一次先进制造工艺是芯片制造之王，各厂商争先行先，摩尔定律的步伐似乎永不止步。 然而，随着技术壁垒的不断提高，先进工艺的研发成本和风险呈指数级增长，这条通往未来的道路变得更加困难。
同时，曾经被视为落后的成熟进程，迎来了王者的回归。 在智能手机、物联网、汽车电子等领域，成熟的工艺可以满足大量的芯片需求，以汽车为例，汽车行业使用的芯片95%都是传统芯片。 而更低的成本和更高的性价比也使其成为市场上的甜蜜点。
一场轰轰烈烈的成熟进程战争正在世界各地上演。
近年来，美国开始关注本土生产，并推出了总额高达520亿美元的芯片法案，旨在重振本国的芯片制造业。 作为首家获得补贴的晶圆代工厂，GF也将在成熟工艺领域展现实力。
印度这个拥有14亿人口的巨大市场也开始关注成熟的制造工艺。 他们希望通过发展芯片制造业，摆脱对外界的依赖，促进自身经济发展。
中国作为全球最大的芯片市场，正在加紧布局成熟工艺。 SEMI预计，2024年中国可能新增18座晶圆厂，月产能为860万片硅片，年增长率为13%。 这无疑将为我国芯片产业的发展注入强劲动力。
成熟工艺之战亮点迭起。 没有火药，谁能在这场战争中获胜：
完全中国能否抓住机遇，在弯道超车？
还美国能否凭借其金钱力量重回巅峰？
或者，也许印度会成为搅局者，创造新的奇迹吗？
GF获得15亿芯片补贴，用于建厂和扩大生产
当地时间2月19日，美国**表示，将向Global Foundries（GF）提供15亿美元资金，用于扩大半导体生产，以加强美国国内**链。 除了真金白银**外，补贴还将附带 16 亿美元的可用贷款，预计这两个州将产生 125 亿美元的总潜在投资。
GF是第一家获得《芯片和科学法案》重大奖项（超过15亿美元）的纯半导体代工厂。 GF也是唯一一家总部设在美国的纯晶圆代工厂，其制造足迹遍布全球，在美国、欧洲和新加坡设有工厂。 关于GF的起源：GF最初是AMD在德国德累斯顿的内部制造业务的分拆公司; 随后，GF收购了新加坡的一家特许半导体代工厂; 在纽约马耳他建立新铸造厂; 2015年，GF收购了IBM在纽约和佛蒙特州的前内部技术开发团队和芯片制造业务。
GF是世界第四大晶圆代工厂。
而这是迄今为止美国《CHIPS法案》中最高的补贴。 前两笔较小的《芯片法案》赠款分别给了英国航空航天系统公司的美国子公司Baye Systems（3500万美元）和Microchip Technology（1.）。62亿美元）。
然而，尽管这是迄今为止《芯片法案》提供的最高金额的补贴，但与390亿美元相比仍然很小。 美国国会于 2022 年通过了《芯片和科学法案》，以重振美国半导体生产。 《芯片法案》提议分配高达390亿美元的直接赠款补贴，以及价值750亿美元的特别贷款和贷款担保。 英特尔最有可能占据最大份额，台积电和三星电子也有望获得《芯片法案》资助，用于在美国建立新工厂。
有一点要说，GF主要用这笔钱进行什么样的晶圆厂扩建？ 根据与美国商务部达成的初步协议，GF将在纽约马耳他扩建和建造一座新工厂，并在佛蒙特州伯灵顿扩大现有的本地生产。
GF打算扩大其位于纽约州马耳他的Fab 8工厂，以利用其德国和新加坡工厂已经使用的制造技术来制造用于汽车应用的芯片，这实质上意味着将尾节点引入Fab 8。 这种升级是为了满足汽车行业向电动和软件定义汽车过渡时不断增长的需求。
此外，GF将在其马耳他园区建造一座新的最先进的晶圆厂，以满足汽车、航空航天、国防和人工智能等广泛市场和应用客户对美国制造的基本芯片的预期需求。 新工厂已获得一些必要的许可，将利用工厂现有的基础设施和生态系统，实现从建设到生产的快速高效路径。 据Tom'sHardware称，新工厂的建设，加上GF现有工厂的扩建，预计将在未来10年内将马耳他园区的现有产能提高两倍。 一旦所有阶段完成，这两个项目预计将将硅片产量提高到每年100万片硅片。
格芯伯灵顿工厂的扩建将成为美国第一家能够大规模大规模生产新一代硅基氮化镓（GaN）的半导体晶圆厂。 硅衬底上的氮化镓半导体可用于电动汽车、电网和智能手机。
众所周知，格芯在2018年宣布将退出10nm及以下先进工艺的研发，目前拥有12nm先进工艺。 在放弃了对先进工艺的追求后，格芯正专注于22 28nm和12 14nm中端和成熟工艺市场。 GF在一份声明中表示：“格芯的新晶圆厂将具有独特的优势，可以占据功能丰富、成熟、关键的芯片领域成熟工艺有望继续占半导体市场的60%以上。 “可以预见的是，随着GF的扩张，成熟的工艺战争正在加剧。
美国参议员伯尼·桑德斯（Bernie Sanders）的办公室在一份声明中赞扬了这一声明，并指出大约85%的手机使用GF制造的芯片。 对于这项补贴，GF的客户AMD、高通、通用等都表示赞赏。
印度也瞄准了成熟的工艺
在当今全球电子制造格局中，一直缺席电子领域的印度正在迅速崛起。 一个真实的案例是：三年前，印度没有生产苹果手机，印度几乎需要100%进口手机，而现在，印度992%的移动电话是本地制造的，它们已经从进口商变成了出口商。 印度已经是全球半导体链中的重要一环。
为了扩大其在半导体价值链中的作用，印度正在抓住全球地缘风险分散的机遇，并继续进军电子芯片制造的上游领域。
近日，据印度电子和信息技术部长拉吉夫·钱德拉塞卡（Rajeev Chandrasekhar）称，印度将很快建设两家成熟的半导体制造厂，这两个项目包括：1）以色列Tower Semiconductors提交的80亿美元提案，进入印度的65纳米和40纳米晶圆厂;2）塔塔集团在Dholera建造晶圆厂的项目。“我们正在评估 28nm 晶圆厂，以及许多其他封装选项。 拉杰夫说。
印度**已收到4份关于建立半导体制造厂的提案和13份关于建立芯片组装、测试、监控和封装（ATMP）工厂的提案。 印度正在评估这些提案，如果根据该国100亿美元的芯片制造计划获得批准，将承担50%的成本。
此前，印度宣布了一项100亿美元的半导体补贴计划。 据外媒《金融快报》报道，印度泰米尔纳德邦**为吸引入选该中心100亿美元芯片补贴计划的芯片厂商，今年2月提出，将为在该邦设立的半导体制造企业提供高达50%的资本补贴——50%的资本支出援助。
Rajeev Chandrasekhar表示，在2014年之前，印度**忽视了电子产品，75年来，印度一直是半导体行业“错失机会的经典案例”。 “2012年，英特尔想在这里建厂，但他们没有得到支持，所以他们离开了。 当总理在2020年1月启动这项（半导体）计划时，我们知道我们必须非常快速、聪明地工作，我们实际上是在努力弥补过去75年失去的机会。 “我们在半导体设计、初创公司、研究、人才、封装和制造等广泛领域取得了重大进展，”Chandrasekhar说。
随着对印度的外国直接投资的增加，印度的电子生态系统正在加速形成：
去年 11 月 28 日，AMD 在班加罗尔开设了其最大的全球设计中心 Technostar 研发园区，这是未来五年在印度投资 4 亿美元的一部分。 该投资此前已在 2023 年印度半导体大会上宣布。 占地 500,000 平方英尺的 Technostar 园区将容纳约 3,000 名工程师，专注于为个人计算机和数据中心开发 CPU、GPU、自适应 SoC 和 FPGA。 该设施设有最先进的研发实验室、访客展示中心和协作空间。
美光科技将分两个阶段在萨南德建造一个 140 万平方英尺的 ATMP（组装、测试和封装）设施。 该工厂的一期计划于2024年12月开始生产封装芯片。 第二阶段计划在本世纪下半叶开始生产。
Simmtech是美光的主要供应商，美光是一家专门从事基板制造的美国芯片制造商，该公司已获准在古吉拉特邦的萨南德（Sanand）建立一家工厂，靠近美光自己的制造基地。
根据ITIF今年2月发布的报告《评估印度在全球半导体价值链中发挥更大作用的准备情况》，印度有可能在未来五年内将其在半导体组装、测试和封装（ATP）领域的业务扩大到多达五家晶圆厂，并吸引生产28纳米或更高传统半导体的晶圆厂。
印度在半导体领域的优势主要体现在：1）庞大且不断增长的消费者和商业市场。根据 IESA 和 Counterpoint Research 的一份报告（如下图所示），到 2026 年，印度的半导体消费预计将达到 640 亿美元，比 2019 年的 220 亿美元增长两倍，预计同期复合年增长率 （CAGR） 为 16%。 预计到2030年，这一数字将再次翻一番，达到1100亿美元，分析师预计印度将占全球半导体直接消费的10%左右。 分析师**，到 2030 年，无线通信（265 亿美元）、消费品（260 亿美元）和汽车（220 亿美元）将成为印度半导体市场的最大组成部分;
资料来源：ITIF
2）印度拥有超过125,000名员工，占全球集成电路（IC）设计劳动力的20%。几十年来，印度一直是重要半导体设计的发源地，全球排名前 25 位的半导体设计公司（包括英特尔、德州仪器、英伟达和高通）几乎都在印度设有设计和研发中心。
简而言之，印度成为芯片制造强国的决心更加坚定，2021年，印度只有9%的半导体元件来自本地。 印度计划到 2026 年将其本地半导体采购增加到 17%。 无论如何，Tower Semiconductor是为数不多的愿意来印度建造晶圆厂的供应商之一，值得注意的是，早在十年前，Tower就表示有兴趣在印度建立制造业务，但由于各种原因，包括缺乏连贯的政策和流程，几次尝试都没有成功， 遭受财务问题和信誉问题的印度合作伙伴，或两者兼而有之。接下来，由印度采取这一行动。
国内OEM厂商，你们如何看待成熟的工艺？
作为国内工艺成熟的晶圆代工厂，中芯国际和华虹是资深企业，他们如何看待这个市场的发展？
在2月7日的投资者关系活动中，中芯国际从大角度回应了“全球加强本地化生产和产能过剩”全球晶圆代工行业产能建设在一些市场非常拥挤，供过于求，会出现。 但是，根据行业竞争规律，大约5-6年消化并入过剩产能，市场和先行将实现平衡。
至于中芯国际已经建成的项目，这些都是基于事先与客户和产业链的协商，市场上确实有这样的需求。 如果未来发展确实需要这种能力，那么无论是在繁荣的背景下还是在当前的经济衰退背景下建立这种能力都没有太大区别。 中芯国际的策略不是简单地遵循摩尔定律，而是要考虑到工厂的长期运营，通常超过20年。 同时，中芯国际不是摩尔定律的客户，特殊工艺的产品非常缓慢，很多产品都需要批量生产。 建立生产能力并达到非常稳定的产量需要很长时间。 因此，比较谨慎的做法是感觉到未来有发展方向，并与客户达成协议，每年的建设量大约是最好的。
此外，市场还存在机遇，中芯国际在全球半导体代工行业的份额相对较小，目前仅占整个行业的5%，而其在全球市场的份额，包括用于集成电路制造的IDM，约为1%。 考虑到中芯国际的产品和研发多样性，即使其市场份额从1%增加到1%5%甚至2%不太可能对整个行业产生重大影响。
在外部环境没有显著变化的情况下，中芯国际对2024年的指引是销售收入增长速度不低于同业平均水平，同比增长中等个位数。 2024年，公司计划继续实施近年来公布的12英寸工厂和产能建设计划与上一年相比，资本支出预计将基本持平。
华虹2023年将实现销售收入22861亿美元，毛利率213%。该公司认为，2024年全年的表现将好于2023年全年。 产能方面，华虹目前在上海金桥和张江拥有三家8英寸晶圆厂，月产能约18万片。 此外，无锡高新技术产业开发区月产能为9台45万片12英寸晶圆厂（“华虹无锡”）不仅是全球领先的12英寸特色工艺生产线，也是全球首条12英寸功率器件代工生产线。 现在公司正在推进华虹无锡二期12英寸芯片生产线（“华虹制造”）的建设。 华鸿在2023Q4业绩发布会上表示，华宏半导体是一家独特的晶圆代工厂，专注于特色工艺，花了20多年的时间开发了5个特色工艺平台即使有大量新晶圆代工厂的产能释放，我们相信公司将能够保持其在国内和国际各个技术领域的领先优势。
结论
成熟流程的争夺战不仅是一场商业竞争，更是一场技术博弈。 总之，成熟工艺技术的战争正在半导体行业呈现出一种新趋势，即在追求技术创新的同时，更加注重性价比与市场需求之间的平衡。 这场战争虽然不如先进进程那么光鲜亮丽，但其影响力和重要性却在逐渐加深。
展望未来，成熟的工艺技术将继续在半导体行业发挥重要作用。
科学漫谈