2023年百厂投资：半导体资金流向

晶圆厂、封装、测试和组装以及研发都在 2023 年吸引了大量资金。公司将资金投入到印度和马来西亚等离岸地点，以获得更多的劳动力和更低的成本，同时还与政府合作，以确保国内供应链的安全。

展望未来，随着新兴技术吸引消费者和市场的兴趣，人工智能 (AI)、量子计算和数据应用似乎将利用这些投资。接下来分析一下 2023 年 100 多个著名芯片行业设施/晶圆厂投资。

半导体行业仍然是一个全球体系

尽管各国政府都在寻求建立本土优势，但企业仍在继续进行海外投资。SEMI 总裁兼首席执行官 Ajit Manocha 表示：「要完全独立于其他国家或地区，需要很长时间，而且我不认为这对我们的行业或技术创新来说是最好的。如今，这是一个互联良好的系统。我们从基板开始，然后制造芯片。基板方面，大部分材料和化学品在日本生产，也有部分在欧洲和美国生产，设计多在美国完成，前端制造多在中国台湾和韩国完成，组装工业在中国、东南亚。然后，最终的测试是在美国，发行是从美国来的，所以我们在世界上六七个地区是相互依赖的。将所有东西带入美国会带来很多挑战。在一个地区建立整个生态系统非常耗时，而且会失去专业化的优势。」

SEMI 预计 2022 年至 2026 年间将有 94 座 200 毫米和 300 毫米新晶圆厂上线，其中 78 座已开始运营，或正在添加设备或正在建设中。63 个位于亚洲，18 个在美国；根据 SEMI 2023 年第三季度全球晶圆厂预测，13 个位于欧洲和中东。「无论是美国还是其他国家，大家都充分认识到这是一个全球性行业，我们与多个地区相互依存，」Manocha 说。「我们需要合作。」

除了试图建立独立体系的挑战之外，Manocha 还警告说，需要维持国际合作伙伴。「我们需要制定明确的政策，以便我们能够与其他地区共同合作。我们不需要把所有东西都集中到一个国家。」 无论是德克萨斯州的火灾、洪水还是冰暴，晶圆厂都面临着各种风险。「这些灾难的频率有所增加，因此我们需要半导体行业的多个中心，而不仅仅是我们今天拥有的几个中心，」他说。「这就是为什么我希望我们能够欢迎印度成为新的枢纽，但还有很长的路要走。」

2023 年，印度和马来西亚吸引了近十几项投资。「从研发领域的角度来看，在这两个地区进行建设都有有吸引力的理由，」半导体公司业务发展和政府关系副总裁 David Henshall 表示「很多设计公司都在那里建中心，因为那里本科生和研究生数量多，而且经济条件好。劳动力发展是一个巨大的问题，因此我们一直在与印度合作以满足其中一些需求。一些公司和印度政府正在将半导体视为帮助他们发展经济的一种方式，因为那里所做的研究和那里的人才。」

印度和马来西亚的主要投资包括：

Synopsys正在奥里萨邦建立一个芯片设计中心，并与 IIT Bombay 合作在孟买开设了一个虚拟晶圆厂解决方案实验室。

美光科技在印度古吉拉特邦投资 8.25 亿美元，用于 DRAM 和 NAND 组装和测试。

AMD 在印度班加罗尔和卡纳塔克邦的研发、设计和工程投资达 4 亿美元。

应用材料公司斥资 4 亿美元在印度班加罗尔建设制造设备协作工程中心。

英飞凌全球总投资约 55 亿美元，其中部分投资于马来西亚居林，用于扩建其 200 毫米碳化硅功率工厂。

博世在马来西亚槟城投资约 3.76 亿美元用于汽车测试和传感器。

「我们在印度理工学院孟买分校的新 Synopsys 实验室战略上重点关注 TCAD（计算机辅助设计技术），因为它在先进芯片制造生命周期中发挥着至关重要的基础作用，」工程、电路设计和 TCAD 解决方案副总裁 Aveek Sarkar 说道在新思科技。在实验室接受培训的学生将获得 TCAD 专业知识，以帮助解决在最先进工艺节点制造芯片的复杂功率、性能和面积/成本挑战。

政府是关键角色

国家安全是某些政府的主要关切，美国禁止向中国出口先进芯片就证明了这一点。

然而，半导体行业的首要担忧是人才短缺、气候威胁和供应链问题。「这是三个全球性挑战，」Manocha 说。「没有一家公司、没有一个国家、没有一个首席执行官能够解决这些问题。当我在企业生活时，我常常说不要让政府插手我的事。但现在我要说的是，我们需要政府参与解决这些全球挑战。」

选定的政府/行业投资：

根据 CHIPS 法案，美国商务部授权拨款 30 亿美元用于先进封装，其中包括一个试点设施。

BAE Systems 获得了第一个《CHIPS 法案》资助——首期 3500 万美元，用于现代化其微电子中心并增加战斗机芯片的产量。

美国国防部向 GlobalFoundries 提供 3500 万美元资金，用于生产大规模 200mm GaN-on-Sic 芯片的工具。

欧盟和比利时向imec投资了 16 亿美元，用于扩建其洁净室测试设施。

格芯和意法半导体的 75 亿欧元 300 毫米晶圆厂由法国和欧盟芯片法案资助。

韩国政府正在支持在龙仁建立半导体巨型集群。

台积电、博世、英飞凌和恩智浦在德国成立 110 亿美元的合资企业是在欧盟芯片法案框架下计划的。

2022 年美国《芯片和科学法案》的总预算为 2800 亿美元，因此未来几年将会有大量资金奖励。其中包括许多子类别，特别是「美国芯片计划」下的 527 亿美元，该计划旨在半导体制造、研发和劳动力发展，以及另外 240 亿美元的芯片生产税收抵免。

美国商务部 CHIPS 研究与开发办公室主任 Lora Weiss 在该项目的在线启动仪式上表示：「CHIPS for America 是一项历史性的努力，旨在将半导体制造带回美国，并支持芯片制造商建立强大的生态系统。这将有助于为尖端逻辑芯片建立至少两个新的大规模制造设施集群，从而推动人工智能、生物技术和量子计算等领域的进步。我们预计美国将成为多个大批量先进封装设施的所在地，并成为最复杂芯片先进规模封装的全球领导者，而不是将这些芯片发送到海外进行封装（目前大部分封装都在海外进行）。」

封装是创新的公平游戏

「这里正在发生一场革命，因为我们正在从这些大型单片芯片转向异构集成，并将不同的小芯片封装在一起，」SRC 的 Henshall 说。「因为这是新的，全球实际上不存在研发基础设施，所以这是美国可以做更多本土业务的绝佳机会。这是我们在技术领域保持领先地位的地方，而且由于 CHIPS 法案和其他因素，这里有很多机会。」

封装也正在经历从圆形晶圆到矩形或方形面板的转变。Onto Innovation 产品营销总监 Keith Best 表示：「面板正在有效地取代，因为您无法再处理晶圆上这些新封装的尺寸。」他以台积电的 3D 结构和 RDL 中介层为例。为了帮助企业适应新技术，Onto 推出了卓越封装应用中心 (PACE)。「客户正在寻求帮助来定义他们的下一个节点流程，但他们没有时间停止生产线进行研发。它太复杂了。因此，他们正在寻找积极主动的 OEM 来帮助他们加快学习和技术路线图。」

PACE 配备了 Onto 的光刻步进机、检测和计量工具，这些工具是支持 OEM 及其客户的先进封装工艺开发路线图所必需的。电镀、钻孔以及其他工艺和操作将由其他 OEM 合作伙伴在其工厂提供。「参与开发工作的每个合作伙伴都有成功的既得利益，因为他们可以互相帮助。」

目前任何国家都有机会成为先进封装的全球领导者，但当该技术成为常态时，秩序可能会发生变化。Best 说：「各国将继续对已经成为惯例的事情转移到海外。如果你回顾历史，OSAT 会采用美国封装制造商提供的工艺来降低成本。现在，当先进 IC 基板的技术发生变化时，将会出现一个转折点，从而转移到下一个节点。这些 OSAT 可能无法提供他们以前所做的新封装设计的产量和定价，因为技术超出了他们的范围。因此，如果你在美国有一家专门为先进封装建造的新工厂——拥有合适的洁净室能力和外围技术来帮助他们在下一个节点取得成功——他们实际上可以在市场仍然炙手可热的时候成为先锋并占领市场。然后，经过一段时间，先进的封装就会成为一种商品，再次推向海外。」

主要封装投资：

Amkor 向亚利桑那州投资 20 亿美元 用于先进封装。

台积电向中国台湾苗栗县投资 29 亿美元，用于先进封装。

Onto Innovation 的封装应用卓越中心位于美国马萨诸塞州总部。

JCET为其位于中国上海的汽车先进封装工厂投资约 6.56 亿美元。

普渡大学、Cadence、SRC、imec 以及位于印第安纳州的合作伙伴高级系统集成与封装研究所 (ASIP) 。

Resonac 位于加利福尼亚州的封装解决方案中心 (PSC)。

SEMI 的 Manocha 表示，先进封装是摩尔定律 2.0，因为这是可以实现持续缩小尺寸的方式。Onto's Best 表示同意：「重要的不仅仅是线宽。通过将小芯片组合到异构集成封装中，您可以获得比单片芯片更强大的功能。」

人工智能和其他新兴技术推动需求

「你可以看到我们现在有点芯片供应过剩的情况，但这纯粹是由于经济低迷趋势造成的，」Manocha 说。「我之所以非常看好这个行业，是因为人工智能绝对是持续增长的重要动力。」Manocha 列出的其他市场驱动因素包括 5G、6G、7G、量子计算、加密货币和自主机器。

医疗保健、汽车和农业领域的技术也出现了爆炸式增长，社交媒体和数据中心也持续增长。所有这些都需要先进的芯片。

「每个人都听说过人工智能，它现在是一个流行词，」SRC 的 Henshall 说。现实是它已经存在了几十年。但由于芯片技术和速度的进步，它比以往任何时候都更加有用。而生成式人工智能的普及让更多的人投入资金到芯片硬件的研发上，这对我们来说确实是令人兴奋的。如果你看看研发资金的来源，就会发现市场就在那里。

人工智能、量子和数据投资：

西门子投资 1.5 亿美元在达拉斯-沃斯堡生产基础设施，以帮助为美国数据中心提供动力并加速人工智能的采用。

Expedera位于英国的工程开发中心专注于边缘 AI 推理。

NVIDIA、于利希超级计算中心和德国 ParTec 量子计算实验室。

台积电报道称在中国台湾高雄设立 2nm 晶圆厂，以赶上「AI 浪潮」。

美国能源部伯克利和杰斐逊实验室位于弗吉尼亚州的耗资 3 亿美元的高性能数据设施中心。