A——材料

半导体材料告急

【作者：疯狂的芯片；来源：半导体行业观察《半导体材料全面告急》2022.02】

全球芯片短缺正在逐步向上游传导，首先，自然是晶圆厂产能应接不暇，这导致上游的半导体设备也呈现出供不应求的增长态势，与此同时，市场对半导体材料的需求也愈加迫切，“材料荒”开始在业内蔓延。
半导体材料是用来生产芯片的直接和间接辅助原料，种类繁多，包括  硅片、光刻胶及配套试剂、高纯试剂、电子气体、抛光材料、靶材、掩模板等。在所有类别的半导体材料中，按照市场规模和占比划分，排在前三位的分别是硅片（33%）、电子气体（14）和光刻胶及配套试剂（13%），目前来看，在全球范围内，正是这三种材料的短缺受到了更多的关注。
 

硅片

硅片是晶圆厂最重要的原材料，目前，包括台积电、英特尔、三星、美光等半导体大厂在内，全球大部分芯片生产厂商都在扩充产能，并启动跨国建厂计划，从而推动硅片需求大增。
据统计，2021年全球有19座高产能晶圆厂进入建设期，另有10座晶圆厂将于2022年动工，由于一座晶圆厂月产能动辄3、5万片硅片起，对硅片用量也随之直线上升，但在市场供给有限、新产能还来不及开出的情况下，促成了一波硅片涨价潮。这给全球各大硅片厂，特别是头部的几家厂商，提供了绝佳的商机。
目前，全球排名前四的硅片厂商是：日本信越（Shin-Etsu，市占率为33％），胜高（SUMCO），中国台湾的环球晶，以及德国世创（Siltronic）。
面对当下的行情，全球第二大硅片厂SUMCO会长桥本真幸表示，硅片如此长时间的短缺前所未见。2月9日，SUMCO表示，其12英寸硅片产能(包括新厂的新增产能)的长期合约已签约到2026会计年度。此外，8英寸硅片需求预计也会继续加强。
SUMCO表示，2021年第四季度已有长期合约价维持不变，但12英寸、8英寸硅片现货价持续上涨。
由于全球硅片厂商的扩产速度未能跟上市场需求的脚步，只要资金到位，扩充产能就成为当务之急。
据SUMCO公司统计，2020 年，全球8英寸硅片总产能约为500万片/月，产能规模基本维持稳定，12英寸硅片总产能约为600-700万片/月，产能有所提升。2020年以后，即使基于现有厂房进行快速扩产，全球12英寸硅片的扩产空间也相对有限。
在市场的高度期待中，进行了一年多的环球晶、世创合并案，于近期被德国政府否决，紧接着，环球晶宣布将斥资千亿元新台币扩产。瑞银证券估算，在环球晶没有宣布新厂扩建计划之前，预估今、明年硅片供不应求的比率为2.2%及3.4%，但环球晶一口气宣布斥资36亿美元扩产，金额不仅超出市场预期，也高于胜高29亿美元及世创31亿美元的投入。
信越化学于近期宣布，将针对硅利光业务进行 800 亿日元以上的设备投资，以扩张产能。目标于 2025 年前依序完成，将以日本国内工厂为主强化设备。
信越化学将针对主要生产据点的日本群马事业所，以及武生工厂、直江津工厂等增设生产设备。产能提升情形会因产品种类而异，将达到目前水平的 1.2 倍至2倍不等。
信越化学的硅利光产品约 5000 款，在日本国内拿下逾半市占、位居龙头，全球市占约 15%、排行第四。
 

电子气体

半导体材料市场供需本已经很紧张，雪上加霜的是，市场以外的因素也来“凑热闹”，进一步加剧了材料短缺，近期，电子气体正受到这样的困扰。
乌克兰是电子气体的供应国，近期，受到俄罗斯/乌克兰紧张局势的影响，相关气体材料的输出受阻。
美系外资分析师Peter Lee称，俄若对乌克兰动武，将阻碍氖、氪、氙的供给，这些气体都是芯片生产的关键原料。制造DRAM和NAND Flash都需要以氖为基础的光刻制程，目前存储芯片厂商握有6~8周的关键气体库存，高于正常值的4周，但是这些气体供给极度仰赖乌克兰，要是战火中断输出，芯片生产将受到打击。
据悉，乌克兰占全球氖气产量的70%，美国芯片等级的氖，九成源于乌克兰，钯则有35%来自俄罗斯，氖是芯片制程所需激光的关键材料，而氖是俄罗斯制造钢铁的副产品，之后会送至乌克兰提炼。钯则用于传感器、内存等产品。若俄罗斯/乌克兰紧张局势升级，可能导致氖出口中断，推升晶圆价格，加剧芯片荒。
用于半导体曝光工艺的 ArF-Immersion 设备中使用的准分子激光器是通过混合特定气体（如氖、氟和氩）实现的，其中氖占此类混合物的 95% 以上。在 2015 年乌克兰冲突期间，用于半导体制造的准分子激光气体混合物的交易价格高达每 50 升 25,000 美元，与之前的水平相比，价格上涨了 20 倍以上。
2015年，当氖气价格飙升时，业界对减少氖气使用的方法进行了研究。通过调整软件逻辑和优化充气程序的吹扫过程，使用量可减少了25~50%。尽管如此，氖气等仍然在半导体生产中发挥重要作用。
2月初，Western Digital和铠侠（Kioxia）在日本合资经营的两家工厂，因材料污染影响生产，外界估计全球第一季NAND Flash供给将大减10%。
 

光刻胶

光刻胶是一种有机化合物，受特定波长光线曝光作用后其化学结构改变，在显影液中的溶解度会发生变化，因此又称光致抗蚀剂。正胶在曝光后发生光化学反应，可以被显影液溶解，留下的薄膜图形与掩膜版相同，而负胶经过曝光后变成不可溶物质，非曝光部分被溶解，获得的图形与掩膜版相反。
光刻胶是光刻工艺的核心材料，主要由树脂、感光剂、溶剂、添加剂等组成，其中树脂和感光剂是最核心的部分。
在半导体光刻胶领域，日本企业占据领先地位，前五中除了美国杜邦，其余四家均为日本企业。其中JSR、TOK的产品可以覆盖所有半导体光刻胶的品种，是绝对的龙头，尤其在高端的EUV市场高度垄断。
由于高度垄断，在当下全球缺芯的形势下，光刻胶的市场供需同样紧张。
 

其它材料

除了以上提到的半导体材料中的“大宗商品”外，其它多种材料都处于供不应求的状况，呈现出全面扩产的态势。
例如，日本ADEKA公司于近期宣布，将在子公司“台湾艾迪科精密化学股份有限公司”内兴建先进逻辑芯片用材料工厂，投资额为25亿日元，预计2022年8月动工、2024年4月开始进行生产。
ADEKA表示，该座台湾地区工厂将成为继韩国之后、位于海外的第二个半导体材料生产据点。
据悉，ADEKA台湾新工厂将生产用于硅片的布线材料，预估将用于线宽比5nm更细的下一代制程芯片。目前，全球能支持5nm等级布线材料的厂商仅5家左右。
由于全球芯片制造的重心在亚洲，而亚洲的重心又在中国台湾，因此，近期宣布在台湾地区扩产的国际半导体材料厂商并不止ADEKA。
住友电木（Sumitomo Bakelite）株式会社去年11月宣布，将投资33亿日元在台湾子公司住友培科现有高雄市大寮区厂区内兴建新厂房，主要用于生产专业封测委外代工（OSAT）材料。预估今年3月开始动工，2023年中期开始生产。
默克集团（Merck）正在南科高雄园区新建超过15公顷的生产中心，这将是默克全球首座半导体材料大型生产与应用研发中心，新建设施将囊括默克全系列的半导体解决方案产品。
美国英特格（Entegris）去年12月上旬宣布扩大投资南科高雄园区先进技术厂区，未来3年投资规模将增至5亿美元，并将扩增新竹台湾技术研发中心（TTC）。
 

中国跟进

面对半导体材料市场的增长态势，中国大陆本土相关企业和政策也在不断加码，争取借助这一波涨势加速提升本土半导体材料的市场竞争力。

近期，上海新阳与合肥新站高新技术产业开发区管委会签署了《投资合作协议书》，计划在后者辖区内投资建设公司第二生产基地二期项目。该项目总投资约3.2亿元，占地40亩，主要从事芯片清洗液、研磨液系列等集成电路关键工艺化学材料产品的研发、生产和销售。预计于2024年实现量产，2030年实现满产，年产值约5亿元。项目预计年综合能源消费量约2600吨标准煤当量。
同时，上海新阳发布另一则公告称，其与上海新晖资产管理有限公司、上海安铈半导体科技有限公司签署了《股权转让协议》。公司以3300万元受让上海晖研材料科技有限公司100%的股权。上海晖研主要进行半导体芯片生产制程用的研磨液的研发。
另外，上海新阳还披露了投资CMP研磨液项目事宜，与苏州博来纳润电子材料有限公司签署了增资协议。博来电子主要从事研磨材料、抛光材料的开发、生产和销售。
2月17日，晶瑞电材眉山二期年产1200吨集成电路关键电子材料项目举行了开工仪式。该项目计划于2022年10月建成投产。项目建成后，眉山晶瑞将成为晶瑞电材第二个集成电路关键电子材料生产基地。
晶瑞电材表示，公司拟增加市场更为紧迫需要、盈利能力更强的半导体光刻胶产品产能，并计划将原募投项目中的部分项目终止，同时将剩余募集资金扣除已签合同但尚未付款金额后的余额以向全资子公司眉山晶瑞进行财务资助的方式由其全部投入“年产1200吨集成电路关键电子材料项目”。
当时消息显示，年产1200吨集成电路关键电子材料项目计划投资1.4亿元，建设内容为光刻胶中间体1000吨/年，光刻胶1200吨/年。
晶瑞电材表示，ASML1900型光刻机设备已安装到位，KrF光刻胶已完成中试，ArF光刻胶研发进行中。
 

结语

半导体材料市场迎来了快速增长期，与此同时，国际贸易形势受到多种因素干扰，不确定性愈加凸出，这对于处于成长期的企业来说，是难得的机遇，如果抓住了，将实现跨越式发展。

B——企业

半导体企业的豪赌

【作者：龚佳佳；源自：半导体行业观察《半导体企业的千金豪赌》2022.03】

从2020年疫情引起全球“缺芯”潮后，半导体行业的资本支出已经连续两年实现两位数的增长，人们在震惊于2021年高达1131亿美元新纪录的同时，也蓦然发现资本支出的增长或仍未到停止的时候。据IC Insights 预测，2022年全球半导体的资本支出为 1520 亿美元，将创下年度支出新高。
与此同时，IC Insights还统计了全球13家资本支出增速不小于40%的半导体企业，这些企业2021年总共花费 606 亿美元，比 2020 年增长62%，而今年他们预计将花费 918 亿美元，比 2021 年增长 52%。
 

这13家资本支出暴涨的半导体企业又透露出怎样的未来？

模拟芯片来势汹汹

从上表来看，模拟芯片产业毫无疑问或将成为2022年最大赢家，13家企业中6家都是模拟芯片企业，全球前五名模拟 IC 供应商中的四家（TI、AnalogDevices、英飞凌和 ST）皆上榜，此外瑞萨电子，安森美等知名厂商也都位列其中。
这似乎也是情理之中的发展，近几年汽车、工业、个人电子、通信和计算机外围设备等领域发展迅猛，尤其是汽车领域，随着传统汽车向智能网联汽车转型，汽车中包含的半导体元件数量不断增加，而模拟芯片作为智能汽车必不可缺的一部分，需求量也是水涨船高。据IHS Markit 预测，模拟芯片的产能预计将会增长，但并不足以满足汽车芯片需求的增长，因此供应可能在2023年底前后再次收紧，模拟芯片也或将成为未来3年汽车生产的主要限制因素。
为了缓解如今模拟芯片供不应求的局面，模拟厂商也是疯狂加大资本支出以扩充产能。
 

瑞萨电子
日本的瑞萨电子是其中涨幅最为迅猛的一家，相比2021年的3.33亿美元，瑞萨电子今年预计资本支出达8亿美元，涨幅达到了140%，是近3年来最高的的一次涨幅。
去年9月，瑞萨电子宣布将在 2021 年投入超过 800 亿日元（7.15 亿美元）的资本投资，其中部分将用于维修在 3 月份被大火烧毁的Naka 工厂，并计划在 2022 年再增加 600 亿日元的资本支出。
去年9月更新的生产战略显示，此次资本支出大多应用于扩充产能，瑞萨电子计划到 2023 年将其汽车和电子产品关键部件的供应能力提高 50% 以上。其中，高端微控制器单元的产能提高 50%，达到相当于每月 40,000 片 200mm 晶圆的能力；低端微控制器产能提高约 70%，达到每月 30,000 多片晶圆。
 

Analog Devices
AnalogDevices（ADI）2022年预计资本支出和瑞萨电子一样都是8亿美元，增幅达到了115%，与去年114%的增幅相差无几。
2021年，ADI收入达到 73 亿美元，增长超30%，和其他芯片厂商一样，ADI也在提高产量以满足巨大的需求。据oregonlive近日报道，ADI正在增加位于波特兰地区的两家芯片工厂的产量和员工以应对飙升的需求。
据介绍，俄勒冈工厂是 ADI在 2020 年收购竞争对手Maxim Integrated Products时收购的，于 12 月完成了大规模扩建。ADI 副总裁 Fred Bailey 表示，公司计划在未来两年内将华盛顿县的 700 名员工增加近 40%，此次招聘将持续到 2024 年。
 

安森美
安森美2022年预计资本支出达9.35亿美元，增幅为110%。当前，安森美正由传统IDM模式向Fab-Liter模式转型，2021年Q2季度财报数据显示，其营收的6%做了资本投入，主要投在新技术和产能上。根据安森美的计划，未来两年将加大投资力度由6%增加到12%，主要用于扩充300mm晶圆厂的产能和碳化硅供应链环节，安森美当时指出碳化硅未来5年内的产能将会是现在的1.3倍。
此外，为推动未来几年碳化硅收入的大幅增长，安森美计划通过收购GTAT扩大设备和模块产能，以支持在2022年年底将衬底产能增加四倍以上，进而支撑碳化硅22年营收同比21年翻番，到2023年仍能保持每年10亿美元的速度。
 

意法半导体
意法半导体2022年的预计资本支出在模拟芯片厂商中与TI并列第一，达35亿美元，增幅为91%。在2021年第四季度财报会上，意法半导体曾表示，今年的资本支出计划将达到约34亿至36亿美元，较2021年的18亿美元投资增加近一倍，主要用于进一步提高产能，其中包括在意大利Agrate 12英寸新晶圆厂建设第一条生产线。
作为模拟芯片厂商巨头之一，意法半导体的产能也是十分紧张，截至今年1月底，ST积压的订单能见度为18个月左右，远高于ST目前已规划的2022年产能，且今年的车用芯片产能已经销售一空。
 

德州仪器
此前，德州仪器的高管曾明确表示，到2025年每年的支出约为35亿美元，从上表来看，增幅约为42%，比分析人士预计的每年高出约10亿美元。对此，德州仪器解释到，由于看到了未来更多的增长前景，因此需要更大的产能。据了解，德州仪器将扩大4家工厂的产能，计划今年完成前两家工厂的建设，预计2025年第一家工厂投产，第三和第四家工厂的建设将在 2026 年至 2030 年之间开始。
 

英飞凌
英飞凌2022年预计资本支出为23亿美元，增幅约为41%。据公司2021 财年（截止至自然年的 9 月 30 日）年报显示，英飞凌汽车芯片占全球市场13.2%的份额，排名全球第一。
日前，英飞凌在涨价通知函中表示，为了应对旺盛的需求，尤其是应对汽车芯片，英飞凌将再次大幅增加投资，在近两年以每年50％的大额投资进行扩产，预计到2022年达到24亿欧元，以此缓和供需紧张的问题。
就在2月17日，英飞凌宣布投资20亿欧元（折合人民币约144亿元）扩产第三代半导体SiC、GaN。据悉，英飞凌将在马来西亚居林（Kulim）基地扩建第三个工厂，新工厂预计6月开始建设，设备预计2024年准备就绪。此次扩产将与英飞凌在奥地利菲拉赫（Villach）及德国德累斯顿（Dresden）开展的300mm硅半导体业务形成互补。
 

吃香的纯代工厂

缺芯让汽车厂商饱受“难产”之苦的同时，也让纯晶圆代工厂成为了热门“香饽饽”，2021年更是成为了代工厂的扩产元年，台积电、联电、格芯、中芯国际、力积电、世界先进等接连宣布扩产，以满足强劲的上游芯片厂商需求。
从上表来看，台积电、联电和格芯前三大纯代工厂以及世界先进在2022年资本支出也不容小觑。
 

台积电
台积电2022年预计资本支出涨幅虽然是13家企业中最低，但是金额方面却是“一骑绝尘”，达到了420亿美元。
在2021Q4业绩说明会上，台积电表示2022年的资本支出预算将设定在400-440亿美元之间，其中70%-80%资本预算将用于先进制程工艺（2nm、3nm、5nm和7nm），10%左右将用于先进封装，10%-20%左右用于特色工艺。
先进制程方面，台积电2nm 制程技术将在 2025 年量产；3nm预计在2022下半年量产；美国亚利桑那5nm Fab 21厂处于施工阶段；高雄7nm厂计划2024年投产。在成熟制程方面，台积电南京厂在2021年4月就迎来了一轮扩产，2022年也将继续扩大生产规模；熊本28/22nm厂，计划2022年开始建设，2024年底开始量产。
 

联电
联电2022年预计资本支出达30亿美元，增幅为71%。据了解，联电在线上法说会上透露，资本支出将主要用于南科Fab 12A P6厂扩展计划，其中90%将用于12英寸晶圆、10%用于8英寸晶圆产能。
针对主要产区扩充进度，联电表示，南科Fab12AP5厂区扩产的1万片产能，将在第2季到位，厦门12英寸厂也将增加1万片产能。不过，南科P6厂区扩产进度有些延迟，将会持续努力、缩短进程，目前仍预计明年第2季陆续投产，产能则由原先规划的2.75万片，上调至3.25万片。
值得一提的是，近日苏州疫情使得联电苏州子公司和舰芯片停工，但已于2月24日起恢复生产。TrendForce集邦咨询认为，从营收来看，由于八英寸晶圆售价相对较低，因此本次事件对联电全年影响落在约0.3%内。
 

格芯
格芯2022年预计资本支出达45亿美元，增幅达到155%，增幅排名第二。
据台湾《经济日报》此前报道，格芯首席财务官David Reeder预估，到2023年底完成扩大资本支出，根据当前数据估算，届时出货量将达到320万片左右。2021年的资本支出预估约为20亿美元，今年预估45亿美元，2023年预估20亿美元。
为了满足旺盛的产能，去年3月，格芯宣布2021年将投资 14 亿美元帮助美国、新加坡与德国三座晶圆厂，帮助上述工厂在 2022 年提高 12 nm至 90nm芯片产能。6月格芯再次表示将斥资 60 亿美元扩大其在新加坡、德国和美国的工厂的产能。
 

世界先进
世界先进2022年预计资本支出8.65亿美元，增幅达81%，其中75%用于晶圆五厂并购与扩产，20%用于三厂，5%用于其他厂区维修所需。
据钜亨网今年年初报道，世界先进宣布向友达购入的L3B厂房及厂务设施，已完成交割。据悉，世界先进于去年以9.05亿元新台币（约合人民币2.07亿元）的价格购买友达位于台湾竹科的L3B 厂房及厂内相关设施，成为世界先进晶圆五厂。据悉，此次收购L3B将在未来每月提供40000片8英寸产能，世界先进月产能将突破28万片，更加巩固全球最大的8英寸纯晶圆代工商的地位。
 

不认输的台湾存储产业

神奇的是，在存储领域，三星、SK 海力士和美光三大内存供应商皆未上榜，反而两家中国台湾存储“榜上有名”，华邦电子以367%的增幅位列第一，南亚科技则以148%位列第三，从某种层面上说，台湾存储产业或许从未认输，一直在摸索着前进。
中国台湾存储产业在上世纪末也曾有过高光时刻，还下血本试图发展存储产业，然而2007年全球金融危机爆发，内存产量供过于求，价格全面崩盘，台湾DRAM产业至此崩盘，存储企业转型的转型，被收购的被收购。虽然已是“一地鸡毛”的局面，但台湾似乎从未放弃过。
 

华邦电子
从IC Insights数据来看，华邦电子2022年预计资本支出达16.45亿美元，增幅为367%。
去年3月，华邦电子董事会决议通过12英寸晶圆厂资本支出预算案，核准资本预算约新台币131.27亿元，主要用于项目建设及扩充产能所需生产设备、实验室设备、测试设备等采购。
据台媒《财经新报》报道，总经理陈沛铭表示，高雄路竹新厂预计2022年1月装机，第二季试车，第三季开始试产，第四季进入大量生产。整体而言，2022年底将达第一阶段1万片月产能，预计2023年后有大幅产能开出。
与此同时，也有消息传出华邦电子酝酿启动高雄厂第二阶段1万片的扩产规划，但由于第一期投产进度仍在如火如荼推进中，华邦电子也可能采取分阶段3,000片、5,000片等分批扩充的模式，具体进度将有待董事会拍板定案。
 

南亚科技
南亚科技预计2022年资本支出达10亿美元，涨幅达148%。
2021年年初，南亚科技曾宣布将斥资新台币3000亿元在新北市泰山南林科技园区投资兴建12英寸先进晶圆新厂，计划于2021年底动工，2023年底完工，2024年开始第一阶段量产。根据相关报道显示，此座厂房将采用南亚科技自主研发的10nm级制程技术生产DRAM芯片，及规划建置EUV极紫外光微影生产技术，月产能约为45,000片晶圆。
 

欲卷土重来的昔日霸主

在上述13家企业中，英特尔算是比较特殊的存在，从IC Insights数据来看，2022年英特尔预计资本支出达270亿美元，仅次于台积电的支出，增幅为44%。
作为曾经芯片产品的霸主，英特尔近几年的成绩可以说不是很理想理想，在此前IC Insights发布的全球销售额超过 100 亿美元的17家半导体公司中，只有英特尔一家销售额是下降的。不仅如此，在2月15日市场收盘时，AMD 以约1977.5 亿美元的市值在公司历史上首次超过英特尔。

在Pat Gelsinger于去年重回英特尔担任CEO之后，英特尔的动态也是相继增多，尤其在代工领域，试图挽回霸主之位。
2021年英特尔提出了IDM 2.0策略，并在亚利桑那州投资200亿美元建造两家晶圆代工厂。2022年1月，英特尔再次宣布要在俄亥俄州投资200亿美元打造全球最大的晶圆生产基地，在发布会上，Patrick Gelsinger 表示，未来10年，公司在俄亥俄州的总投资将超过1000亿美元，还会再建6家工厂，从而打造世界上最大的芯片制造基地之一。除了建造晶圆厂外，英特尔已以 54 亿美元现金从Migdal Haemek 收购世界第九的晶圆代工企业Tower Semiconductor。
据了解，截至目前，英特尔已经买下了以色列公司前 10 名中的四名——2016 年150 亿美元的 Mobileye、2019 年 20 亿美元的 Habana Labs、2020 年 10 亿美元的Moovit 和 近日的Tower。据Calcalist 报道，Pat Gelsinger承诺在不久的将来，英特尔将在以色列购买更多的公司。此外，PatGelsinger还决定公司将停止追寻市场的新趋势，专注于传统计算部门。
 

写在最后

从当前局面来看，芯片产业依旧热门，供不应求的情势未有所改善，因此半导体企业加大资本支出以扩充产能是理所应当的。但考虑到整体经济和关键电子产品的需求都会影响半导体市场增长率，一旦需求放缓就可能导致产能过剩。因此，目前的情况虽然并不预示近期半导体产能过剩，但未来几年还有待观察。