全球最大的10家半导体晶圆厂,中国独占五个,遥遥领先

发布者:鹰眼银狐 2024-1-15 19:19

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半导体芯片产业链主要由设计、制造和封装测试三大环节构成,这些环节均需要显著的研发和资本投入。在制造环节,资本投入则成为主导,占据了总成本的64%,主要依赖大量的资本投入来扩大产能,进而推动收入和利润的增长。

早期,半导体行业主要采取集成器件制造(IDM)模式,即一家公司负责从芯片设计到制造、封装测试的全部流程。

随着行业的不断发展和技术迭代的加速,这种模式面临着越来越大的研发和资本压力。因此,行业开始向无晶圆厂(Fabless)和晶圆代工(Foundry)模式转型。

在这种新的分工模式下,Fabless企业专注于芯片设计,而Foundry企业则负责制造。这种转型不仅降低了芯片设计的行业门槛,还通过专业化分工提高了生产效率。

在技术层面,随着制程技术的不断提升,晶圆代工的难度也在显著增加。从光刻技术到封装测试等各个环节都需要全面的技术创新。

晶圆代工商业模式的兴起显著降低了芯片设计行业的资本门槛,推动了全球芯片设计的快速崛起。

晶圆代工流程:

资料来源:Intel

当前半导体晶圆代工行业保持着强劲的发展势头。在全球需求逐步复苏和库存水平较低的背景下,2024年需求增长和新品补库存有望为行业提供增量空间。此外,随着先进制程不断进步和市场的持续拓展,行业有望在未来创造更多的价值。

半导体晶圆代工行业具有资本密集、技术壁垒高、更新速度快和规模效应显著等特点。这些特点决定了该行业的竞争格局高度集中,全球少数几家企业占据了主导地位。

本文重点梳理了全球最大的十家半导体晶圆厂,供学习参考 !

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1、台积电(TSMC)

总市值:5250.71亿

总部:中国台湾地区

成立日期:1987年

台积电公司成立于1987年,致力于研究、开发、制造和经销集成电路(IC)相关产品。

作为全球首创的专业集成电路制造服务商,其核心代工部门涵盖制造、销售、包装、测试以及集成电路等半导体器件的计算机辅助设计和面具制作服务。此外,公司还涉足系统级芯片(SoC)的研究、开发与设计,以及固态照明设备和太阳能相关技术产品的研发、制造与销售。

公司主营业务高度聚焦,几乎全部收入和毛利均来源于晶圆制造,即晶圆代工业务。

台积电在成熟制程晶圆代工市场中拥有最大份额,特别是在32/28nm制程技术方面,处于全球绝对领先地位。

自2003年起,台积电一直占据着50%的市场份额,稳固地维持着其在晶圆代工行业的龙头地位。

2022年的数据显示,台积电与三星两家公司共同占据了晶圆代工市场72%的份额,其中台积电的营收更是占据了行业的半壁江山。

台积电在晶圆代工业务领域的成功不仅为公司带来了显著的商业成果,更重要的是深刻影响了全球半导体行业的发展趋势。

目前,台积电已覆盖下游所有头部玩家,并将主流芯片制程推进至3nm的先进水平。

作为产业龙头,台积电不仅拥有更高的定价权,还能够凭借技术优势锁定高毛利率的先进制程订单。台积电2022年的毛利率高达59.56%,自2017年以来一直维持在50%左右的高水平。相比之下,其他厂商由于成熟制程领域的激烈竞争,毛利率被限制在50%水平线之下,显著低于台积电。

资料来源:公开整理

台积电在未来的产能规划和资本支出方面持续保持领先地位。

台积电正积极布局2nm先进制程产能以及先进封装产能的扩张,以满足不断升级的市场需求和技术趋势。

在全球扩产规划上,台积电不仅在美国计划扩充先进制程产能,还将在德国、美国、日本和我国的南京等地扩充成熟制程和特殊制程产能,以实现更广泛的市场覆盖和产能布局。

与英特尔和三星等竞争对手相比,台积电的扩产投资力度最大,显示出公司在半导体制造领域的坚定决心和雄厚实力。

台积电扩产规划:

资料来源:芯八哥、国泰君安

2、格芯(GlobalFoundries)

总市值:317.48亿

总部:美国

成立日期:2008年

格芯(Global Foundries)是一家具有深远历史和重要地位的半导体晶圆代工厂商。

根据Trendforce的数据,按营收计算,2022年格芯是全球第三大晶圆代工厂。

格芯的起源可追溯到AMD的制造部门。

2009年,AMD从集成设备制造商(IDM)模式转型为无晶圆厂(Fabless)模式,将其制造部门出售给阿联酋的阿布扎比先进技术投资公司(ATIC)。

这一变革催生了格芯,尽管其作为纯代工厂商的历史并不长,但凭借AMD的技术积累和规模基础,格芯迅速崭露头角。

格芯通过战略收购不断壮大自身实力。

2010年,格芯收购了新加坡的特许半导体晶圆厂,规模进一步扩大。从而在新加坡获得了多座200mm和300mm晶圆厂,并拓展了约200个客户。这次收购标志着格芯开始向更多客户提供晶圆代工服务。

2015年,格芯进一步收购了IBM的技术开发部门和芯片制造部门,这一举措显著提升了公司在半导体技术研发和生产方面的能力。

直至2021年,格芯一直由阿拉伯联合酋长国的主权财富基金穆巴达拉投资公司私人持有。

公司在全球范围内拥有多个晶圆制造厂,包括新加坡的四家200mm晶圆制造厂、德国和新加坡各一家300mm晶圆制造厂以及美国的三家制造厂(包括佛蒙特州的一家200mm晶圆制造厂和纽约的两家300mm晶圆制造厂)。这些制造厂为格罗方德提供了强大的产能支持,使其能够满足全球客户的需求。

格芯主要关注更成熟的工艺技术,这使其在特定市场领域具有独特竞争优势。

格芯与众多知名半导体公司保持着紧密的合作关系,如AMD、Broadcom、高通和STMicroelectronics等。

展望未来,格芯将继续致力于技术创新和产能扩张,以满足全球市场对高性能、低功耗芯片的不断增长需求。

3、联电(UMC)

总市值:198.80亿

总部:中国台湾地区

成立日期:1980年

联华电子股份有限公司(简称联电),自1980年成立以来,一直是中国台湾地区半导体产业的佼佼者。

联电不仅是中国台湾地区首家提供晶圆制造服务的公司,更是中国台湾地区首家上市的半导体公司(1985年)。

联电专注于半导体代工业务,广泛提供互补式金属氧化物半导体逻辑晶圆、混合信号晶圆、射频互补金属氧化物半导体晶圆、嵌入式存储产品、高压集成电路以及互补金属氧化物半导体图像传感器等多样化产品。

1995年,联电与美国和加拿大的11家IC设计公司合作,共同成立了联诚、联瑞、联嘉三家晶圆代工厂。

尽管联电与台积电在起步时间上相近,并曾一度展现出与台积电相抗衡的实力,但随着时间的推移,两者之间的差距逐渐拉大。

当前联电仍是全球半导体晶圆代工领域的重要参与者。

为了进一步提升产能和技术实力,联电在2022年2月宣布将在新加坡原Fab12i厂旁扩建P3新厂。该厂主要配备22/28nm工艺产线,总投资金额达50亿美元。一期规划产能为每月3万片晶圆,预计于2024年底投产。这一新厂的规划产能约占联电当前在新加坡总产能的24%,有望为公司的未来发展注入新的动力。

2022年,联电营业收入达到91亿美元。根据Trendforce的数据,2023年第二季度,按营收计算,联电(UMC)是全球第四大晶圆代工企业,占据全球晶圆代工市场6.6%的份额。

联电的主要产能集中在中国台湾地区,但也在亚洲其他多个国家和地区进行了产能布局。

4、中芯国际(SMIC)

总市值:1370.00亿

总部:中国

成立日期:2000年

中芯国际是全球领先的集成电路晶圆代工企业之一,同时也是中国大陆集成电路制造业的佼佼者。

中芯国际总部位于上海,并在全球范围内建立了多个制造和服务基地。目前,公司在上海、北京、天津和深圳运营着三座8吋晶圆厂和三座12吋晶圆厂,同时在上海、北京和深圳还各有一座12吋晶圆厂正在建设中。此外,中芯国际在美国、欧洲、日本和中国台湾等地设立了营销办事处,以更好地服务全球客户,并在中国香港设有代表处。

中芯国际专注于多种技术节点和不同技术平台的集成电路晶圆代工业务,同时提供设计服务、IP支持以及光掩模制造等配套服务。公司凭借其卓越的工艺制造能力、产能优势以及完善的服务配套,为全球客户提供从0.35微米到14纳米不同技术节点的晶圆代工与技术服务。

在巨额资本投入的压力下,联电和格罗方德已退出先进制程竞争。联电在2017年宣布将专注于成熟制程,而格罗方德也在2018年末决定暂缓7nm制程研发,转而投资相对成熟的制程服务。

如今,先进制程领域的领跑者仅剩台积电、三星和英特尔,而中芯国际作为持续投入的赶超者,也加入了这场竞争。

中芯国际正积极扩大产能,现有规划在建的产能共计30万片/月,均为12英寸28纳米节点及以上技术节点。其中,深圳项目已投产,北京项目进入试产阶段,上海临港项目也将投产,而天津西青项目也已开始土建工作。此外,中芯京城二期项目将根据客户及市场需求变化适时启动,存在超预期的可能性。

中芯集成计划在未来二至三年内投资超过200亿元,并打算在绍兴滨海新区投资建设三期12英寸特色工艺晶圆制造中试线项目,该项目总投资额为42亿元,月产能为1万片。

另外,中芯集成的子公司中芯先锋还与绍兴滨海新区管理委员会签订了协议,计划在三期中试线项目的基础上,在未来两到三年内再投资222亿元,将月产能扩大至10万片。

5、三星(Samsung)

总市值:2757.82亿

总部:韩国

成立日期:1969年

三星电子是一家多元化的电子集团,生产和销售各种产品,包括智能手机、半导体芯片、打印机、家用电器、医疗设备和电信网络设备。其一半以上的利润来自半导体业务,另有25%来自其手机业务,尽管这些百分比因每项业务的命运而异。

三星是世界上最大的智能手机和电视制造商,这有助于为其组件业务(例如存储芯片和显示器)提供基本需求,也是全球最大的智能手机和电视制造商。

三星电子自2005年涉足晶圆制造业务,建立了其首条晶圆生产线。随后的技术跃进中,三星在2011年实现了HKMG技术的量产,2015年进一步推进至FinFET技术的量产,2016年更是成功实现了10nm技术的量产。

到了2017年,三星的代工业务独立于公司的产品部门,开始自主运营,两年后,在2019年,三星成功实现了7nmEUV技术的量产,标志着其在先进制程技术上的又一重要里程碑。

三星在先进制程技术上的发展蓝图已经铺展至2027年。目前,三星已经开始着手3nm SF3E技术的生产,并计划在2025年进一步推进至2nm技术,到2027年更是瞄准了1.4nm的制程技术。

与台积电相比,三星在良率上的突破显得相对缓慢。以4nm节点为例,台积电的良率已经达到了80%,而三星的良率则徘徊在60-70%之间。即使在3nm节点上,虽然三星率先采用了GAA新技术,但在良率方面仍未能完全超越台积电的FinFET技术。这意味着,在先进制程技术的竞赛中,三星不仅需要继续推进技术研发,还需要在良率提升方面下更多功夫,以确保其在市场上的竞争力。

6、华虹公司(Hua Hong Group)

总市值:683.03亿

总部:中国

成立日期:2005年

华虹半导体,作为国内领先的特色工艺晶圆代工企业,以其全面的特色工艺平台覆盖而闻名于业内。

作为全球特色工艺纯晶圆代工的佼佼者,华虹半导体不仅专注于差异化工艺平台如嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟及电源管理和逻辑及射频,还以其卓越的质量管理体系满足了汽车电子芯片生产的严格要求。

作为华虹集团的一员,华虹半导体继承了集团在集成电路制造领域的优良传统,并拥有“8英寸+12英寸”生产线的先进工艺技术。

华虹半导体的特色工艺平台从工艺到产品均具备全面的覆盖能力。公司始终坚持布局与持续发展特色工艺技术平台,在8英寸和12英寸晶圆代工平台上,分别覆盖了从0.35μm至90nm和90nm到55nm的工艺节点,为客户提供包括嵌入式/独立式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理、传感器等各类工艺平台产品的晶圆代工服务。

展望未来,华虹宏力无锡扩产项目将成为公司新的增长动力。该项目总投资高达67亿美元,预计月产能将达到8.3万片,并计划于2025年投产。假设项目于2024年开始逐年增加产能,每年增加2.8万片/月,并在2026年达到满产状态,预计每年将带来大量的设备支出。除了投入无锡项目外,公司还将投资45亿元用于8英寸厂的优化升级和创新研发项目,这将有望进一步提升公司的产能利用率。

华虹半导体凭借其全面的特色工艺平台覆盖、卓越的质量管理体系以及不断拓展的特色工艺技术,在国内乃至全球晶圆代工领域均占据了领先地位。随着无锡扩产项目的推进和8英寸厂的优化升级,公司的未来发展前景更加广阔。

7、力积电(Powerchip Technology)

总部:中国台湾地区

成立日期:1994年

力积电的全称是力晶积成电子制造股份有限公司,1994年,力晶半导体成立,公司隶属于力晶集团,后来该公司的企业资产都转让给了力积电公司,2008年经过改制重组,力晶积成电子制造股份有限公司正式成立,公司总部位于中国台湾地区新竹市。

力积电专注于半导体元件与集成电路等高端电子产品的设计与制造。

在DRAM产业中,力积电更是树立了卓越的标杆,其市场地位举足轻重。

尽管与业界巨头台积电存在一定的业务竞争,但双方亦不乏合作佳话,例如在DRAM技术上共同研发了具有划时代意义的第二代4Gb DDR3 SDRAM技术。

力积电拥有并运营多座先进的晶圆制造厂,不仅是中国台湾地区存储器芯片制造的佼佼者,更跻身全球晶圆代工领域的前六强。

8、世界先进(Vanguard International Semiconductor)

总部:中国台湾地区

成立日期:1994年

世界先进积体电路股份有限公司(简称“世界先进”),自1994年12月5日在中国台湾地区新竹科学园区成立以来,一直致力于制程技术的创新和生产效能的提升。

通过为客户提供最具成本效益的完整解决方案及高附加价值的服务,世界先进已确立了在“特殊积体电路制造服务”领域的领导地位。

目前,公司在中国台湾地区和新加坡共运营着五座八吋晶圆厂,2023年的平均月产能高达约27.9万片八吋晶圆。

据日经网最新报道,世界先进正筹备在新加坡建设旗下首座12寸晶圆厂,预计投资至少20亿美元。新厂将主要服务于汽车、工业等领域,并有望在2026年完工并投入试产。

这一重要举措不仅将进一步提升世界先进在全球半导体市场的竞争力,同时也将有力推动新加坡半导体产业的发展。

世界先进发展历程:

资料来源:世界先进官网

9、高塔半导体(Tower Semiconductor)

总市值:32.29亿

总部:以色列

成立日期:1993年

高塔半导体(Tower Semiconductor Ltd.),成立于1993年,总部位于以色列的米格达勒埃梅克。

作为以色列模拟集成电路制造的佼佼者,在全球半导体领域具有举足轻重的地位。其创新解决方案广泛应用于汽车电子、通信、工业、医疗及消费类电子等多个领域,为全球客户提供了卓越的服务。

作为一家纯粹的半导体代工厂, 高塔半导体专注于依据客户的独特设计规格精准生产集成电路(IC)。其产品线遍布众多细分市场,从消费电子产品、个人电脑,到通信设备、汽车制造,乃至工业和医疗设备,均可见高塔半导体的身影。

通过位于日本的先进制造工厂以及与全资子公司的紧密协作,高塔半导体实现了高效、精准的IC生产。

英特尔曾宣布以每股53美元的价格收购高塔半导体,但由于监管机构的审批延误,双方于今2023年8月决定终止收购协议。根据协议条款,英特尔向高塔半导体支付了3.53亿美元的分手费,这一事件也引发了业界对半导体行业未来格局的广泛关注。

10、英特尔(Intel)

总市值:1986.58亿

总部:美国加利福尼亚州

成立日期:1968年

英特尔公司作为全球首屈一指的个人计算机零件和CPU制造商,涵盖计算机产品与技术的设计、制造与销售等全方位服务。

英特尔在晶圆制造领域也占据重要地位,是全球少数掌握10nm以下先进制程技术的企业之一。其晶圆厂遍布全球,包括美国本土的4家制造厂、1家测试厂和1家封装厂,爱尔兰、以色列和中国大连也设有制造基地。

此外,在中国、哥斯达黎加、马来西亚、菲律宾和越南等地还设有封测设施。这些晶圆厂主要为英特尔自身的芯片生产服务,确保其产品工艺始终处于行业前沿。

英特尔严格按照摩尔定律进行研发,并且在晶体管密度上超越了台积电和三星的7nm工艺,成为全球量产工艺中的佼佼者。此外,英特尔还制定了激进的先进制程进度规划,计划在4年内推出5个节点,其中2nm工艺的推出时间甚至比台积电还要早。

目前,Intel 7(10nm)已经量产,Intel 4(7nm)也已投产并正在努力提高产量,充分展现了英特尔在半导体制造领域的强大实力。#半导体##半导体芯片##中芯国际##集成电路##科技##财经#

英特尔扩产规划:

资料来源:科技新报

结语

晶圆代工打破了传统的垂直整合模式(IDM),促成了晶圆代工与IC设计相结合的新模式。随着时间的推移,半导体行业的垂直分工成为主流趋势,新进入者大多选择拥抱无晶圆厂(Fabless)模式,而部分IDM厂商也逐渐向Fabless或轻资产(Fablite)模式转型。

当前中国大陆晶圆代工行业市场保持高速增长。尽管中国大陆晶圆代工行业起步较晚,但在国家政策的支持下,随着国内经济的发展和科学技术水平的提高,以及终端应用市场规模的扩大,国内芯片设计公司对晶圆代工服务的需求日益提升,中国大陆晶圆代工行业实现了快速的发展。依托于中国是全球最大半导体应用市场以及半导体产业链逐渐完善,预计未来中国大陆晶圆代工行业市场将持续保持较高速增长趋势。

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