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中国台湾的芯片制造,究竟什么水平?

2022-11-29 00:11


最近世界各国都在加强本土化的制造能力,因此掀起了社会对于芯片制造“去台化”的争辩。究竟是怎样的制造能力,才能让世界各国引以忌惮。

来源 | 半导体行业观察


根据TendForce的调查,2021年中国中国台湾半导体市值在全球排名第二,晶圆代工以64%的市占率高居全球第一;2022年中国台湾12英寸的约当产能大约占据全球晶圆代工的48%。


那么中国台湾到底有哪些半导体制造企业呢?我们统计了中国台湾主要的11家半导体制造企业,如下图所示,其中台积电、联电、力积电、世界先进、稳懋、茂硅及元隆等7家企业是专业晶圆代工企业,升阳半导体是非典型专业代工厂,其余4家是兼做晶圆代工生意。据我们的不完全统计,整个中国台湾的半导体晶圆厂的产能高达210万片多,而且还在不断扩产中,足见中国台湾半导体产业的重要性。



1

台积电(TSMC)


台积电目前在中国台湾拥有四座12英寸超大晶圆厂、四座8英寸晶圆厂和一座6英寸晶圆厂,还有一座台积电(南京)有限公司的12英寸晶圆厂,同时,还有2家100%持股的WaferTech美国子公司、台积电(中国)有限公司的8英寸晶圆厂产能支援。2021年,台积电及其子公司所拥有及管理的年产能超过1,300万片十二英寸晶圆约当量。


2

联电(UMC)


联电在亚洲拥有12家晶圆厂。其中包括4家12英寸晶圆厂,分别是Fab 12A、Fab 12i、Fab 12X、Fab 12M;7家8英寸晶圆厂,Fab 8A、Fab 8C、Fab 8D、Fab 8E、Fab 8F、Fab 8S、Fab 8N;1座6英寸晶圆厂,子公司联颖光电(Wavetek)六英寸砷化镓晶圆厂。


12英寸晶圆厂的分布情况为:位于中国台湾台南Fab 12A目前正在生产0.13μm- 14nm的产品,月产能为87,000片。Fab 12i位于新加坡,该工厂是公司的专业技术中心,生产工艺在0.13μm-40nm,月产能45,000片。Fab 12X 位于厦门,是华南地区第一家12英寸晶圆代工厂,于2016年开始量产,主要生产工艺为40nm - 22nm的晶圆,月产能5万片。Fab 12M位于日本,是联电从日本富士通半导体公司收购而来,2019年10月被联电完全收购,生产0.13μm-40nm的产品,月产能33,000片。


8英寸晶圆厂的分布情况:Fab 8A位于中国台湾新竹,生产工艺为0.6μm - 0.18μm,月产能为7万片。Fab 8C的生产工艺为0.35μm-0.11μm,月产能29,000片。Fab 8D主要生产工艺0.18μm - 90nm,月产能32,000片。Fab 8E为0.6μm-0.15μm,月产能35,000片。Fab 8F生产工艺为0.18μm - 0.11μm,月产能32,000片。Fab 8S的生产工艺为0.25μm - 0.11μm,月产能25,000片。Fab 8N是联电旗下子公司苏州和舰的厂区,工艺为0.5μm - 0.11μm,月产能5万片。


联电子公司联颖光电座落于中国台湾新竹科学园区,是一座六英寸砷化镓纯晶圆代工服务公司。提供III-V族及CMOS specialty业界最完整广泛产品组合的6英寸晶圆代工服务,月产能5万片,生产工艺为5μm - 0.25μm。


3

力积电(PowerChip)


目前拥有2座8英寸及3座12英寸晶圆厂,主要进行先进存储、客制化逻辑IC电路与分离式元件的三大晶圆代工服务。2008年巨晶电子股份有限公司成立,取得母公司力晶科技的8英寸晶圆厂8A,2015年8英寸晶圆厂8AD厂量产。2016年巨晶电子在竹南科学园区建立八英寸晶圆功率元件产线,此为8B厂。2018年巨晶电子更名为力晶积成电子制造股份有限公司(简称力积电),这一年8B厂量产。


2019年5月,力积电增资收购母公司力晶科技的12英寸晶圆P1、P2、P3厂及相关营业资产。力晶P1厂是当时中国台湾第一座为制造先进存储器而量身打造的十二英寸晶圆厂,于2002年10月进入量产。2003年10月力晶兴建第二座12英寸晶圆厂(P2厂),2006年2月兴建第三座12英寸晶圆厂(P3厂)。


4

世界先进(VLS)


世界先进于1994年12月5日在新竹科学园区设立。1999 年世界先进在台积电协助下,成功导人逻辑产品代工技术。2000年世界先进正式宣布由DRAM厂转型为晶圆代工公司。2004年7月世界先进正式结束 DRAM 生产制造,成功转型为百分之百的晶圆代工公司。主要代工逻辑、混合信号、高压、超高压、BCD、SOI、eNVM等标准化和定制化制程。


世界先进拥有共五座8英寸晶圆厂,其中四座位于中国台湾、一座位于新加坡,2020年年产能约为290万片8英寸晶圆。2008年世界先进购入华邦电子的8英寸晶圆厂,为世界先进晶圆二厂;2004年世界先进公司购入南亚科技的8英寸晶圆厂房并承接胜普电子之机器设备,为世界先进晶圆三厂;2020年世界先进公司购入格芯公司新加坡Fab 3E8英寸晶圆厂,为世界先进新加坡晶圆厂;2022年世界先进购入友达光电L3B厂厂房及厂务设施,为世界先进晶圆五厂。


5

稳懋半导体(WIN)


稳懋半导体成立于1999年,位于林口华亚科技园区,是全球首座以6英寸晶圆生产砷化镓微波集成电路(GaAs MMIC)的专业晶圆代工服务公司。1999年12月,稳懋的晶圆A厂建厂开始,2000年成功的产出全球第一片6英寸的0.15微米pHEMT MMIC 晶圆。2007年4月,稳懋购置晶圆B厂土地及厂房,2008年4月,晶圆B厂正式量产启用。2015年4月,晶圆C厂正式量产启用。2018年稳懋的年产能已超过三十四万片以上。


6

茂硅(MOSEL VITELIC Inc.)


中国台湾茂硅电子成立于1987年1月8日,早期为DRAM制造厂商,于2003年退出DRAM市场,转型为专业的晶圆代工公司,其晶圆代工服务主要聚焦在功率半导体元件及电源管理IC领域。根据茂硅2021年财报,其2021年的晶圆制造营收约为6713万美元,在全球半导体的市占率为万分之一,在中国台湾晶圆代工的市占率则约为万分之十。其晶圆厂位于中国台湾新竹,6英寸晶圆厂月产能约5.1万片,2021年代工厂的总产能为62.4万片,硅晶圆出货总量达14,165百万平方英寸。


图源:中国台湾茂硅电子


7

元隆(AMPI)


元隆成立于1987年,主要是以6英寸晶圆制程技术生产分离式功率半导体元件,产品包括功率晶体管、二极管、高压CMOS等。晶圆厂位于新竹市科学园区,目前晶圆月产能65000片。2021年元隆的营收为16亿新台币。


8

升阳半导体(PSI)


升阳国际半导体成立于1997年,以晶圆再生起家,进而发展晶圆薄化部及晶圆整合部。目前是全球最大晶圆薄化代工厂,提供6英寸、8英寸及12英寸晶圆再生和12英寸测试用薄晶圆。升阳半导体也是中国台湾最大晶圆再生代工厂,有九成以上的产能提供给台积电、联电、力积电等大厂。


据升阳半导体的介绍,晶圆再生技术是指采用专业的剥膜制程,可快速且不影响芯片特性的前提下,处理IC Fab制程的各式薄膜,如光阻膜、氧化膜、金属膜等;且有效运用抛光技术来确保客户来料硅晶圆的最小移除率和电物性要求;且以清洗方式达到最佳洁净度,可大幅提高客户回货率及增加档控片之使用次数。


9

旺宏电子(MXIC)


旺宏电子的主营业务主要为集成电路、存储器芯片之设计、制造、销售及晶圆代工服务,晶圆代工只占公司很小的比重,晶圆代工服务主要包括次微米逻辑制程/高压CMOS及BCD制程,嵌入式非挥发性存储器的BCD及逻辑制程,2021年其晶圆代工占公司营收的6.92%。公司的主要产品是Nor Flash,是全球少数能够提供从512Kbit 至2Gbit完整NOR Flash系列产品的公司。目前拥有 1 座 12 英寸(晶圆五厂)、1 座 8 英寸(晶圆二厂)。


旺宏电子晶圆代工服务

(图源:旺宏电子)


10

汉磊科技(Episil)


汉磊科技于1985年设立于新竹科学园区,为全球第一家Linear Bipolar IC专业代工厂,也是全球第一家俱备化合物半导体氮化镓 (GaN) 及碳化硅 (SiC )专业代工厂,主要提供6英寸晶圆代工。目前拥有1座 4/5英寸及 2座 6英寸晶圆厂,4英寸的月产能为2000 pcs、5英寸的月产能为10,000 pcs,6英寸的月产能分别为17,000pcs和33,000pcs。2021年汉磊科技的营收为26.74亿新台币。


11

新唐科技(Nuvoton)


新唐科技于2008年从存储器大厂华邦电子中分立出来,新唐是以自有逻辑 IC 产品制造、销售为主,晶圆代工服务为辅的公司。新唐以 6 英寸晶圆厂提供晶圆代工服务,晶圆代工源自于华邦电子六英寸晶圆厂,座落中国台湾新竹科学园区内,月产能为45,000片。新唐晶圆代工厂目前提供0.35um以上制程,包括一般逻辑、混合信号、高压、超高压、电源管理、Mask ROM (Flat Cell)、嵌入式存储器与客制化制程(如: IGBT, MOSFET, TVS, Sensor)等。


 写在最后 


半导体产业是一个绵密且复杂的产业,如今半导体行业全球化分工的供应链不是一朝一夕可成,是经过市场机制考验过后的结果。中国台湾半导体产业能有今天,是各公司自己的拼打。全球半导体离不开中国中国台湾的芯片制造,更离不开中国广阔的半导体市场。


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12

2访谈节选  纳迪姆:请允许我自我介绍一下,我的名字是纳迪姆·马卡里姆。我目前是印尼的教育、文化、研究和技术部长,但在此之前,我是一名科技企业家。如果可以的话,我很荣幸能够问你几个问题吗?埃隆:当然可以,非常欢迎。采访主持人纳迪姆·马卡里姆(Nadiem Makarim),是印尼历史上最年轻的部长,他废除了印尼国家考试(UN)体系。1  谨守第一性原理  "任何人的意见都不重要,物理学是定律,其他一切都是建议。我见过很多人违反法律,但我从未见过有人违反物理学定律。"  纳迪姆:第一个问题,让我们很多人感到困惑的一件事是,你怎么能做这么多事?你的生产力工具有哪些?埃隆:嗯,我确实投入了大量的时间。我不确定我是否会向其他人推荐我的做法,因为我几乎所有时间都在工作。关于理解世界的工具,我认为,物理学框架是非常有帮助的。在物理学中,是从第一性原理的角度进行思考的。对于一种特定的情况,你可以尝试理解最基本的真理,然后基于此进行推理。最后,根据你认为的基本真理来检验你的结论。在物理学中,这就像检验你是否违反了能量守恒,或动量守恒,或类似的定律。然后不断地尝试减少错误。你应该永远假设,你在某种程度上是错误的,而你想减少错误。我认为,这一点非常重要。这有点难以跨越自尊心,但它对于了解事情的真相很有帮助,因为你渴望少犯错误。图片  图片  维基百科对于第一性原理的定义  纳迪姆:这很了不起。这是个迭代的过程,不断地持有健康的怀疑态度,当然,还有投入的大量时间。我注意到,当你尝试做出改变时,改变带来的阻力是非常大的,也是非常痛苦的。会有一群人,我把他们归类为反对者,他们不断地说,你所要实现的目标是不可能的。你如何应对这些反对者?埃隆:回到物理学上,唯一真正不可能的事情,是打破物理学定律。只要没打破物理定律,一切皆有可能。任何人的意见都不重要,物理学是定律,其他一切都是建议。我见过很多人违反法律,但我从未见过有人违反物理学定律。纳迪姆:请大家鼓掌。在物理学定律范围内,任何事情都有可能。埃隆:当然,你也可以挑战物理学定律,但它们已经被挑战得够够的,而且它们有很强的适应性。2  对教育的看法,批判性思维  人们往往只是尝试各种谬论,用谬论来困住你。因此,掌握抵御谬论的能力,将是一门很好的课程。纳迪姆:如果我们可以仔细研究一下,你已经在你的多个组织内开展了大量的创新。你也相当明确地指出了,教育应该做出哪些实际改变。最近印尼几乎完全放宽了高等教育。我们让每一家公司、非营利组织、大学以外的所有外部机构,都变成了一所被认可的大学。目前,高等教育是所有机构同心协力想要实现的目标,包括科技公司。我想知道你对教育的想法,以及在你的理想世界里,教育是什么样子的,不管是初等教育还是高等教育。埃隆:当你尝试学习一些东西时,极其重要的是建立相关性,问问你自己为什么要学这个?因为我们的大脑一直在试图忘却。在潜意识层面上,我们的大脑试图决定什么相关,什么不相关。你看到的大多数东西,其实大脑并不想记住它们,因为没有意义。因此,你必须建立相关性——为什么你应该学习这个或那个主题。一旦你建立了相关性,你的大脑自然就会想要记住它。有两种根本不同的方法开展教育,一种是通过对工具展开教学,另一种是通过你想解决一个问题,并尝试理解需要什么工具来解决问题。举例来说,如果有一系列关于扳手、螺丝刀和绞盘的课程,但不建立相关性,就很无聊。而如果你说,让我们拆开一个发动机,怎样才能把这个发动机拆开并装回去?我们将需要螺丝刀、扳手、一个绞盘,也许还需要一些内六角扳手。你必须把它拆开,然后再把它装回去。然后,在这个过程中,你会理解为什么这些工具是相关的,并且你会记住它们。这是一个非常简单但重要的原则,那就是,在解决问题的过程中解释这些工具,然后这些工具就会有意义。否则,它们就会显得毫不相关,人们也就不会记住它们,而激励就会变得困难。图片  马斯克推动创办的实验性学校Astra Nova(前称:Ad Astra)的官网首页。学校秉承因材施教,推动了很多马斯克在这个访谈中提到的教育理念。纳迪姆:让这些工具处于某种上下文,从而增加相关性。你认为,这种做法是否正在世界各地的教育系统中发生?从教师的角度或课程的角度,需要做出些什么改变?埃隆:有一些事情经常是反着来的。他们会教你使用工具,而不是教你如何解决问题。然后再建立工具的相关性。例如,你可能会参加一门微积分课程,但你不知道为什么要学习微积分。这似乎是一门心理障碍课程,没有任何意义。实际上我想说,对很多人来说,的确是这样。因为除非你期望在未来使用它,否则学习微积分是没有意义的,至少在详细学习的层面上。我一般会问,某人想要做的是什么事情?然后,尝试解决问题。坦率地说,很多教育都是毫无意义的。人们被教了很多东西,但实际上,未来他们并不会使用这些东西。那么,为什么要费尽心思教人们将来不会用到的东西呢?除非人们只是想通过一门心理障碍课程,我们是不是应该强迫人们去通过这些心理障碍课程,我认为这值得商榷。但如果我可以提出一个强烈的建议,在教育早期就应该教授批判性思维。批判性思维非常重要,因为它创建了心理防火墙,使儿童能够拒绝那些没有说服力的概念。这就像拥有一个抗心灵病毒的防御系统。批判性思维,如果在年轻的时候就进行教授,就会创建心理防火墙,可以避免人们的大脑建立错误的概念。我强烈建议在人们年轻时就学习批判性思维的原理。纳迪姆:我完全同意你的观点。我们刚从我们的全国性评估系统中,取消了基于学科或基于内容的测试。取而代之,纯粹以逻辑、问题解决、批判性思维和计算逻辑作为基础技能。你是否知道如何使用你所获得的信息,或你理解的内容。埃隆:如何抵御精神诡计?人们往往只是尝试各种谬论,用谬论来困住你。因此,掌握抵御谬论的能力,将是一门很好的课程。3  给年轻人的职业建议  作为技术专家,我的建议是人工智能和可持续技术。纳迪姆:在数字时代,这种辨别能力,以及对于你所获取的信息持有健康的怀疑态度,我认为对于下一代来说,几乎是存活的关键。在这一点上,我完全同意你的看法。埃隆,让我们谈一谈这些年轻人的未来。如果他们向你询问职业建议,你认为哪些行业将是最令人激动、最被需要的?在未来,哪些行业可能不被需要,价值会降低?希望你能分享一下对于这个问题的看法。埃隆:有一些事情很明显,任何与可持续能源有关的行业,在未来都将是非常重要的。如果跟用于固定存储,或汽车、飞机、船只的锂电池相关,那将非常重要。显然,在所有领域,人工智能都是非常重要的。自动驾驶的汽车、自动飞行的飞机、自动行驶的船只,我强烈建议学习这些。当然,这些都是非常技术性的课题,还有许多其他值得追求的东西。但作为技术专家,这就是我的建议,人工智能和可持续技术。我认为在合成生物学方面有很多的机会,围绕合成信使RNA。这将成为医药领域的一场革命。我认为,类比于音频从模拟走向数字化,合成RNA,就是医药正在走向数字化。这是一场比大多数人所意识的更为深刻的革命。从技术的角度来看,我认为可持续能源、人工智能、合成生物学,可能是三大很好的领域选择。信使核糖核酸(messenger RNA,缩写:mRNA),是由DNA经由转录而来,带着相应的遗传讯息,为下一步翻译成蛋白质提供所需的讯息。源:维基百科。纳迪姆:就风险而言,哪些技术最让你害怕?或者说,有什么技术让你害怕吗?我不知道。埃隆:嗯,我认为,我们应该对人工智能心存担忧。因为我们不希望出现走向歧路的数字超级智能,对人类造成损害。我认为,我们确实需要对人工智能持谨慎态度。在合成生物学方面,它也有可能变得危险。因为,它有可能创造出比自然出现的更具破坏性的病毒。这些技术工具,绝对是双刃剑。技术越强大,我们在使用时就越需要小心。4  犯错、好奇心、冒险精神  你应该永远假设,你是错的,你只需确保的是,每天都更少犯错。纳迪姆:非常感谢,现在向观众开放提问。提问者A:作为一名全球创新者和世界排名第一的商人,当然我们已经听过你的成功故事,这些故事极大地鼓舞了我们。但你曾面临的最大障碍或错误是什么?你是如何克服的?埃隆:坦率地说,我犯过很多错,把它们全部列出来要花太长的时间。但我认为,这里更高的原则是,随着时间的推移,要渴望减少错误。要承认,你总会在某种程度上犯错。如果你能每天少犯一点错误,我认为那就很棒。要每天少犯错,也是很难的。坦率地说,即使你在大多数日子里都能少犯错,这也是一个相当大的胜利。我以前曾经公开说过,心智和思维都很重要。我在雇用人员方面所犯过最大的错误之一,就是他们思维能力超强,但心智不足。两者都很重要,这很关键。我认为,更高的原则是,假设你是错的,而且你想少犯错,并且每天努力减少犯错。寻求批评性的反馈,特别是从朋友那里。通常,你的朋友会知道你说的是错的,但他们不想伤害你的感情,所以他们不会告诉你。但如果你要求他们告诉你,并说这不会伤害你的感情,那么他们就会告诉你。我认为,从朋友那里获取批评性的反馈,是非常有帮助的。纳迪姆:你永远不可能在100%的时间里都是正确的。我们一直都会出错,你只需要确保,你每天都少犯错。埃隆:我想说的是,我们永远都是错的。你应该永远假设,你是错的,事实上,因为我们的确如此。你要采取“渴望减少犯错”的方法,而不是,“你是对的,让我们来证明你是对的”。提问者B:我想知道,有什么日常习惯,让你成为了现在的你?谢谢。埃隆:就日常习惯而言,我认为,好奇心是一个非常重要的东西。对世界及世界的运作方式充满好奇,对技术好奇,对一切事物好奇。然后,要对好奇心有一定的执着。执着的好奇心,可能是最重要的。而且,我认为冒险精神也很好。有时人们对某些事情感到害怕,其实大可不必。你想要确保,你的恐惧与实际的危险相称。我认为,有时候我们的本能恐惧与实际危险并不相称。因此,你想要尝试重新思考,比如试着说,好吧,这种恐惧是合理的吗?会不会真的有不好的事发生?有时你必须要审视一下你的本能恐惧,并质疑它,确认这是否是一种合理的恐惧。而往往它并不是,简单地审视一下恐惧,就会让它消失。纳迪姆:我喜欢你的评论,埃隆,关于执着的好奇心。我相信,如果我们能培养出具有执着和过盛好奇心的年轻人,我们将能够让整个国家和整个世界能实现的创新数量增加10倍。关于恐惧,我认为,这是我们可以从埃隆这样的企业家那里学到的最突出的一点,那就是,所有的伟大,所有的变化,所有的进步都需要风险。没有风险,就没有进步。希望印度尼西亚的年轻人们能够真正开始意识到并接受这样的事实:如果你想成长,如果你想获得成就,风险将是常态。并将其作为你的旅程的一部分。管理你的恐惧,理解你所害怕的事情。1%确实会发生,但99%的恐惧都不会发生。这是你为了取得进步,需要控制和管理的东西。


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