近來因為中芯率先突破7nm製程、與美國積極促成亞洲晶片大廠「四方聯盟」(Chip4)等話題,讓半導體產業及設備市場再起波瀾。根據TrendForce最新研究預估,以全球各區域12吋約當產能看來,預估到了2025年台灣占比約43%,接續為中國大陸27%、美國8%、南韓12%;7nm(含)以下先進製程產能方面,截至2025年台灣占比約69%、南韓18%、美國12%、大陸1%。相較2022年的格局,顯見美國未來3年將提升先進製程產能占比,而大陸則以成熟製程為主軸。
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大陸晶圓代工廠中芯國際(SMIC)在2020年即已利用當時採購的機台研發,開始發展DUV曝光的N+2(7nm)製程技術。 |
由於美國國會即將在八月進入休會期,上週參眾議院已火速通過全名為「晶片和科學法案」的《美國晶片法案》,只待總統簽署後即正式生效。該草案不僅涵蓋晶圓製造研發與建廠補助、稅務優惠補貼等,同時提出附加限制條款,擬針對獲美國補貼的公司,限制獲補助期間不得在大陸投資28nm以下製程技術,以確保能如其想像中,保護美國半導體競爭力。但TrendForce也表示,目前同時於美國、大陸投資擴產/廠的半導體公司,僅有台積電(TSMC)與三星(Samsung),未來該法案將如何限制兩家業者於大陸投資,值得持續關注。
且美方《實體清單》早已明文禁止將可用於1Xnm及以下先進製程等美國技術,售予被列入清單的公司,所以多數大陸晶圓代工業者便轉向積極擴充28nm及以上成熟製程技術,同時培植自製半導體設備,企圖達成全非美系製造產線。但依TrendForce坦言,現階段美系設備商仍掌握部分半導體製程關鍵機台,尤其是在7nm以下先進製程,仍必須採用美系設備方能製造,短期內要達成全非美系產線的難度相當高。
例如大陸晶圓代工廠中芯國際(SMIC)在2020年被列入《實體清單》前,即已利用當時採購的機台研發,開始發展DUV曝光的N+2(7nm)製程技術,於近期已正式量產供貨挖礦相關晶片。但依TrendForce調查,由於7nm(含)以下晶片已逼近物理極限,若採用DUV而非轉用EUV技術,將需要經歷更複雜的製作程序,而影響其良率與成本表現;加上挖礦晶片的結構,比起其他邏輯晶片較為簡單。該製程產線欲生產更複雜的邏輯晶片難度恐怕相當高,且在美系設備出貨仍然受到限制的狀況下,N+2(7nm)製程的量產規模將極為有限。
綜上所述,TrendForce認為,美方除透過晶片法案積極培植國內產線外,更頻頻藉由附加限制條款,配合疫情前即已執行數年的實體清單禁令,欲提高對大陸半導體制裁的強度與深度以抑制其發展。從晶圓代工端來看,近期台積電與三星赴美投資設廠以5nm先進製程為主,而在大陸擴產活動則大多為28nm(含)以上成熟製程。
據TrendForce統計,現今大陸晶圓代工業者在既有設備限制下,亦較積極於擴充成熟製程產能,預估2022~2025年當地12吋約當產能占比,將從24%成長至27%,成長幅度居各區域之冠。惟若僅觀察7nm及以下先進製程,2022~2025年將以美國增幅最高,預估市占到了2025年將成長至12%。
然而,設備禁令將成為在中擴產活動之最大變數,過去川普政府雖曾透過《瓦聖納協議》要求荷蘭停止出口機台至大陸,提高設備出口難度。如今,由於中芯國際已於近期成功量產7nm製程產品,TrendForce認為,美國恐因此再度依循該協議進行遊說,擴大限制範疇至DUV ArF immersion機台,加深對中限制。若該遊說成功,不僅影響大陸往7nm(含)以下先進製程研發推進的可能性,且由於ArF immersion機台也是40/28nm擴產關鍵機台,恐將對目前大陸半導體主力製程40nm及28nm擴產活動造成影響。