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據(jù)全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)，6月共有近50個(gè)半導(dǎo)體相關(guān)項(xiàng)目傳來簽約、開工、封頂、竣工/投產(chǎn)等新動(dòng)態(tài)。
根據(jù)圖表，項(xiàng)目主要涵蓋第三代半導(dǎo)體碳化硅、氮化鎵，先進(jìn)封裝、半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體設(shè)備、MEMS傳感器、IGBT等細(xì)分領(lǐng)域，其中不乏有很多明星企業(yè)的身影，如日月光、英飛凌、天岳先進(jìn)、容大感光、滬硅產(chǎn)業(yè)、晶盛機(jī)電、士蘭微、長飛先進(jìn)、芯聯(lián)集成等。
從已披露的項(xiàng)目投資金額上看，百億元項(xiàng)目共計(jì)6個(gè)，分別是70億歐元（約544.24億元人民幣）的英飛凌馬來西亞居林的8英寸碳化硅（SiC）晶圓廠、預(yù)計(jì)超過200億元的長飛先進(jìn)武漢基地、20億歐元（約155.97億元人民幣）的世創(chuàng)電子新加坡12英寸硅晶圓廠、132億元的滬硅產(chǎn)業(yè)集成電路用300mm硅片產(chǎn)能升級(jí)項(xiàng)目、120億元的士蘭微8英寸SiC功率器件芯片制造生產(chǎn)線、約100億元的奕斯偉半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目。
圖表來源：全球半導(dǎo)體觀察制表
大廠競爭激烈，碳化硅蒸蒸日上
碳化硅是第三代半導(dǎo)體功率器件代表之一，適用于新能源汽車、工業(yè)、光儲(chǔ)充、軌道交通等領(lǐng)域。從特性上看，與硅基器件相比，SiC功率器件高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強(qiáng)等性能，能更好地滿足高壓快充需求，有利于新能源汽車延長續(xù)航里程、縮短充電時(shí)長、提高電池容量、實(shí)現(xiàn)車身輕量化，也因此成為新能源汽車的首選解決方案。據(jù)悉，目前，特斯拉、比亞迪、理想、蔚來、小米等全球多家車企的熱門車型均已搭載使用SiC器件。
此外，近期據(jù)業(yè)界消息，碳化硅將拓展一個(gè)新應(yīng)用領(lǐng)域，提高熱電池轉(zhuǎn)換效率。美國密西根大學(xué)開發(fā)的熱光伏電池，使用碳化硅（SiC）做為蓄熱材料，材料被銦、鎵和砷制成的半導(dǎo)體材料包圍。當(dāng)團(tuán)隊(duì)將材料加熱到1,435°C 時(shí)，開始輻射各種能隙的熱光子，其中半導(dǎo)體材料能捕獲20%到30%能量。研究作者Stephen Forrest 表示：“我們還沒有達(dá)到這項(xiàng)技術(shù)的效率極限，相信在不久的將來，設(shè)備效率將超過44%，達(dá)到50%?！?/p>
整體來看，碳化硅市場正處于飛速增長期，據(jù)TrendForce集邦咨詢研究表示，盡管純電動(dòng)汽車（BEV）銷量增速的明顯放緩已經(jīng)開始影響到SiC供應(yīng)鏈，但作為未來電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向，SiC在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應(yīng)用市場中仍然呈現(xiàn)加速滲透之勢，未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢，預(yù)估至2028年，全球SiC功率器件市場規(guī)模有望上升至91.7億美元。
從上述項(xiàng)目范圍來看，涉及碳化硅項(xiàng)目的居多，相比其他項(xiàng)目，資金投入最多的英飛凌和長飛先進(jìn)，以及士蘭微、奕斯偉半導(dǎo)體、天岳先進(jìn)等備受市場關(guān)注。
從產(chǎn)能建設(shè)上看，英飛凌計(jì)劃于今年8月正式啟用居林Module 3廠區(qū)，并于2024年底開始生產(chǎn)SiC；長飛先進(jìn)武漢基地項(xiàng)目投產(chǎn)后，可年產(chǎn)36萬片碳化硅晶圓及外延、6100萬個(gè)功率器件模塊，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、儲(chǔ)能、充電樁等領(lǐng)域；天岳先進(jìn)上海碳化硅基地全部達(dá)產(chǎn)后，SiC襯底的產(chǎn)能約為30萬片/年；士蘭微8英寸SiC功率器件芯片制造生產(chǎn)線分兩期建設(shè)，兩期建成后將形成8英寸SiC功率器件芯片年產(chǎn)72萬片的生產(chǎn)能力。
半導(dǎo)體制造商N(yùn)experia（安世半導(dǎo)體）剛于6月27日宣布，計(jì)劃投資2億美元（約合人民幣14.5億元）開發(fā)碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等下一代寬帶隙半導(dǎo)體（WBG），并在德國漢堡工廠建立生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)悉，從2024年6月開始，安世半導(dǎo)體三種工藝（SiC、GaN和Si）器件都將在德國開發(fā)和生產(chǎn)，首批高壓GaN d-mode晶體管和SiC二極管生產(chǎn)線已于本月投產(chǎn)。
而Wolfspeed的Building 10 Materials工廠已實(shí)現(xiàn)其8英寸晶圓的生產(chǎn)目標(biāo)，預(yù)計(jì)到2024年底，其莫霍克谷SiC晶圓廠可借此將晶圓開工利用率提升至約25%。
下游強(qiáng)烈需求驅(qū)動(dòng)廠商們急需預(yù)先穩(wěn)定供應(yīng)鏈，上述大廠們爭先恐后的擴(kuò)產(chǎn)行為正體現(xiàn)出碳化硅產(chǎn)業(yè)目前正處于風(fēng)口浪尖上。而業(yè)界認(rèn)為，過去幾年中，襯底材料的供應(yīng)緊缺問題是限制SiC市場發(fā)展的主要因素，除了表中的天岳先進(jìn)、南沙晶圓旗下中晶芯源之外，天科合達(dá)、山西爍科晶體、三安光電、乾晶半導(dǎo)體等正加速布局，確保材料的供應(yīng)。
不過，TrendForce集邦咨詢認(rèn)為，瘋狂的產(chǎn)能擴(kuò)張背后亦蘊(yùn)藏著價(jià)格和產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)商們必須加以重視并積極調(diào)整應(yīng)對(duì)。在此情況下，Infineon等IDM大廠在確保穩(wěn)定的材料供應(yīng)后，已將更多注意力轉(zhuǎn)移到元件、封裝和應(yīng)用技術(shù)上，這是未來關(guān)鍵競爭力之所在。但總的來說，SiC正處于一個(gè)快速成長和高度競爭的市場，規(guī)模經(jīng)濟(jì)比任何其他因素更為重要。領(lǐng)先的IDM廠商紛紛一改過去保守、沉穩(wěn)的戰(zhàn)略姿態(tài)，轉(zhuǎn)而激進(jìn)投資SiC擴(kuò)張計(jì)劃，期望建立領(lǐng)導(dǎo)地位?？梢灶A(yù)見，未來隨著市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，SiC領(lǐng)域的競爭將愈發(fā)激烈。
先進(jìn)封裝升溫，CoWoS送上熱榜
從表中看到，封裝項(xiàng)目包括日月光半導(dǎo)體K28工廠建設(shè)項(xiàng)目、中科智芯晶圓級(jí)先進(jìn)封裝項(xiàng)目、全芯微DFN QFN封裝項(xiàng)目、旺榮IGBT封裝和模組生產(chǎn)基地項(xiàng)目、立芯科技年產(chǎn)30億件射頻芯片封裝項(xiàng)目、紫光集電高可靠性芯片封裝測試項(xiàng)目、道銘微電子集成電路及功率器件系統(tǒng)集成封裝新建一期廠項(xiàng)目、興航科技高可靠高密度封裝項(xiàng)目等。
其中，日月光半導(dǎo)體K28工廠建設(shè)項(xiàng)目備受關(guān)注。該公司預(yù)計(jì)K28廠將于2026年第四季度完工，重點(diǎn)布局先進(jìn)封裝終端測試以及人工智能（AI）芯片高性能計(jì)算。興建完成后，由日月光半導(dǎo)體或子公司取得宏璟建設(shè)所屬產(chǎn)權(quán)的優(yōu)先承購權(quán)。
頎中科技合肥研發(fā)中心啟用，該中心引進(jìn)國內(nèi)首批全自動(dòng)金電鍍機(jī)機(jī)臺(tái)、國產(chǎn)頂尖SEM分析設(shè)備等，具備從材料到設(shè)備全鏈條國產(chǎn)化的基礎(chǔ)條件。該公司專注于集成電路高端先進(jìn)封裝測試服務(wù)，2024年1月，頎中先進(jìn)封裝測試生產(chǎn)基地項(xiàng)目正式投產(chǎn)，當(dāng)前預(yù)計(jì)產(chǎn)能為凸塊及晶圓測試每月1萬片，薄膜覆晶封裝每月約3000萬顆。
中科智芯晶圓級(jí)先進(jìn)封裝項(xiàng)目投資額17.5億元，計(jì)劃用地40畝。項(xiàng)目位于杭紹臨空示范區(qū)，主要建設(shè)晶圓級(jí)先進(jìn)封裝，包括超薄芯片制備、凸點(diǎn)、芯片規(guī)模封裝、扇出型封裝、系統(tǒng)集成封裝、三維堆疊封裝等。
另外從先進(jìn)封裝上看，目前，先進(jìn)封裝主要朝兩個(gè)方向發(fā)展，第一是向上游晶圓制程領(lǐng)域發(fā)展（晶圓級(jí)封裝），直接在晶圓上實(shí)施封裝工藝，主要技術(shù)有Bumping、TSV、Fan-out、Fan-in 等；第二是向下游模組領(lǐng)域發(fā)展（系統(tǒng)級(jí)封裝），將處理器、存儲(chǔ)等芯片以及電容、電阻等集成為一顆芯片，壓縮模塊體積，提升芯片系統(tǒng)整體功能性和靈活性，主要技術(shù)包括采用了倒裝技術(shù)（FC）的系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品。
先進(jìn)封裝產(chǎn)能緊缺驅(qū)使著多家大廠快馬加鞭布局，除了上述提到企業(yè)，此前美光、三星、臺(tái)積電等紛紛對(duì)外宣布先進(jìn)封裝擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。隨著AI需求的提升，業(yè)界表示，AI加速器不采最前瞻先進(jìn)制程，但卻需依靠先進(jìn)封裝技術(shù)，國際半導(dǎo)體廠誰能從臺(tái)積掌握更多先進(jìn)封裝產(chǎn)能，就決定市場滲透率與掌握度。
據(jù)業(yè)界信息顯示，主流的一些先進(jìn)封裝技術(shù)包括晶圓級(jí)封裝（WLP，Wafer level packaging）、晶圓級(jí)扇入扇出型（Fan-out/Fan in）封裝、2.5D以及3D IC集成，以及高帶寬存儲(chǔ)器 (HBM)以及CoWos先進(jìn)封裝、3D 疊動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (DRAM) (3DS)、嵌入式硅橋（embedded Si bridges）、TSV硅通孔（Through Silicon Via）、批量回流模制底部填充（MR-MUF：Mass Reflow-Molded Underfill）先進(jìn)封裝等。
目前，擁有CoWoS先進(jìn)封裝技術(shù)的臺(tái)積電具備絕對(duì)的競爭優(yōu)勢，目前CoWoS先進(jìn)封裝產(chǎn)能供不應(yīng)求。據(jù)悉，臺(tái)積電增添CoWoS相關(guān)設(shè)備預(yù)估第三季到位，并要求設(shè)備廠增派工程師全面進(jìn)駐龍?zhí)禔P3、竹南AP6、中科AP5 等廠，除竹南廠AP6C，中科廠原只進(jìn)行后段oS，也將陸續(xù)轉(zhuǎn)成CoW 制程，嘉義則在整地階段，進(jìn)度將超前銅鑼。
TrendForce集邦咨詢表示，屬Blackwell平臺(tái)的B100等，其裸晶尺寸（die size）是既有H100翻倍，估計(jì)臺(tái)積電（TSMC）2024年CoWos總產(chǎn)能年增來到150%，隨著2025年成為主流后，CoWos產(chǎn)能年增率將達(dá)7成，其中NVIDIA需求占比近半。
結(jié)語
此前業(yè)界認(rèn)為，2024年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新的轉(zhuǎn)折階段。其實(shí)從今年開始，可以很明顯地看到產(chǎn)業(yè)的變化，大多廠商對(duì)市場前景都保持積極的態(tài)度，與此同時(shí)，隨著第三代半導(dǎo)體、先進(jìn)封裝、半導(dǎo)體材料、AI相關(guān)芯片等增長領(lǐng)域的帶動(dòng)，企業(yè)布局舉動(dòng)漸漸頻繁，這都將有利于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加速產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇的步伐。
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