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全球半导体制造产能分布:信息概览

近日,经济合作与发展组织(OECD)发布了一份题为《芯片版图:晶圆制造产能的地理分布》(The Chip Landscape: Geographical Distribution of Wafer F...

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近日,经济合作与发展组织(OECD)发布了一份题为《芯片版图:晶圆制造产能的地理分布》(The Chip Landscape: Geographical Distribution of Wafer Fabrication Capacity)的报告。

在报告中,OECD基于其掌握并汇总的行业数据,给出了其“当前可获得的最佳视角”来观察全球晶圆厂产能。下文为面向读者的改写式翻译与摘要。需要特别说明的是,报告中的部分分析结论来源于对 SEMI 与 TechInsights 数据集的整理,以及案头研究(desk research)。

鉴于数据与方法存在局限,相关发现应谨慎解读。

按工艺节点划分的产能地理分布

图 1 展示了五个晶圆产能最大的经济体——中国大陆、中国台北、韩国、日本与美国——在七个不同工艺节点密度区间内的在产晶圆产能(不含尚未投产晶圆厂的产能)分布情况。截至 2025 年 9 月,这五个经济体合计占全球在产晶圆产能的 87%。

图 1 同时体现出不同经济体在工艺节点结构上的显著差异。韩国的晶圆产能高度集中:其近 80% 的产能位于 6 nm 至 <22 nm 区间。这一集中度主要由韩国两大半导体厂商——三星与 SK 海力士——推动。两者在存储器制造领域投入巨大,而存储器生产依赖工艺节点持续升级。由于当前大多数 NAND 与 DRAM 的生产集中在 6 nm 至 <22 nm 区间,韩国的节点集中度尤为突出。

相比之下,美国的晶圆产能并未明显聚焦在单一节点区间,而是更分散地分布在多个工艺节点上。

全球大部分产能集中在少数公司手中

按产能口径计算,全球前 10 大半导体公司约占全球晶圆总产能(WSPM)的 50%。图 2 展示了九个主要半导体生产经济体中企业分布情况。

日本的特点在于运营主体数量众多:共有 73 家公司运营至少一座晶圆厂,总产能超过 500 万 WSPM。其中,产能最大的五家公司——铠侠(Kioxia)、索尼(Sony)、东芝(Toshiba)、美光(Micron)与瑞萨(Renesas)——合计产能超过 300 万 WSPM,约占日本总产能的 58%。其余 42% 则由另外 68 家晶圆厂运营商提供。

在其他一些经济体中,晶圆制造更为集中,尤其是韩国、中国台北、新加坡与德国。中国大陆是唯一一个“前五大公司合计产能占比低于全国总产能一半”的经济体。

各经济体规划与在建产能的增长

图 3 对比了各经济体的规划中、在建以及已投产晶圆厂产能。整体来看,大部分产能投资(新建与改扩建)仍集中在产能规模最大的半导体生产经济体,并且主要由已在当地运营晶圆厂的大型半导体公司推动。

从预计新增产能(WSPM)看,美国、中国大陆、韩国、中国台北、日本、德国与新加坡的增幅最为显著。在“世界其他地区”(RoW)中,印度占新增产能的最大份额。

按芯片类型划分的晶圆产能

仅以工艺节点密度(纳米)衡量,无法充分评估晶圆产能的地域分布。支撑技术(芯片类型)与商业模式(例如纯代工厂或 IDM)同样必须纳入考量。若按晶圆厂能够生产的芯片类型来分析,就会出现显著差异。

需要强调的是,在图 4 与图 5 中,同一晶圆厂可能被多次计入,因为每张图反映的是不同类别下的“产能”。例如,Tower Semiconductor 的某座晶圆厂可能同时提供:用于功率半导体的 BCD 工艺、用于模拟/射频的 RF SOI 工艺,以及用于专用存储器的 NVM 工艺。在这种情况下,该晶圆厂产能会被同时计入“模拟”“功率/分立器件”“专用存储器”三类。

此外,在每一个类别中,晶圆厂的全部产能都会被计入。也就是说,如果某晶圆厂产能为 40,000 片/月,并且同时支持模拟与专用存储工艺,那么这 40,000 会被计算两次:一次计入模拟类别,一次计入专用存储类别。

因此,图 4 与图 5 存在结构性局限,应谨慎解读。与此同时,分析高度依赖工艺技术数据集的完整性与准确性:若某晶圆厂的工艺组合未被充分记录,则图 4 与图 6 的结果可能出现明显偏差。考虑到不同晶圆厂与节点对应的工艺技术极为繁杂,数据集很可能并不完整。因此,按芯片类型划分的产能份额更应被视为“指示性指标”,而非最终结论。

1)各芯片类型产能最高的经济体

图 4 展示了六类芯片的总晶圆产能(WSPM):

  • 功率与分立器件
  • 模拟
  • 成熟逻辑(≥20 nm)
  • 先进逻辑(<20 nm)
  • 通用存储器(DRAM 与 NAND)
  • 专用存储器

其中逻辑与存储器的区分仅用于分析目的。对每种芯片类型,图 4 列出总产能最高的五个经济体,按晶圆厂所在地排名,而非公司总部所在地。深色表示在产产能,浅色表示即将投产(在建与规划中)的产能。

中国大陆与中国台北是唯二在六种芯片类型中均进入前五的经济体。美国与日本紧随其后,除通用存储器与先进逻辑外,其余类型均位列前五。值得注意的是,若美国规划中的通用存储器项目全部落地,美国也将进入六个类别的前五。韩国与新加坡同样在多个芯片类型中扮演重要角色。

按类别来看:

功率/分立器件:由中国大陆领衔(628 万 WSPM),其后为中国台北(242 万)与日本(160 万)。

模拟:同样由中国大陆居首(364 万 WSPM),其后为中国台北(209 万)与美国(190 万)。

成熟逻辑:在产产能最高为中国大陆(423 万片/月),其后为中国台北(248 万)与日本(124 万)。

先进逻辑:中国台北领先(155 万片/月),其后为美国(84 万片/月)。

通用存储器(DRAM/NAND):韩国在在产产能上显著领先(458 万片/月),其后为中国大陆(237 万)与日本(221 万)。但韩国在 NOR Flash 等专用存储器上并不一定同样占据主导。

专用存储器:中国台北领先(118 万片/月),其后为中国大陆(92 万),美国(67 万)也处于领先位置。

2)按芯片类型看产能扩张潜力最大的经济体

产能扩张潜力并不在所有芯片类型与经济体之间均匀分布。图 5 更细化展示了按芯片类型与经济体划分的新增产能,有助于评估差异。

对通用存储器与先进逻辑等类别,新增产能主要仍集中在现有领先经济体。与此同时,功率、模拟、成熟逻辑与专用存储器的新增产能也在其他经济体出现,但总体不足以显著改变前五排名。

在六种芯片类型中,只有中国大陆与美国在所有类别上都呈现显著产能增长。其他经济体的扩张计划通常更集中在特定芯片类型。

按类别来看:

功率半导体:新增产能主要集中在中国大陆(+48 万片/月),其后为德国(+32 万)与日本(+19 万)。若这些项目落地,功率产能前五将为:中国大陆、中国台北、日本、德国、美国。

模拟:美国新增产能居首(+0.64 百万片/月),其后为中国大陆(+0.57 百万)与德国(+0.27 百万)。若项目落地,模拟产能前五将为:中国大陆、美国、中国台北、日本、德国。

成熟逻辑:新增产能高度集中在中国大陆(+0.81 百万片/月),其规模超过图 5 中其他六个主要经济体新增产能总和的三倍以上。日本(+0.18 百万)与德国(+0.09 百万)合计仅 +0.27 百万。数据集显示中国台北、美国与韩国在成熟逻辑上没有明显新增产能。成熟逻辑领先经济体将为:中国大陆、中国台北、日本、美国、新加坡。

先进逻辑:增长主要集中在美国(+62 万 WSPM)与中国台北(+47 万 WSPM)。两者合计新增(109 万 WSPM)约为其他六个经济体合计(52 万 WSPM)的两倍。先进逻辑前五将为:中国台北、美国、韩国、中国大陆、日本。

通用存储器:韩国新增产能最大(+236 万 WSPM),超过图中其他经济体新增之和。美国(+171 万 WSPM)与中国大陆(+38 万 WSPM)预计分别成为第二与第三。若项目落地,通用存储器最大生产经济体将为:韩国、中国大陆、日本、中国台北、美国。

专用存储器:新增产能主要集中在美国(+0.074 百万 WSPM)与中国台北(+0.057 百万 WSPM)。前五仍为:中国台北、中国大陆、美国、日本、新加坡。

3)具备混合制造能力的晶圆厂

多数晶圆厂能够生产多种芯片类型,这使按芯片类型分析产能地理分布本就具有挑战。加之数据覆盖不均,一些晶圆厂无法被可靠归类。

图 6 体现了制造能力的异质性,并剔除了 OECD 数据库中 375 家未归类晶圆厂。该图突出展示了不同芯片类型之间的能力重叠,以及在特定类型中“相对独有”的晶圆厂。

主要规律包括:

专用存储器:在 72 家可生产专用存储器的晶圆厂中,仅 1 家专门生产专用存储器。约 12% 同时生产通用存储器。超过 80% 同时生产模拟、功率或成熟逻辑。

成熟逻辑(≥20 nm):244 家成熟逻辑晶圆厂中,约 25% 只生产成熟逻辑;约 40% 也生产模拟与功率;约 75% 会同时生产其他芯片类型。

模拟:345 家具备模拟能力的晶圆厂中,仅 27% 专注于模拟;多数也能生产功率或成熟逻辑。

功率:数据集包含 475 家可生产功率半导体的晶圆厂,其中超过一半(256 家)只生产功率半导体,这与专用存储、成熟逻辑和模拟更常见“混合型晶圆厂”的情况形成对比。

通用存储器:79 家通用存储晶圆厂中,超过 88% 不生产任何其他芯片类型。混合型晶圆厂通常不会生产通用存储器。

先进逻辑(<20 nm):48 家先进逻辑晶圆厂中,几乎全部(96%)只生产先进逻辑。

总结而言:模拟、成熟逻辑与专用存储器主要由具备多工艺技术、产品组合更灵活的晶圆厂生产;功率半导体更常见专属制造;通用存储器与先进逻辑晶圆厂高度专业化,通常不具备生产其他芯片类别的能力。

这种“混合能力晶圆厂”(尤其集中在成熟逻辑与模拟领域)的普遍存在,使市场产能平衡评估更为复杂,包括成熟逻辑是否可能出现过剩等问题。

4)按芯片类型划分的平均晶圆厂规模

按芯片类型观察产能,也能揭示晶圆厂的平均规模差异。图 7 显示,平均晶圆厂规模(以 8 英寸等效 WSPM 计)随芯片类型显著变化。

功率、模拟与成熟逻辑晶圆厂平均规模约为 30,000–50,000 WSPM。先进逻辑晶圆厂(尤其是通用存储晶圆厂)规模要大得多。比如三星、SK 海力士与美光计划新建的多座 12 英寸通用存储晶圆厂,预计可达 150,000–200,000 WSPM,相当于 8 英寸等效的约 330,000–450,000 WSPM。

随着资本开支持续上升(主要由设备更复杂、更昂贵驱动),通用存储与先进逻辑晶圆厂不断扩大规模以获取规模经济。这也体现在先进逻辑晶圆厂平均规模(72,000 WSPM)显著高于成熟逻辑晶圆厂(47,000 WSPM)。

所有权与晶圆产能

前一部分聚焦工艺技术与芯片类型,本部分则转向商业模式与公司所有权。图 8 区分了各经济体中由本土公司与外资公司拥有的晶圆制造产能。数据显示,在晶圆产能最大的五个经济体中,大部分产能由本土公司拥有。

尽管全球半导体价值链高度跨国互依,但大量产能仍由在本国运营的公司掌控。一个可能解释是:建厂资本密集,需要与高度专业化的建设公司、技术与基础设施供应商协作,并应对复杂监管环境;对当地生态与规则的熟悉具有显著优势。

但近期趋势显示,在部分最大半导体生产经济体中,外资晶圆厂份额可能上升。例如台积电与三星正扩大其在美国与日本的产能。在新加坡、马来西亚、奥地利、爱尔兰等规模较小的半导体生产经济体,外资往往贡献了相当比例的产能。新加坡与马来西亚在吸引外资建厂方面尤其成功。

同时,所有权结构可能相当复杂,商业数据集未必能细致追踪。例如意法半导体(STMicroelectronics)在荷兰注册成立,法定总部位于瑞士,并在新加坡、法国与意大利运营晶圆厂(截至 2024 年 9 月按产能排序)。但许多商业数据集仍可能将其简单归类为“瑞士公司”或“意大利公司”。OECD表示,未来将改进其半导体生产数据库中对所有权、总部与生产地点的追踪。

1)按商业模式划分的晶圆产能

半导体制造的商业模式持续演进。传统上,晶圆厂由纯代工厂或 IDM(集成器件制造商)运营。但部分 IDM(如英特尔、三星)调整模式,在部分或全部晶圆厂提供代工服务,常被称为“IDM-代工厂”。

因此,在分析产能地理分布时,商业模式是另一个关键维度。本节区分三类产能:

  • IDM 产能
  • 纯代工厂产能
  • IDM-代工厂产能

代工产能可服务整个市场:任何芯片设计公司都可以使用代工厂。相对地,IDM 运营的产能通常用于其内部需求。

随着面向特定用途、优化设计的专用芯片兴起,越来越多无晶圆厂公司与系统公司开始自研芯片,从而推动代工产能需求不断增长。因此,评估各地区 IDM 产能与代工产能(含 IDM-代工)的平衡至关重要。

图 9 展示了全球前 50 家半导体制造公司的晶圆产能数据(以 8 英寸等效 WSPM 计),覆盖全球约 82% 的晶圆总产能。IDM、IDM-代工与纯代工的分类基于各晶圆厂实际运营模式,产能按晶圆厂所在地分配,而非按公司总部所在地。OECD秘书处指出,将持续提升数据质量与分类准确性。

图 9 显示:全球大部分代工产能集中在中国大陆与中国台北。这两地也是唯二“国内晶圆产能中代工占比超过 50%(高于 IDM 占比)”的经济体。

尽管未来新增产能可能改变部分经济体中 IDM 与代工的相对比例(尤其是日本与美国),报告认为以美国为例,即便 IDM-代工投资增加,美国总产能中仍将有超过一半属于 IDM 产能。

不同经济体商业模式差异可从历史路径与芯片类型结构解释。例如,通用存储器完全由 IDM 生产,这解释了为何韩国几乎没有纯代工产能:韩国两大半导体公司三星与 SK 海力士均为聚焦通用存储与逻辑的 IDM。日本生态同样以 IDM 主导。

最后,图 9 并不穷尽所有公司:其基础数据仅包含产能最高的前 50 家公司(覆盖 82%)。一些扩产计划(例如部分中国 IDM)未被纳入。未来数据集更新将逐步纳入更多已验证商业模式分类的公司,以提升准确性与完整性。

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