#半導體製造
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2027年破1500億美元!全球300毫米晶圓裝置支出預計將在2027年增長14%,達到1510億美元。SEMI今日在其最新的300毫米工廠展望中報導,全球300毫米晶圓裝置支出預計將在2026年增長18%,達到1330億美元,2027年增長14%,達到1510億美元。這一強勁增長反映了資料中心和邊緣裝置對AI晶片需求的激增,以及通過本地化工業生態系統和供應鏈重組,關鍵區域對半導體自給自足的日益承諾。展望未來,報告預測投資將持續增長3%,2028年達到1550億美元,2029年將再增長11%,達到1720億美元。SEMI總裁兼首席執行長Ajit Manocha表示:“人工智慧正在重塑半導體製造投資的規模。”“全球300毫米晶圓裝置支出預計2027年首次突破1500億美元,行業正對推動人工智慧時代所需的先進產能和韌性供應鏈做出歷史性且持續的承諾。”細分到各領域,邏輯與微系統類股預計將引領裝置擴張,從2027 年至 2029 年期間總投資額達 2280 億美元,這主要歸因於受次 2 奈米尖端產能投資推動的晶圓廠領域強勁需求。先進節點技術對於提升晶片性能與能效至關重要,從而滿足各類 AI 應用對晶片設計的嚴苛要求。預計更多先進節點技術將於 2027 年到 2029 年進入量產階段。此外,AI 性能的改善預計將推動各類邊緣 AI 裝置的顯著增長。除先進節點外,所有節點以及各類電子器件的需求預計也將溫和增長,從而為對成熟節點的投資提供支撐。記憶體領域預計將成為裝置支出中的第二大類別,從2027 年至 2029 年期間總支出將達到 1750 億美元。這段時期標誌著該領域進入一個新的增長周期。在記憶體類別內,DRAM 裝置支出預計將從 2027 年到 2029 年累計達到 1110 億美元,而同期 3D NAND 裝置支出則估計為 620 億美元。由於人工智慧訓練和推理的需求,對記憶體的需求顯著增加。人工智慧訓練顯著推升了對高頻寬記憶體(HBM)的需求,而模型推理則對儲存容量形成了巨大需求,從而推動了資料中心中NAND快閃記憶體應用領域的增長。這種強勁的需求導致記憶體供應鏈在短期及長期內持續面臨高額投資,有助於緩解因傳統記憶體周期波動可能帶來的衰退影響。從 2027 年至 2029 年期間,全球 300 毫米晶圓廠裝置投資預計仍將廣泛分佈於各主要半導體製造區域,這反映出先進節點擴展、儲存器容量增加以及政策支援的供應鏈本地化等多種因素的綜合作用。預計中國大陸、台灣、韓國以及美洲地區在此期間都將出現顯著的支出水平,而日本、歐洲及中東地區以及東南亞地區則將繼續從相對較小的基數上持續擴大投資。在中國大陸,投資預計將繼續受到國內產能持續擴大以及旨在增強半導體製造能力的國家計畫的支撐。在台灣地區,支出預計將主要受到領先型晶圓廠產能持續擴張的推動,包括 2 奈米及以下技術。韓國的投資前景仍與記憶體領域緊密相關,該領域的人工智慧相關需求正支撐著新一輪的產能與技術升級周期。在美洲,支出預計會受到先進工藝擴展以及更廣泛強化國內製造業生態系統的努力的支撐。半導體裝置產業正站在技術變革與市場重構的關鍵節點,未來五年將迎來前所未有的機遇與挑戰。此外,先進封裝技術正在從"配角"變為"主角",為半導體裝置市場創造新的增長極。隨著摩爾定律趨緩,先進封裝接棒前道先進製程成為後摩爾時代提升晶片性能的主力軍,尤其是CoWoS、InFO、SoIC等異構整合技術。先進封裝,尤其是高端封裝的實現越來越依賴前道技術,可以說先進封裝是前道工序的衍生,在晶圓上通過矽通孔技術(TSV)和重布線層(RDL)分別實現縱向和橫向的互聯,需要使用薄膜沉積和刻蝕裝置。這一趨勢使得傳統前後道裝置的界限變得模糊,也為裝置企業帶來新的業務機會。 (半導體材料與工藝裝置)
全球半導體裝置,賣瘋了
伊隆·馬斯克表示,特斯拉公司需要建造並營運一座他稱之為“TeraFab”的半導體製造廠。這項浩大的工程將耗資數十億美元,標誌著該公司業務範圍的進一步擴張,不再侷限於其核心的電動汽車業務。“為了消除未來三四年內可能出現的產能瓶頸,我們必須建造一座特斯拉TeraFab,”馬斯克周三在特斯拉財報電話會議上表示,“一座規模龐大的工廠,涵蓋邏輯電路、儲存器和封裝等各個環節,而且將在美國本土生產。”作為全球市值最高的汽車製造商,特斯拉將未來押注於人工智慧、自動駕駛和機器人技術。這些項目對晶片的需求量巨大,而這家總部位於奧斯汀的公司目前主要從三星電子和台積電採購晶片。馬斯克指出,包括台積電、三星和美光科技在內的現有供應商無法滿足特斯拉的供貨需求。“這對於確保我們免受地緣政治風險的影響至關重要,”馬斯克說道。 “我認為人們可能低估了一些地緣政治風險,這些風險將在幾年內成為一個重要因素。”世界對台灣台積電及其國內產能的依賴程度很高,這直接關係到尖端晶片的供應。最近幾周,世界首富暗示特斯拉可能會自行生產晶片,以解決他認為在競爭激烈的AI競賽中,晶片供應不足這一主要瓶頸問題。“如果我們不建晶圓廠(fab),就會遇到晶片瓶頸,”馬斯克在最近與X Prize基金會創始人彼得·迪亞曼迪斯(Peter Diamandis)的播客節目中說道。他指的是晶片工廠的行業術語。“我們只有兩個選擇:要麼遇到晶片瓶頸,要麼建晶圓廠。”去年11月,馬斯克也曾向特斯拉股東表示,公司可能需要建造一座“TeraFab”(兆級晶圓廠),他說:“我看不出還有什麼其他方法可以達到我們所需的晶片產量。”晶片製造的經濟成本非常高昂。建造一座尖端工廠需要數百億美元的固定成本,而且從投產到全面營運也需要很長時間。這還需要從多家供應商採購複雜的機器裝置,尤其是歐洲的ASML控股公司,該公司在製造過程中一個關鍵環節佔據市場主導地位。儘管建設晶片工廠難度很大,但這符合馬斯克一貫的垂直整合策略。將關鍵部件納入公司內部生產,使其旗下企業能夠比供應鏈更快地運轉。特斯拉、SpaceX、xAI、Neuralink和Boring Company的業務重疊也日益增多。目前尚不清楚該工廠將建在美國的那個地區,以及具體的建設時間表。特斯拉預計今年將在其現有工廠的資本支出超過200億美元。太陽能電池製造廠和晶片工廠等“基礎設施”的建設資金來源還有待觀察。首席財務官Vaibhav Taneja表示:“我們帳面上擁有超過440億美元的現金和投資。因此,我們將利用內部資源,但我們也有其他融資管道。”他補充說:“只要現金流穩定,你就可以去銀行貸款。”“我們已經就此與銀行進行過洽談,”塔內賈說。“我們還需要進一步研究融資方式,無論是通過增加債務還是其他途徑。”馬斯克表示,特斯拉未來將就 TeraFab 項目發佈“更重要的公告”。馬斯克建晶圓廠,黃仁勳:沒那麼容易特斯拉CEO馬斯克在股東大會上表示,為滿足快速成長的AI 晶片需求,正考慮自建規模超越台積電「千兆工廠」的「TeraFab」。不過,晶片製造涉及極高技術門檻與巨額投入,輝達CEO黃仁勳提醒,先進製程並非砸錢就能複製,難度相當高。馬斯克指出,為因應公司在人工智慧(AI)領域的龐大半導體需求,可能直接投入自建晶片生產業務,並需要建立一座名為「TeraFab」(太級工廠)的晶片製造基地。他將其與台積電月產能逾10 萬片晶圓的「Gigafab」(千兆工廠)相比,並強調新工廠規模將「大得多」。目前台積電將月產3 萬至10 萬片晶圓的廠區稱為「Megafab」(兆級工廠),而超過10 萬片則為「Gigafab」。若特斯拉建成TeraFab,其月產能將遠超過10 萬片晶圓,遠超現今主流晶圓大廠,甚至可躋身全球最大晶片製造商之一。以參考範例來看,台積電位於美國亞利桑那州、總投資1,650 億美元的Fab 21,未來有望成為Gigafab 級園區,但馬斯克稱,特斯拉的計畫將比此更具規模。然而,對於馬斯克的構想,輝達CEO黃仁勳於日前一場台積電相關活動上回應指出,晶片製造的複雜程度常被外界低估。他直言:「建立先進晶片製造能力極其困難。除了廠房本身,台積電累積的工程技術、科學研究與工藝經驗,都是高度挑戰。」特斯拉晶片需求快速攀升作為同時擁有AI 超級電腦與大量車用運算需求的企業,特斯拉採購大量輝達GPU,且在Dojo 項目停止後,正推動自研AI5 處理器,用於自動駕駛汽車、機器人與資料中心。為確保穩定供應,特斯拉目前采與台積電、三星「雙來源代工」的方式。馬斯克還表示,英特爾( INTC-US ) 也可能成為合作對象,但目前尚未簽署任何協議。馬斯克強調,隨著特斯拉AI 應用持續擴大,外部供應將難以滿足需求,因此必須考慮成為類似台積電、三星那樣的垂直整合製造商(IDM)。馬斯克表示:「即便我們以供應商晶片生產的最佳情況預估,未來的晶片供應量仍然不足。因此,我們可能必須建造一座TeraFab,這勢在必行。」自建晶片廠挑戰重重要掌握先進晶片製造,所需投入的資金與技術遠超外界想像。以目前業界水準來看,一座月產能約2 萬片晶圓、可量產尖端製程的晶圓廠,動輒需要數百億美元的投資,而且這還不包含後續的工藝開發與量產調校成本。作為範例,日本新創晶片製造商Rapidus 就正試圖挑戰這道高牆。該公司計畫在未來數年內建立2 nm製程的量產能力,並預估至2027 年完成可商用生產的廠房,整體支出約達5 兆日元(約320 億美元)。這項目標固然展現出強烈企圖心,但在全球半導體競賽已高度成熟的今天,全新玩家要想直接切入最先進節點,能否成功仍充滿變數。分析指出,先進工藝的研發流程本身就是一場漫長且高度跨領域的挑戰。從工藝路線制定、材料與電晶體架構設計開始,到透過大量TCAD 模擬驗證電性、應力及漏電行為,任何一環出現偏差都可能使整條製程重來一次,因此光是「起步」階段往往就要耗費數年。Rapidus 雖已取得IBM授權的2 nm GAA 電晶體架構,並可從比利時imec 與法國CEA-Leti 獲得部分技術合作,但電晶體架構只是整條研發鏈的起點。接下來,工程團隊還需設計並調校成千上萬道工藝步驟,包括前段電晶體成形(FEOL)、中段接觸層(MOL)與後段金屬互連(BEOL),其中沉積、蝕刻、微影與退火等製程皆要求達到原子等級的精度。每個步驟都包含大量參數,需要極為深厚的工程經驗與反覆試驗才能確保量產可靠性與良率。即使前述工藝流程已經串接完成,還需要建立PDK(工藝設計套件)、SPICE 模型與標準單元庫,確保晶片設計團隊能實際使用該製程進行電路設計。此時工廠端又必須同步調整生產線裝置設定,使其能在真實量產環境中維持穩定輸出,這同樣並非砸錢就能加速的過程。最終,真正的考驗在於「良率」。一家新進廠商能否在短時間內讓先進製程達到可盈利的高良率,是決定能否站穩市場的關鍵。而這往往需要資深工程團隊長期駐廠、反覆調整與無數次失敗。至於Rapidus 能否在2027 年交出成果,業界普遍抱持觀望態度。結果如何,仍需時間驗證。 (半導體芯聞)