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ASPENCORE全球分析師團(tuán)隊(duì)根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)與BCG聯(lián)合發(fā)布的研究報告《在不確定時代下加強(qiáng)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈》,以及維基百科《全球半導(dǎo)體晶圓廠分布》清單,對中國大陸和美國在半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈上的實(shí)力進(jìn)行的全方位對比,并詳細(xì)列出了美國本土和中國大陸本土正常運(yùn)營的晶圓廠清單。本文主要包括如下部分:- 晶圓制造發(fā)展簡史
- 全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價值鏈劃分
- 中美半導(dǎo)體供應(yīng)鏈實(shí)力對比
- 中美半導(dǎo)體未來發(fā)展
- 附錄:中國大陸和美國晶圓廠地域分布及完全清單
全球晶圓制造發(fā)展簡史
1965年,當(dāng)Gordon Moore發(fā)表他的“芯片晶體管數(shù)量每隔18個月翻倍”的文章時(這就是我們熟悉的“摩爾定律”),芯片是在1.25英寸(30毫米)的晶圓上制造出來的。當(dāng)時,建造一座晶圓廠的成本約為100萬美元。過去半個世紀(jì)以來,芯片制造商一直遵循摩爾定律的節(jié)奏開發(fā)和制造芯片,在這個過程中將更多功能集成到單個芯片上,從而推動了電腦、智能手機(jī)和其他電子產(chǎn)品的增長和普及。隨著時間的推移,芯片制造商開始轉(zhuǎn)向更大的晶圓尺寸,因?yàn)楦蟮木A可以切割出更多的裸片,從而可以降低芯片成本。從2000年開始,芯片制造商開始從200毫米(8英寸)晶圓升級到現(xiàn)代的300毫米(12英寸)晶圓。最初,建造200毫米晶圓廠的成本約為7億-13億美元,而建造300毫米晶圓廠的成本約為20億美元。根據(jù)IBS的數(shù)據(jù),在2001年,全球有18家芯片制造商擁有可以處理130nm芯片的晶圓廠,這在當(dāng)時是最先進(jìn)的工藝。與此同時,以臺積電為首的晶圓代工廠商開始引起業(yè)界的重視,他們不設(shè)計和銷售自己的芯片,而專門為外部客戶提供芯片制造服務(wù)。許多芯片制造商不再能夠和愿意負(fù)擔(dān)開發(fā)新工藝和建造先進(jìn)
晶圓廠的費(fèi)用,于是選擇了fab-lite模式,即將部分芯片制造外包給晶圓代工廠商。而高通、英偉達(dá)和賽靈思等Fabless設(shè)計公司則乘著代工的東風(fēng)而起飛,成長為比IDM廠商更有競爭力的芯片供應(yīng)商。因著代工的興起,晶圓制造開始從美國和歐洲向亞洲轉(zhuǎn)移。根據(jù)SIA和BCG的報告統(tǒng)計,臺灣現(xiàn)已成為全球晶圓制造產(chǎn)能的領(lǐng)導(dǎo)者,2020年占有22%的份額,其次是韓國(21%)、日本(15%)、中國大陸(15%)、美國(12%)和歐洲(9%)。
全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價值鏈的劃分
提醒各位,我們不要被上面的統(tǒng)計數(shù)字所迷惑。晶圓制造只是全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價值鏈上的一個節(jié)點(diǎn),芯片設(shè)計、EDA/IP,以及封裝測試也扮演著各自不同的角色。如下圖所示,全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈包括如下環(huán)節(jié):基礎(chǔ)研究、EDA/IP、芯片設(shè)計(細(xì)分為邏輯器件、DAO和存儲器)、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料,以及制造(細(xì)分為前道晶圓制造、后道封裝和測試)。
全球半導(dǎo)體按地域分布的價值劃分(基于2019年全球半導(dǎo)體數(shù)據(jù))。(來源:SIA