成熟制程芯片，“中美竞争”的另一块前沿阵地

2024-10-15 16:41

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作者 | 十巷

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图片 I unsplash

数十年来，芯片制造的巅峰追求聚焦于先进制程技术，引得业界竞相追逐。从早期的56nm、28nm，到14nm、7nm，再到目前广泛讨论的5nm、3nm，以及台积电正全力推进的2nm...在摩尔定律的指引下，这些数字不仅代表着芯片制造技术的不断精进，更预示着芯片性能与能效的显著提升。

尤其是在人工智能（AI）浪潮时代，先进制程芯片一卡难求、价格飙升，呈现出供不应求的紧俏局面。

与之形成鲜明对比的是，成熟制程芯片的价格战硝烟已在全球悄然弥漫。

另辟蹊径，国产半导体押宝“旧技术”

众所周知，自2022年以来，美国高度重视限制中国高端半导体生产，实施了严格的出口管制措施，并拨款数百亿美元来激励美国先进芯片的本地化生产。

在技术与市场的双重严峻挑战面前，中国半导体产业必须迎难而上，勇敢地迎接各种困难与考验。

为此，我国开始重点关注不太先进但广泛使用的“传统”芯片（成熟制程芯片）。

所谓成熟制程，通常指的是28nm及以上的制程工艺。该工艺曾经一度被部分人误解为“低端”、“又老又慢”的代名词。

但事实并非如此。

成熟制程芯片，尽管技术上不如先进芯片复杂，但其重要性不容忽视。这些工艺已经经过长时间的市场验证，技术相对成熟，生产成本较低，稳定性高，聚焦于中小容量的存储芯片、模拟芯片、MCU、电源管理、模数混合、传感器、射频芯片等，广泛应用于消费电子、汽车、家电，以及医疗和工业设备等领域。

从芯片需求数量来看，28nm及以上的成熟工艺，占据了全球四分之三左右的份额，而先进工艺只占四分之一。

由于工艺优化、材料创新等技术的不断应用，成熟制程在提升效率、降低能耗、增强可靠性等方面仍有巨大的潜力可挖。同时，面对定制化、差异化的市场需求，成熟制程技术也展现出了其灵活性和适应性，能够根据客户需求进行快速调整和优化。

最近几年，中国大力发展成熟芯片工艺，在提升自给率、满足自身需求之外，逐步扩大在半导体芯片领域的市场份额和话语权。

在上述背景和形势下，中国作为全球最大的成熟制程芯片市场，已然展现出了强大的实力与巨大的潜力。众多企业通过持续不断的技术攻坚和不懈努力，如今已能够实现成熟制程芯片的大规模量产，这使得中国在这一领域的芯片产量迅速攀升。

据数据统计，2023年中国大陆的晶圆产能同比增长12%，达到每月760万片晶圆。预计到2024年，这一数字将进一步增加到每月860万片晶圆。2024年第一季度，中国的成熟制程芯片产量就已激增了40%。

TrendForce报道也曾指出，中国大陆目前共有44家晶圆厂，预计2024年底，中国大陆将兴建32座大型晶圆厂，且大多锁定成熟制程。未来几年，中国成熟半导体产能规模预计还将实现显著增长。

这些数据不仅展示了中国在成熟制程半导体领域的强劲势头和强大实力，也预示着全球半导体市场格局或将迎来深刻变化。

对于产业链而言，中国大陆芯片产能的扩张明显带动了半导体设备、材料等行业需求的增长。据SEMI最新消息报道，2024年上半年，中国购买了价值250亿美元的芯片制造设备，超过了韩国、中国台湾和美国的总和，创历史新高。

根据SEMI的预测，2024年全球半导体设备销售额预计同比增长3.4%至1090亿美元。中国对半导体设备投资将持续强劲，投入芯片设备将占据全球32%的份额，成为了今年上半年唯一一个继续同比增加的地区，也保持着全球最大半导体设备市场的地位。预计到2027年，中国将保持其作为全球300mm设备支出第一的地位，未来三年将投资超过1000亿美元。

荷兰半导体设备制造商ASML新任CEO Christophe Fouquet也表示，世界需要中国生产的成熟制程芯片。尤其是汽车行业，需要中国芯片制造商目前正在投资的成熟制程芯片。

未来，ASML将继续在遵守相关法律法规的前提下，支持在华客户发展，帮助客户在成熟制程芯片制造过程中降本增效。

美欧盯上中国“成熟芯片”

中国在成熟芯片产业的崛起之势，犹如一颗巨石投入平静的湖面，引发了国外对成熟制程芯片竞争加剧的担忧。

数据显示，2022年和2023年，中国企业的芯片报价比海外竞争对手低20%-30%。尽管是在前几年，半导体普遍短缺导致价格飙升的情况下，这些折扣仍然存在。

尽管中国制造的芯片目前仍主要供应国内市场，但大幅折扣已帮助本土代工厂从GlobalFoundries、三星等海外竞争巨头手中夺取市场份额。

照此趋势，TrendForce预计，2027年中国在成熟制程芯片市场的市占率将从2021年的31%提升到39%，几乎是2015年的两倍，从而取得成熟制程芯片的主导地位。

TrendForce分析师甚至断言，中国这几年兴建大量芯片生产线，大规模提升芯片产能，未来成熟制程芯片或将变成白菜价。

显然，中国企业在成熟制程的不断扩张和通过低价策略抢占市场份额的行为，让海外企业明显感受到了前所未有的压力。

有行业专家指出，在未来，美国很有可能会依赖中国成熟芯片的产能，28nm及以上的成熟制程的芯片，也许会成为未来中美半导体之争的另一块前沿阵地。

毕竟，先进制程只是少数几家巨头“角力”的舞台，成熟制程才是全球追求的财富。

从数据来看，20nm-45nm工艺芯片（不含存储），美国高度依赖海外市场，排名前二的是中国大陆市场与中国台湾市场。

可以简单理解为，在成熟制程芯片领域，中国将有能力卡住美国的脖子。

对此，美国商务部在2024年第一季度对约100家美国公司进行了调查，以确定它们对中国公司在成熟半导体方面的依赖程度，担心公司容易受到成熟节点供应链中断的影响。

欧盟也在考虑调查中国半导体在欧洲整个产业链中的嵌入程度，将“成熟芯片”视为竞争的下一个战场。

4月5日，美国和欧盟召开“贸易与技术委员会会议”（TTC），双方均表示将针对成熟制程半导体供应链进行调查，并计划采取"下一步措施"，以减少对于外部的依赖。

其中，美国商务部宣布将投资34亿美元，用于增强美国传统芯片的生产能力。这相当于分配给先进半导体的激励措施的三分之一，以降低对中国大陆成熟芯片的依赖度。

与此同时，美国与欧盟还宣布将合作应对半导体产业中的干预活动延长3年，特别是在“成熟制程芯片”领域，双方将共同应对中国。这表明美欧在半导体领域的合作不仅限于调查和采取措施，还包括对抗可能的外部干预。

成熟节点的“过剩争论”

另一方面，随着我国在成熟制程芯片市场份额的不断扩大，以及国内企业仍在不断扩大工厂建设，可能会引发全球成熟芯片产能过剩和价格竞争加剧的风险，这将导致包括美国在内的很多国家无力与中国打芯片价格战，类似于过去十年光伏行业所经历的情况。

这可能会是中国与发达经济体未来贸易争端的前奏。

尤其是美国，一直对中国芯片领域的进展与突破保持高度关注，美国的《芯片与科学法案》除了阻击先进芯片之外，还已经打算分配一些资金用于成熟节点芯片的生产，并进行供应链审查，研判中国成熟节点半导体产能大幅扩张将如何影响市场。

成熟制程芯片产能激增背后，原因不难分析：

首先，成熟制程芯片没有受到美国政府的出口限制。美国政府之所以将这部分芯片排除在限制之外，主要是为了确保全球供应链的稳定性。毕竟，成熟制程芯片广泛应用于涉及人们日常生活的各类消费性电子产品。如果供应链被中断，很可能导致一系列全球性问题。

另外，美国政府也经过评估，认为成熟制程芯片并不会对国家安全构成直接威胁。因此，在权衡利弊之后，选择了对这部分芯片放松限制。然而，这一决策推动了我国在成熟制程芯片领域的快速发展。同时在政策的大力支持下，中国半导体产业的投资重点开始转向成熟制程领域。

国内在成熟芯片领域，产能的确已经走在了世界的前端。

在产能起来之后，随之而来的是整个市场成熟芯片价格的下降，但产能不停攀升，导致行业竞争加剧。之前一些在国内赚得盆满钵满的海外芯片厂商也感到很大的压力，不得不降低芯片价格来应对，比如德州仪器、GlobalFoundries的成熟芯片，价格都比过去低了数倍。

有业内人士透露，有些国内芯片代工厂因为订单压力较大，甚至出现了为了抢单不断拉低价格的现象，国内成熟芯片似乎进入了红海市场，这导致国内芯片代工厂的利润都跌了不少。

这一点可以得到印证。

回顾2023年的全球半导体行业，一个不可忽视的现象是晶圆代工成熟制程产能利用率的持续低位徘徊。这一现象不仅反映了当前市场的复杂性和多变性，也预示着行业内部正在经历一场深刻的调整与变革。

市场需求低迷是导致晶圆代工成熟制程产能利用率低下的重要原因。智能手机、笔记本电脑等消费类电子产品的销量下滑，汽车市场增速也开始明显放缓，受终端需求能见度低影响，供应链建立库存态度保守，这些都直接影响了对芯片的需求。

另一方面，随着各晶圆厂在连续两年因需求清淡而放缓扩产计划后，预计在2025年将陆续开出先前递延的新产能，尤以28纳米、40纳米及55纳米等成熟制程为主，在需求能见度低、新产能开出双重压力下，成熟制程价格将持续承压。这进一步压缩了利润空间，使得产能利用率难以有效提升。

以国内代工龙头中芯国际为例，其2024年半年度报告显示，2024上半年实现营业收入为262.69亿元，同比增长23.23%；归母净利润为16.46亿元，同比下降45.1%，公司出现增收不增利的情况。对于营收增长的原因，公司称主要是由于本期晶圆销售数量增加所致，销售晶圆的数量（8英寸晶圆约当量）由上年同期的265.5万片增加至本期390.7万片。

虽然公司晶圆销售数量有所增加，但产品平均单价却出现明显下滑。

今年上半年中芯国际的每片晶圆平均单价约6723.57元，较上年同期的8029.38元，下降了16.26%。分季度来看，2024年Q2，公司销售收入环比增长23.1%为136.76亿元，出货超过211万片8英寸晶圆约当量，环比增长18%，平均销售单价却环比下降8%。

总体持续“量升价跌”的态势。

尤为值得关注的是，产能利用率作为衡量产能消化与市场景气度的一项关键指标，中芯国际该指标也随之下降。

2022年Q1及Q2，中芯国际的产能利用率近乎满载状态，到了当年Q4，公司的产能利用率下降至79.5%。2023年，公司产能利用率进一步下滑，全年维持在75%左右。

今年上半年，全球半导体产业整体显现复苏迹象，今年Q1公司的产能利用率达到80.8%，Q2产能利用率进一步提升至85.2%。尽管公司的产能利用率有所恢复，但与高峰时期相比，产能利用率仍处于低位。

从价格端以及产能利用率来看，行业目前仍然处于供大于求阶段。

有晶圆代工厂高管直言，“现在真是卷得太夸张了。”去年90nm及以上节点价格已很“内卷”，今年会更严重，而且会向下延伸到55nm甚至更小制程，而且随着头部厂商纷纷扩建，新产能2024年底会逐渐释放出来，出来之后没有客户怎么办？只能降价抢客户。

面对供过于求的局面，晶圆代工厂商不得不继续采取降价策略以争取订单，这进一步压缩了利润空间，使得产能利用率难以有效提升。

展望后市，TrendForce预测，明年成熟制程产能利用率虽可提升10个百分点，但业界持续扩产将导致价格持续承压。

但需要强调的是，在评估成熟制程大规模扩张可能会导致“产能过剩”的影响时，中国大陆以外的公司也并没有停滞不前。例如，GlobalFoundries、台积电、联电、力积电、世界先进等也正在美国、新加坡、日本、德国和印度等地增加成熟节点的生产能力，提供多样化的成熟节点技术，以平衡中国在该领域的扩张力度。

可见，中国要想在成熟节点半导体领域“获胜”，也并非易事。

在恐慌情绪蔓延之际，另有声音表示，业界无需对中国成熟制程产能的扩张形势太过警惕。

根据中国海关总署先前发布的数据显示，2024年第一季度，我国的集成电路进口量同比增长了12.7%，达到了1215亿颗。在中国半导体产业中，进口货物仍占据超过一半的比例，半导体仍然是中国进口价值最高的商品。

这表明中国在提升半导体产业自给自足度方面仍有很长的路要走。

据一项非公开行业研究对2030年产能和需求平衡的现有估计表明，预计到2030年（假设中国所有规划的晶圆厂都实际建成并投入运营），国内产能将能够满足约90%的国内需求，包括中国OEM和在中国设有工厂的国外OEM，2020年这一数字仅为37%。

不难理解，即使中国未来产能大幅增长，满足国内需求仍将是中国代工厂的重点。

目前，中国大陆的成熟制程技术整体相较台积电还有很大差距，但已可与力积电等二线厂商较高下，甚至在部分工艺节点上，可与台积电“掰手腕”。

但无论如何，我们都要清晰的认识到，相比国际市场，中国的成熟芯片产能虽然在不断扩大，但技术和制造水平还有一定差距，尤其是地缘政治上的风险依然存在，国内需要提前有应对预案，以有备无患。

结语

在全球半导体投资竞赛之下，先进制程受阻，成熟制程芯片供给过剩、需求不振，中国晶圆代工厂能否杀出一条路？

从某种角度来看，美国对先进芯片的打压为中国利用“旧技术”提供了机会，在成熟制程芯片领域取得了显著进展。

但长期来看，我国仍面临着对先进制程芯片进口的严重依赖问题。尤其是随着先进工艺的进一步下沉，新兴产业的芯片升级，先进工艺的关键性日益突出。