinger tillkännagav planer på att bygga två nya chipfabriker i Europa och eventuellt utöka dem ytterligare. I mars meddelade Intel att de skulle spendera 20 miljarder dollar för att bygga två nya chipfabriker i Arizona. Företaget tillkännagav en 13% ökning av produktionen från 12 till 90nm linjer i USA, Singapore och Tyskland 2022. Företagets's 12-tums chipfabrik i Singapore kommer att öka sin årliga produktion med 450 000 chips. Smic har aviserat byggandet av tre chipfabriker i Peking, Shenzhen och Shanghai i år, vilket kommer att lägga till en kapacitet på 28nm eller mer och producera 240 000 chip per månad. Hittills i år har TSMC, Samsung, Intel, Microchip och SMIC meddelat en total investering på mer än 225 miljarder US-dollar.
En annan viktig punkt att notera är att denna omgång av storskaliga investeringar har både avancerade och mogna processer. Bland dem nådde investeringen av avancerade processer på 7nm och lägre $59 miljarder, och investeringen i mogna processer på 28nm och över nådde $19,05 miljarder. Det finns också 146,998 miljarder dollar i fabs investerade utan att deklarera större investeringsprocesser.
De nya fabrikerna som meddelats av Samsung och TSMC kommer främst att använda avancerade processer som 3nm, 5nm och 7nm. Samsung meddelade i maj i år att de kommer att bygga en 3nm-chipfabrik i Texas med en investering på $170 och en yta på 4,8 miljoner kvadratmeter, ungefär fyra gånger så stor som Austin-fabriken. TSMC tillkännagav planer på att bygga en 5-nm-chipfabrik för 12 miljarder dollar i Arizona som kommer att producera 20 000 chips i månaden. I mars nämnde Intels vd Pat Gelsinger också i ett tal att Intel kommer att investera 20 miljarder dollar för att bygga två nya fabriker, som förväntas massproducera 7nm eller mer avancerade processer till 2024.
Företagen smIC meddelade att de skulle bygga i Kina i år väljer fortfarande att använda processer på 28nm och högre. I mars tillkännagav SMIC en investering på 15,28 miljarder Rmb i fabriken i Shenzhen, som kommer att producera 40 000 wafers i månaden. I september investerade smIC 57 miljarder rmb i ett joint venture med Shanghai's Lingang Free Trade Zone, som kommer att producera 100 000 wafers i månaden.
Fab-kapacitetsökningen översteg inte marknadens förväntningar
Även om det råder brist på chips tar det vanligtvis två år för en waferfabrik att gå från start till massproduktion. Hur kommer marknaden att se ut om två år? Kommer denna nya kapacitet, när den väl har släppts, skapa överkapacitet?
Chips med 7nm och mer avancerade processer används främst i CPU, GPU och andra chips med höga prestandakrav, inklusive QUALCOMM Snapdragon 888, AMD och Nvidia CPU, Nvidia GPU och andra avancerade grafikkort. TSMC's 5nm-chips används främst i smartphone Soc, högpresterande datorer och AI.
Ccid consulting, senioranalytiker på Liu Tun i en intervju med"Kina elektroniknyheter" reporter sa, dra nytta av 5 g, digital transformation, såsom industritrender, hemelektronik, 5 g basstationer och andra områden kommer alltmer att använda 7 nm och mer avancerad bearbetning chip, avancerad bearbetning chips har mycket stor efterfrågan, så framtiden marknaden i princip kan smälta nya fantastiska kapacitetsökningar. Enligt IC Insights kommer marknadsandelen för avancerade processchips vid 10nm och lägre att öka från 10 % i slutet av 2020 till 29,9 % till 2024. Mot bakgrund av den övergripande efterfrågan på den globala chipmarknaden, efterfrågan på avancerade processer på 10nm och lägre kommer att uppnå ett stort språng.
Wang Xiaolong, ett forskningsföretag, berättade för China Electronics News att takten i kapacitetsutbyggnaden för avancerade processer fortfarande är relativt konservativ och inte har överträffat marknadens efterfrågan, och den nuvarande expansionen kommer inte att orsaka överkapacitet.
Liu Tun tror att i fallet med en mer och mer uppenbar gjuteriförmanseffekt kommer chipfabrikerna att ha en närmare relation med uppströms och nedströms i försörjningskedjan, marknadsprognoser kommer att bli mer exakta och de kommer att vara mindre benägna att överkapacitet. Wang xiaolong sade också att chipfabriken kommer att testa kunder för att avgöra om deras efterfrågan är verklig eller blint följa trenden, kunder' efterfrågan bekräftas upprepade gånger. Även om kunden överskattar, kommer den slutliga risken att bäras av designföretaget. Mogna chips med processer på 28nm och över har ett brett utbud av applikationer, inklusive strömhantering, bildsensorer, kraftenheter, analoga chips och många andra områden. 28nm och över processchips i hela chiptillförseln stod för den högsta andelen, den största efterfrågan. Tillgången på chips från slutet av 2020 till nu är otillräcklig, mogna processchips är det främsta målet för bristen.
Liu Dong presenterade i en intervju med China Electronics News att bilar för närvarande utvecklas mot elektrifiering, sammankoppling och intellektualisering, vilket främjar den breda tillämpningen av fordonshalvledare som strömhanteringschips, kraftenheter, sensorer och MCU. 5G-kommunikationsteknik stöder ett stort antal frekvensband som sub-6ghz och millimetervåg. Behovet av basstation, smarta telefoner och annan kommunikationsutrustning kommer också att kunna stödja motsvarande frekvenser av rf-signal, har gett upphov till en hög efterfrågan på rf-chip, och även med konstruktionen av Internet of things, många IoT-enheter också ledde till efterfrågan på MCU, rf-chip, de flesta av dessa marker använder mogen processteknik, som helhet är marknadsutrymmet för mogen processchip mycket stort. Baserat på detta är expansionen av 28nm och över chipkapacitet också i linje med marknadens efterfrågan och är inte benägen att överkapacitet. För detta har xin Mou-forskningen Wang Xiaolong också samma bedömning:"den mogna processen som motsvarar produkten, och den mogna processens relativa gap är stor, efterfrågan är större, så jag tror att den mogna processen är större , kommer inte att orsaka överkapacitet."