八英寸晶圆厂，何去何从？

经历前两年周期性下滑后，全球半导体产业自2024年开始正在经历从底部开始的缓慢复苏。

不少调研机构和业内人士认为，当前全球半导体需求已触底回升，行业拐点已经显现。但碍于终端需求此消彼长，行业库存持续去化，当前的行业回暖并不是一种爆发式增长，而是呈现出一种温和的“弱复苏”态势。

反映到上游晶圆产能上，业界正表现出8英寸晶圆需求不振，12英寸率先回温的迹象。

TrendForce集邦咨询给出的数据显示，从2022年Q4开始，几乎所有代工厂的8英寸产能利用率都开始下滑，并且在2023年Q4达到了谷底，2024年仍未看到复苏趋势。相比之下，12英寸产能利用率虽没达到满载状况，但在过去几个季度没有大幅下滑，2024年率先开始回温。

在前不久的国际RF-SOI论坛上，沪硅产业常务副总裁李炜博士在接受采访时直言：“这一次的产业周期调整，很有可能会是8英寸从此走出历史舞台的一个转折点。”

一、晶圆厂产能利用率，结构性分化

自2023年以来，晶圆代工行业正面临产能利用率的重大挑战。

2023年第四季度，全球主要晶圆代工厂的平均产能利用率约为74%。为了提高产能利用率，代工厂采取了降价的紧急行动。

其中，8英寸晶圆代工成熟制程的厂商受到最大冲击，专注于该领域的企业因为IDM和IC设计厂商的过度下单导致库存积压。随着一些产品转向12英寸，8英寸晶圆代工厂的产能利用率一直维持在较低水平。

据群智咨询报告显示，2024年第三季度，主要晶圆厂平均产能利用率回升至80%左右。专注于先进制程的12英寸，由于AI芯片及高性能计算需求稳健、先进制程产能利用率较为饱满；成熟制程方面，随着消费电子需求逐渐恢复，产业链基本完成库存去化。

总的来看，当前业界12英寸产能需求饱满，8英寸晶圆价格调整告一段落，但产能利用率仍未稳定。

从国内晶圆代工巨头中芯国际的财报中也能看到这一变化趋势：2022上半年，中芯国际产能利用率还为满载状态，但到2022年第四季度，中芯国际的产能利用率下滑至79.5%；2023年这一现象仍在持续，全年产能利用率约75%，相比2022年第四季度再度出现下滑。直到2024年上半年，中芯国际产能利用率才有所回升，第一季度提升至80.8%，第二季度提升至85.2%。尽管公司的产能利用率有所恢复，但与高峰时期相比，产能利用率仍处于低位。

产能利用率作为衡量产能消化与市场景气度的一项关键指标，从以中芯国际为例的晶圆代工厂的产能波动以及产品单价的下滑来看，能看到整个行业供需关系的变化势头。

二、12英寸晶圆厂，大势所趋

随着全球半导体行业的竞争加剧和技术的不断进步，正经历一场由技术革新和市场需求驱动的产能扩张。

尽管市场不断传出英特尔等半导体大厂推迟美国晶圆厂投运的消息，但是随着市场需求逐渐回温，以及AI等高性能应用驱动，全球晶圆厂，尤其是具备更高生产效率和经济效益的12英寸晶圆厂的投资热潮仍在继续。

行业内的领军企业如台积电、英特尔、联电、世界先进、力积电、中芯国际、华虹等纷纷加大投入，竞相释放其产能，以满足市场日益增长的需求。

1. 台积电全球布局12英寸晶圆厂

8月，台积电德国新晶圆厂ESMC举行动工仪式，预计今年年底动工，目标2027年底投产。该项目投资额超过100亿欧元，预计月产能为4万片12英寸晶圆，采用台积电28/22纳米平面CMOS和16/12纳米FinFET工艺技术。

此前，台积电位于日本熊本的首座晶圆厂于2023年2月24日正式启用，将于今年第四季度开始量产，采用28/22nm和16/12nm制程技术，月产能为5.5万片12英寸晶圆。第二座晶圆厂位于熊本，预计将于今年年底开工，2027年底投入运营，目标是6/7nm节点。9月初，台积电计划在日本建设第三座晶圆厂，预计2030年后建成。

此外，台积电位于中国台湾新竹（Fab 20）和高雄（Fab 22）的2nm晶圆厂也计划于明年开始量产。

在美国，台积电位于亚利桑那州的第一座12英寸晶圆厂计划于2025年上半年开始生产采用4nm技术的芯片；第二座晶圆厂将采用下一代纳米片晶体管生产3nm和2nm芯片，生产将于2025年开始。第三座晶圆厂的建设计划也在进行中，预计将于2028年开始生产采用2nm或更先进工艺的芯片。

2. 世界先进的新加坡12英寸晶圆厂获批准

9月，世界先进和恩智浦联合宣布，其位于新加坡的12英寸晶圆厂合资企业已获得监管机构批准。这家合资企业名为VSMC，将于今年下半年开始建设其首座12英寸晶圆厂。世界先进预计2027年开始试生产，2029年有望实现盈利。据悉，新晶圆厂制程节点为0.13um～40nm，月产能达5.5万片，主要应用为电源管理、模拟、混合信号等工业及车用产品为主，少部分为消费类产品。在其实现大规模生产后，双方可能会考虑建造第二座晶圆厂。

公开资料显示，世界先进长期耕耘8英寸晶圆厂，其在中国台湾建有4座8英寸厂房，新加坡则有一座，但客户逐步将产品转往12英寸厂，驱动世界先进采取新举措。

3. 力积电兴建两座12英寸晶圆厂

今年9月，力积电与印度塔塔集团旗下塔塔电子于新德里签订了双方合作最终协议，力积电将提供技术授权协助塔塔电子建设印度首座12英寸晶圆厂，并移转成熟制程技术以及培训印度员工。根据双方协议，这座12英寸晶圆厂总投资额将达110亿美元，月产能5万片，主要采用力积电的成熟制程技术，计划生产电源管理、面板驱动芯片及微控制器、高速运算逻辑芯片等，主要面向车用、运算与数据存储、无线通信及人工智能等终端应用市场。

11月1日，力积电宣布其与印度塔塔集团合作建设印度首座12英寸晶圆厂计划正式启动，力积电已收到塔塔集团支付的Fab IP第一期款项，新厂设计作业将积极推进。同时，通过客户验证的高容值中介层（Interposer）也将量产交货。

5月初，力积电还宣布计划新建一座12英寸晶圆厂，以扩大先进封装产能，以支持日益增长的AI设备需求。力积电董事长表示，该公司将提供CoWoS封装技术三大组件之一的中介层。

4. 世创电子（Siltronic）新加坡新建12英寸厂

6月，德国晶圆制造商世创电子（Siltronic）耗资20亿欧元在新加坡建造的半导体晶圆工厂正式开幕。这座占地15万平方米的工厂是世创电子在新加坡的第三座晶圆制造厂，该工厂主要生产12英寸半导体晶圆，预计从投产到年底每月可生产约10万片晶圆。

5. 联电新加坡Fab 12i工厂设备安装到位

5月，联电新加坡Fab 12i扩建厂房举行设备入驻仪式，首台设备顺利抵达。联电在新加坡运营12英寸晶圆厂超过20年，2022年2月宣布计划投资50亿美元扩建Fab 12i，新增一座月产能3万片晶圆的12英寸晶圆厂，主攻22/28nm工艺，预计2026年初实现量产。

6. 东芝12英寸晶圆厂竣工

5月，东芝电子元件及存储器株式会社宣布，其新的12英寸功率半导体制造厂竣工，总投资额为1000亿日元，计划于2025年3月投产。该工厂将分两期建设，第一期将于2024财年内投产。一旦全面投入运营，东芝的功率半导体产能将是2021年的2.5倍。设备安装正在进行中，预计将于2024财年下半年实现量产。

7. 瑞萨电子重启12英寸甲府工厂

4月，瑞萨电子正式重启此前已经关闭的甲府工厂。据悉，瑞萨电子于2022年宣布斥资900亿日元，将该工厂改建为12英寸晶圆厂，以应对功率半导体领域持续攀升的需求。该工厂目前洁净室面积18000平方米，将于2025年开始量产IGBT、MOSFET等功率器件，翻倍瑞萨电子整体的功率半导体产能。

8. 德州仪器新建三座12英寸晶圆厂

德州仪器目前正在扩大其12英寸产能，以满足未来对模拟和嵌入式处理芯片的需求。

TI计划在未来几十年投资300亿美元建设多达四个互连的晶圆厂（SM1、SM2、SM3、SM4）。根据其2022年路线图，TI将在2030年前建成六座12英寸晶圆厂，位于德克萨斯州理查森的RFAB2和LFAB（从美光收购）已分别于2022年和2023年开始生产；谢尔曼的两座晶圆厂已于2023年竣工，另有两座晶圆厂计划于2026年至2030年间建成。

除了上述计划外，TI还宣布将于2023年2月在犹他州莱希市建设第二座12英寸晶圆厂，毗邻现有12英寸晶圆厂，预计2026年开始生产，专注于生产模拟和嵌入式处理芯片。建设完成后，这两座晶圆厂将合并为一座。8月16日，德州仪器宣布获得美国CHIPS法案16亿美元资助，这笔资金将用于建设SM1晶圆厂的洁净室并完成中试产线、建设LFAB2晶圆厂的洁净室以开始生产，以及建设SM2晶圆厂的外壳。

9. GlobalFoundries加大美国和葡萄牙厂投资

2月，美国政府宣布向GlobalFoundries提供15亿美元补贴，根据与美国商务部的初步协议，GlobalFoundries将在美国纽约州马耳他建立新的半导体制造工厂，并在同一地点扩建现有的Fab 8工厂。该工厂将利用GlobalFoundries在德国和新加坡工厂已经实施的制造技术来生产汽车芯片，有效地将成熟节点技术引入Fab 8。

今年2月，GlobalFoundries还宣布与Amkor Technology合作，在葡萄牙建设大型封装工厂。该公司计划将德累斯顿工厂的12英寸晶圆级封装生产线转移到葡萄牙波尔图的Amkor工厂，旨在建立欧洲首个大型后端工厂。GlobalFoundries将保留转移到波尔图的工具、工艺和IP的所有权。

与此同时，中国12英寸晶圆生产线也在迈入新阶段。中芯国际、华虹、华润微电子、增芯科技、粤芯半导体等企业在12英寸晶圆生产领域均取得新进展。

• 中芯国际预计，年底其每月12英寸晶圆产能将增加6万片。

• 华虹无锡12英寸新厂建设正在加快，首台设备已于8月22日安装完毕，预计各工艺平台的试生产及工艺验证将在今年年底到明年年初全面铺开。据悉，该项目聚焦车规级芯片制造，建设月产能8.3万片12英寸特色工艺生产线，将利用新生产线进行工艺平台的持续技术迭代。

• 华润微电子深圳12英寸晶圆厂目前已进入设备安装调试阶段，预计2024年底投产，建成后年产能48万片，产品主要应用于汽车电子、新能源、工业控制、消费电子等领域。

• 增芯科技12英寸晶圆制造生产线正式投产。

• 粤芯半导体三期项目将新建每月产能4万片的12英寸集成电路模拟特色工艺生产线，力争2024年实现固定资产投资40亿元以上，确保三期2024年建成投产。

• 晶合集成三期项目投资总额为210亿元，计划建设12英寸晶圆制造生产线，产能约5万片/月，重点布局55nm~28nm显示驱动芯片、55nm CMOS图像传感器芯片、90nm电源管理芯片、110nm微控制器芯片及28nm逻辑芯片，产品应用覆盖消费电子、车用电子及工业控制等市场领域。

综合行业厂商建厂趋势，以及AI高性能计算、汽车应用等强劲需求。据SEMI报告预计，全球12英寸晶圆厂产能预计到2026年将增加到每月960万片，创历史新高。其中，中国大陆12寸晶圆产能全球占比提高到25%，达到240万片/月。

对应到设备端，SEMI表示，2027年12英寸晶圆厂设备支出将在2025年首次突破1000亿美元，到2027年将达到创纪录的1370亿美元。

三、为何纷纷投向12英寸

多年来，随着晶圆制造技术的不断更新迭代，8英寸和12英寸晶圆已成为Foundry厂的主流配置。

但随着应用场景、芯片类别和客户需求的不断提升，12英寸晶圆厂的建设逐渐成为半导体制造的主流选择。据SEMI数据显示，自2011年起，在全球不同尺寸晶圆中，12英寸晶圆总出货量市占率超过50%，且自2014年起稳定在60%以上，随着AI、汽车电子、通信等高端行业的发展，12英寸晶圆代工市场规模将继续迎来增长。

那么，相较于8英寸，12英寸晶圆为什么如此重要？

• 降低单位芯片成本：硅片尺寸越大，单个硅片上可制造的芯片数量就越多，单位芯片的成本随之降低。在相同制程和良率条件下，12英寸晶圆能生产的芯片数量是8英寸的2倍多，从而摊薄了固定成本，提高了利润率和生产效率。

• 提高芯片性能：随着半导体技术的进步，芯片的集成度越来越高，需要更精密的工艺和更大的面积来实现更多的功能。12英寸晶圆相比于8英寸晶圆，不仅可以容纳更多的芯片，还可以制造更复杂、更高性能的芯片。例如，在CIS领域，12英寸晶圆可以实现背照式技术，提高图像质量和感光度；在NOR Flash领域，12英寸晶圆可以实现更小的存储单元和更高的存储密度；在BCD领域，12英寸晶圆可以实现更高的电压和电流驱动能力。

• 满足市场需求：随着5G、物联网、人工智能、汽车电子等新兴领域的快速发展，对于高端、高性能、低功耗、大容量等特点的芯片需求不断增加。这些领域对于芯片制程和工艺要求较高，需要使用12英寸晶圆来生产。

能看到，12英寸晶圆的成本效益高，全球各大芯片厂商也在兴建12英寸晶圆厂。因此，12英寸晶圆是芯片产业的未来之争，谁能掌握12英寸晶圆的制造和加工技术，谁就能占据芯片市场的制高点。

回顾过往，自疫情爆发以来，全球半导体业呈现出异常红火的局面，特别是2020年到2022年，各种芯片供不应求，8英寸晶圆产能的市场需求非常火爆。但从2022年下半年开始，这股芯片热快速降温，进入2023年以来，各种芯片全面过剩，8英寸晶圆产能不再像过去几年那么火爆了。

在全球芯片行业竞争加剧形势下，台积电、三星等行业巨头主动降价抢占市场，国产芯片为应对全球竞争只能选择“以价换量”来应对，这就造成产品单价下滑，全球市场都是如此。据公开数据显示，2024年上半年，中芯国际晶圆平均单价约6724元/片，去年同期该项单价为8029元，平均单价下滑了16.3%。

延伸至上游，硅晶圆市场在过去几年中也呈现出不景气态势，对此有行业专家向笔者指出了几点原因：

• 库存积压待消耗：过去一段时间，半导体行业经历了需求波动，企业为满足生产曾大量采购硅晶圆，导致库存水平升高。进入2024年，企业需要先消耗库存，从而减少了对新的硅晶圆的采购，这在一定程度上抑制了出货量。

• 库存管理策略变化：企业为降低库存成本和风险，更加谨慎地管理库存，依据实际订单需求采购硅晶圆，不再像过去提前大量备货，这导致短期内硅晶圆的采购量减少，出货量随之下降。

• 细分领域需求不平衡：尽管数据中心、人工智能等领域对半导体的需求强劲，推动了部分晶圆产品的需求增长，但其他一些应用领域，如消费电子、工业，甚至汽车等领域，由于库存调整等原因需求较弱，整体需求的不平衡导致硅晶圆出货量受到影响。

• 晶圆厂产能利用率下降：部分晶圆厂的产能利用率在2023年第四季度降至谷底，虽然之后有所回升，但整体利用率仍未恢复到较高水平。这意味着晶圆厂对硅晶圆的生产需求减少，从而影响了硅晶圆的出货量。产能利用率下降可能是由于市场需求的不确定性、产品技术升级换代等因素导致的。

四、8英寸晶圆，明日黄花？

当前，针对8英寸和12英寸晶圆的复苏现状，沪硅产业常务副总裁李炜博士表示，从最近两季度来看，12英寸硅片销量持续上升，今年上半年新晟公司订单量同比增加了约70%，销售额增长接近50%。虽然单价跌了，但12英寸当前的形势比想象中稍好。预计明年会创下12英寸单月出货量最高纪录。

正如SEMI数据预测，2025年全球硅晶圆出货量将重返增长轨道。尤其是随着AI、高性能计算等新兴技术和半导体行业的发展，越来越多的新半导体晶圆厂正在建设中或扩大产能，这将为硅晶圆的出货量提供产能支持。同时，先进封装与HBM生产的新应用也将提升12英寸硅晶圆的消耗量。

然而，与12英寸晶圆复苏趋势不同，8英寸市场表现则力不从心。SUMCO指出，第二季度逻辑IC和存储器的12英寸硅片需求已于第一季度底部回升，但8英寸晶圆需求仍然疲软。

李炜博士也表示，8英寸到目前还没有看到底，在今年二季度的时候感觉消费电子市场在稍微转好，但四季度来看仍需求不足。因此，李炜博士指出：这一次的产业周期调整，很有可能会是8英寸从此走出历史舞台的一个转折点。

他认为，集成电路行业，每碰到一个大的产业调整的时候，就会把落后产能剔除出去。因为此前在大家日子都好过的时候，要把一个赚钱的8英寸厂给停掉是不容易的。而现在随着周期波动和供需关系调整，8英寸产线出现利用率低、以价换量、复苏难等诸多挑战，在赚不到钱的情况下，给了晶圆厂停掉8英寸线的契机和理由。

回顾此前6英寸走出历史舞台，大概就是在2008年金融危机的时间节点。

“当然，8英寸也不会快速消亡，随着经济环境和市场需求的波动，8英寸还会整体回到一个稍许繁荣的景象，但不会再回到以前的高峰期。再加上当前客户不管是什么类型产品，都优先选择12英寸工艺，因此也带动晶圆厂产能不主动向8英寸恢复，而是优先选择往12英寸恢复和靠拢。这也是为什么12英寸在持续回暖，8英寸则始终看不到底的原因所在。”李炜博士补充道。

本文来自微信公众号：半导体行业观察 （ID：icbank），作者：L晨光