1月15日消息，近年来，随着中国、美国、欧洲、日本等全球主要国家和地区对于半导体制造业的日益重视，推动了全球半导体制造业的投资热潮。根据semiengineering的统计，2023年全球半导体制造相关领域（包括晶圆制造、封装、测试、设备及材料等）相关领域吸引了大量资金，有超过100项投资。除了美国、中国大陆、中国台湾、欧盟、日本等地的之外，印度和马来西亚凭借廉价的劳动力成本以及当地政府的支持，也获得了不少半导体厂商的青睐。展望未来，随着新兴技术吸引消费者和市场的兴趣，人工智能 (AI)、量子计算和数据中心也将从这些投资中受益。
尽管各国政府都在寻求建立本土优势，但很多本土企业仍在继续进行海外投资。SEMI 总裁兼首席执行官 Ajit Manocha 表示：“各国要打造能够完全独立于其他国家或地区的半导体供应链，将需要很长时间。而且我不认为这对我们的行业或技术创新来说是最好的。” “如今，这是一个互联良好的系统。我们从基板开始，然后制造芯片。基板方面，大部分材料和化学品都是在日本生产，也有部分在欧洲和美国生产，芯片设计大多是在美国完成，前端制造多在中国台湾和韩国完成，封装大多是在中国大陆和东南亚地区。然后，一些最终的测试也是在美国，销售也是在美国，所以世界上的六七个地区是相互依赖的。如果将所有环节带入美国会带来很多挑战。在一个地区建立整个生态系统非常耗时，而且会失去专业化的优势。”
根据SEMI的2023 年第三季度全球晶圆厂预测数据显示，预计2022年至2026年间将有94座200毫米和300毫米新晶圆厂上线，其中78座已开始运营，或正在添加设备或正在建设中。其中，63 个位于亚洲，其中 30 个位于中国大陆；18个位于美国；其中 13 个位于欧洲和中东。
“无论是美国还是其他国家，大家都充分认识到这是一个全球性行业，我们与多个地区相互依存，” Ajit Manocha说：“我们需要合作。”
除了试图建立独立体系的挑战之外，Ajit Manocha还警告说，需要维持国际合作伙伴。“我们需要制定明确的政策，以便我们能够与其他地区共同合作。我们不需要把所有东西都集中到一个国家，我们确实需要确保系统中有足够的冗余，这样，如果发生战争等不幸的事情，我们就不会成为这种情况的人质。” 无论是德克萨斯州的火灾、洪水还是暴风雪，晶圆厂都面临着各种风险。“这些灾难发生的频率有所增加，因此我们需要半导体行业的多个中心，而不仅仅是我们今天拥有的几个中心，”他说。“这就是为什么我们欢迎印度成为新的枢纽，但还有很长的路要走。”
2023年，印度和马来西亚吸引了近十几项半导体投资。“从研发领域的角度来看，在这两个地区进行建设都有着有吸引力的理由，”半导体研究公司SRC的业务发展和政府关系副总裁 David Henshall 表示：“很多设计公司都在那里建中心，因为那里本科生和研究生数量多，而且经济发展也不错。专业人才的培养是一个巨大的问题，因此我们一直在与印度合作以满足其中一些需求。一些公司和印度政府正在将半导体视为帮助他们发展经济的一种方式。”
2023年印度和马来西亚的主要投资包括：
Synopsys正在印度奥里萨邦建立一个芯片设计中心，并与 IIT Bombay 合作在孟买开设了一个虚拟晶圆厂解决方案实验室；
美光科技在印度古吉拉特邦投资 8.25 亿美元，用于 DRAM 和 NAND 组装和测试；
AMD 在印度班加罗尔和卡纳塔克邦的研发、设计和工程投资达 4 亿美元；
应用材料公司斥资 4 亿美元在印度班加罗尔建设制造设备协作工程中心；
英飞凌全球总投资约55亿美元，其中部分投资于马来西亚居林，用于扩建其200毫米碳化硅工厂。
博世在马来西亚槟城投资约3.76亿美元用于汽车芯片和传感器测试；
“我们在印度理工学院孟买分校的新 Synopsys 实验室战略上重点关注 TCAD（计算机辅助设计技术），因为它在先进芯片制造生命周期中发挥着至关重要的基础作用，”工程、电路设计和 TCAD 解决方案副总裁 Aveek Sarkar 说道在新思科技。在实验室接受培训的学生将获得 TCAD 专业知识，以帮助解决在最先进工艺节点制造芯片的复杂功率、性能和面积/成本挑战。
政府是关键角色
国家安全是某些政府的主要关切点，美国禁止向中国出口先进的芯片和制造设备，中国则通过禁止关键矿产出口进行制约就证明了这一点。
然而，半导体行业的首要担忧是人才短缺、气候威胁和供应链问题。Ajit Manocha说：“这是三个全球性挑战。没有一家公司、没有一个国家、没有一个首席执行官能够解决这些问题。当我在企业工作时，我常常说‘不要让政府插手我们的事。’ 但现在我要说的是，‘我们需要政府参与解决这些全球挑战。’”
根据美国芯片法案，美国商务部授权拨款约527亿美元为当地半导体制造、研发和人才发展提供补贴，其中 30 亿美元用于先进封装，包括一个试点设施。
BAE Systems 获得了美国《芯片与科学法案》的第一个资助——首期 3500 万美元，用于其微电子中心的现代化并增加战斗机芯片的产量。
美国国防部还向格芯（GlobalFoundries）提供 3500 万美元资金，用于扩大生产 200mm GaN-on-Sic 芯片。
欧盟和比利时向imec投资了16亿美元，用于扩建其洁净室测试设施。
格芯和意法半导体共同投资75 亿欧元建设的300 毫米晶圆厂则由法国和《欧洲芯片法案》提供资助。
韩国政府正在支持在三星等厂商在龙仁建立半导体巨型集群。
台积电、博世、英飞凌和恩智浦在德国投资 110 亿美元建设合资晶圆厂，德国和《欧洲芯片法案》也将提供支持。
美国商务部《芯片与科学法案》研究与开发办公室主任 Lora Weiss 在该项目的在线启动仪式上表示：“CHIPS for America 是一项历史性的努力，旨在将半导体制造带回美国，并支持芯片制造商建立强大的生态系统。这将有助于为尖端逻辑芯片建立至少两个新的大规模制造设施集群和先进的封装，从而推动人工智能、生物技术和量子计算等领域的进步。我们预计美国将成为多个大批量先进封装设施的所在地，并成为最复杂芯片先进规模封装的全球领导者，而不是将这些芯片发送到海外进行封装（目前美国大部分封装都是在海外进行）。 ”
封装是创新的公平游戏
“这里正在发生一场革命，因为我们正在从这些大型单片芯片转向异构集成，并将不同的小芯片封装在一起，”SRC 的 Henshall 说。“因为这是新的，全球实际上不存在研发基础设施。现在有点像狂野的西部，所以这是美国可以做更多本土业务的绝佳机会。这是我们在技术领域保持领先地位的地方，而且由于《芯片与科学法案》和其他因素，这里会有很多机会。”
Onto Innovation产品营销总监 Keith Best 表示：“传统封装基板正在有效地被取代，因为他们无法满足晶圆上这些先进封装的需求。”比如台积电的先进封装就基于其3D Fabric和 RDL 中介层。为了帮助企业适应新技术，Onto 推出了卓越封装应用中心 (PACE)。“客户正在寻求帮助来定义他们的下一个节点流程，但他们没有时间停止生产线进行研发，它太复杂了。因此，他们正在寻找积极主动的 OEM 来帮助他们加快学习和技术路线图。”
PACE 配备了 Onto 的光刻步进机、检测和计量工具，这些工具是支持 OEM 及其客户的先进封装工艺开发路线图所必需的。电镀、钻孔以及其他工艺和操作将由其他 OEM 合作伙伴在其工厂提供。“参与开发工作的每个合作伙伴都有成功的既得利益，因为他们可以互相帮助。”
目前任何国家都有机会成为先进封装的全球领导者，但当该技术成为常态时，秩序可能会发生变化。Keith Best 说：“各国将继续将已经成为惯例的事情转移到海外。” “如果你回顾历史，OSAT（外包半导体封装和测试）会采用美国封装制造商提供的工艺来降低成本。现在，当先进 IC 基板的技术发生变化时，将会出现一个转折点，从而转移到下一个节点。这些 OSAT 可能无法提供他们以前所做的新封装设计的产量和定价，因为技术超出了他们的能力范围。因此，如果你在美国有一家专门为先进封装建造的新工厂——拥有合适的洁净室能力和外围技术来帮助他们在下一个节点取得成功——他们实际上可以在市场仍然炙手可热的时候成为先锋并占领市场。然后，经过一段时间，先进封装就会成为一种常规技术，再次被推向海外。”
2023年主要的先进封装投资包括：
Amkor 向美国亚利桑那州投资 20 亿美元，用于先进封装；
台积电向中国台湾苗栗县投资 29 亿美元，用于先进封装；
Onto Innovation 的封装应用卓越中心位于其在美国马萨诸塞州总部。
长电科技（JCET）为其位于中国上海的汽车先进封装工厂投资约6.56亿美元；
普渡大学、Cadence、SRC、imec 以及位于美国印第安纳州的合作伙伴建立了高级系统集成与封装研究所 (ASIP) ；
Resonac投资了其位于美国加利福尼亚州的包装解决方案中心 (PSC) ；
SEMI 的 Manocha 表示，先进封装是摩尔定律 2.0，因为这是可以实现持续缩小尺寸的方式。Onto's Best 表示同意：“重要的不仅仅是线宽，而是整体的性能，通过将小芯片组合到异构集成封装中，您可以获得比单片芯片更强大的性能。”
人工智能和其他新兴技术推动需求
“你可以看到我们现在有点芯片供应过剩的情况，但这纯粹是由于经济低迷趋势造成的，”Ajit Manocha说。“我之所以非常看好半导体行业，是因为人工智能绝对是推动其持续增长的重要动力。” Ajit Manocha列出的其他市场驱动因素包括 5G、6G、7G、量子计算、加密货币和自主机器人。医疗保健、汽车和农业领域的技术也出现了爆炸式增长，社交媒体和数据中心也持续增长。所有这些都需要先进的芯片。
“每个人都听说过人工智能，它现在是一个流行词，”SRC 的 Henshall 说。“现实是它已经存在了几十年。但由于芯片技术和速度的进步，它比以往任何时候都更加有用。而生成式人工智能的普及让更多的人投入资金到芯片硬件的研发上，这对我们来说确实是令人兴奋的。如果你看看研发资金的来源，就会发现市场就在那里。因为预算较多的地方是市场驱动的。” 那么，挑战是将资金分散到其他领域。
人工智能、量子和数据投资：
西门子投资 1.5 亿美元在达拉斯-沃斯堡建设生产基础设施，以帮助为美国数据中心提供动力并加速人工智能的采用；
Expedera位于英国的工程开发中心专注于边缘AI推理。
NVIDIA、于利希超级计算中心和德国ParTec量子计算实验室；
台积电计划在中国台湾高雄设立 2nm 晶圆厂；
美国能源部伯克利和杰斐逊实验室位于弗吉尼亚州的耗资 3 亿美元的高性能数据设施中心。
下表列出了2022年底及2023 年宣布的重要新设施/晶圆厂投资，总计达到了130项，已经公布（有很多项目未公布具体投资金额）的总投资额超过3467亿美元。有些项目包含对先前宣布的计划的更改，比如台积电在美国亚利桑那州的投资，在2022年底宣布增加到了400亿美元。另外很多投资项目都是属于多年的持续投资计划，并非是2023年一年内完成。比如韩国三星宣布到2042年前将投资约300万亿韩元(约2280亿美元)在龙仁Namsa开发尹锡悦政府规划、首都圈建立世界最大半导体制造基地计划。如果排除掉台积电在2022年底宣布的在亚利桑那州的追加投资以及三星这笔过于长周期的巨额投资，仅看2023年宣布的其他投资项目，已公布的投资项目的投资总额也将超过787亿美元。另外，除了列表中列举的项目之外，还有未一些被统计到的投资项目。
编辑：芯智讯-浪客剑
