车规晶圆制造系列（一）：头部玩家

电子发烧友网报道（文/李诚）随着传统汽车向智能化的转型，汽车的芯片用量显著上升，整个汽车市场对芯片的需求也在不断扩大。据公开数据显示，2020年，全球车规级芯片市场规模高达339亿美元，芯片出货量达439颗。据英特尔CEO帕特·基辛格预计，到2030年，随着汽车智能化的发展，汽车芯片市场规模将达到1150亿美元，其中，汽车芯片占总体芯片市场的11%。

近两年，因受疫情影响，全球掀起了“缺芯潮”，不论是消费电子领域还是汽车电子领域，都遭受到了不同程度的打击。据AutoForecast Solutions统计，因车规级芯片的短缺，截至10月10日，全球汽车累计减产934.5万辆。其中，丰田汽车在对外发表声明中表示，由于车规级芯片断供的问题，造成9月份环比下降16%，产能严重下降。同时，本田、雷诺、斯柯达、现代等汽车制造企业，在“缺芯潮”中汽车产能均受到了影响。马来西亚疫情反复，车规级晶圆厂产能放缓，芯片交货日期一再延迟，产能恢复周期尚不明朗，“缺芯潮”再度升级。

车规级芯片千亿市场，车规晶圆生产头部玩家如何布局

全球汽车制造企业当前都面临着同一个问题，那就是芯片短缺，众多车企纷纷对外宣布减产、停工计划。车规级芯片产能的供应迟迟未得到缓解，为缓解“缺芯潮”各大晶圆代工厂开足了马力提高产能，并且不断圈地造厂尽可能地满足市场需求。

台积电是晶圆制造领域的巨头，一直被公认为全球领先的晶圆代工厂。在车规级晶圆代工方面，今年1月28日，台积电对外宣称，将重新调配汽车芯片的产能供给，缓解车规级芯片短缺是台积电的当务之急，并提供紧急临时插单业务，缩短交货日期。今年4月，经台积电董事会批准，将投资187亿人民币扩建南京晶圆代工厂，扩建后的晶圆厂主要用于车规级晶圆生产，晶圆制造工艺由16nm转变为28nm，月产量也由2万片晶圆提升至4万片。扩建厂区预计在2022年下半年实现量产，到2023年达到月产4万片晶圆的标准。10月14日，台积电再次传来新厂建设的消息，台积电拟于2022年在日本熊本县建设22nm和28nm的晶圆制造产线，预计于2024年开始量产，据日本经济产业省称，该产线可能用于车规晶圆和家电晶圆的生产。

台积电Q3营收、增长 图源：台积电

从目前的芯片市场来看，车规级芯片市场占比仅仅只有一小部分，其中，近9成以上的订单大多是交由台积电、中芯国际等头部企业代工。台积电车规级芯片的市场占有率为15%，同时还占据了60%的车规级MCU市场。据官网公布的财报显示，Q3营收148.8亿美元，同比增长22.6%，环比增长12.0%。其中，净利润为56.14亿美元，同比增长9.36亿美元。台积电不断加大车规晶圆产能，但Q3汽车业务占比仅有4%，同比增长5%。

三星采用的是IDM的生产模式，集设计、制造、封测于一体，同时，三星的晶圆代工业务全球排名第二，仅次于台积电。目前三星拥有器兴FAB6晶圆厂，主要生产8英寸晶圆。器兴S1、华城S3、奥斯汀S2、华城S4、华城V1、平泽S5等晶圆厂，主要生产12英寸晶圆。

为缓解芯片短缺的问题，今年4月，三星助力韩国Telechips半导体设计公司，顺利试产32nm车规级MCU，这是韩国首款自主研发的车规级MCU产品。同时，在汽车业务订单方面，有媒体报道，三星成功击退台积电，再次拿下特斯拉继HW 3.0处理器后的HW 4.0订单。据悉，特斯拉的HW 4.0处理器采用的是7nm的制程工艺，将在三星的华城工业区产线生产。目前华城工业区产线只有V1和S3两条产线，这两条产线均支持7nm的晶圆生产。其中，三星华城V1产线是专为7nm及以下的制程工艺打造的，该产线采用的是EUV技术，致力于为设计厂商提供更精细的产品和提高芯片良率。截至2020年底，三星在此工厂投资累计60亿美元，产能较2019年提升近3倍，该产线主要业务是面向于5G、AI、汽车等晶圆的生产。

联电是一家放弃先进制程工艺开发，专注于车规级晶圆生产的企业。2019年，联电斥资544亿日元收购三重富士通半导体股份有限公司，成为独资子公司。据资料显示，三重富士通半导体股份有限公司此前主营业务是面向汽车、IoT等晶圆生产，拥有40nm和65nm的成熟生产工艺，12英寸晶圆月生产规模达3.6万片。

车规级芯片短缺，市场供不应求，今年4月，联电对外宣布，将出资15亿美元扩建南科P5厂，扩大晶圆产能，其中85%投入12英寸晶圆厂的建设，15%投入8英寸晶圆厂的建设。厂房扩建的同时，联电计划在年底前将P5产线的产能由9.4万片提升至10万片，P6产线计划于2023年第二季度前完成月产2.75万片提升至3.25万片的目标。芯片的短缺也为联电增加了不少的营收，据联电财报显示，Q3营收20.08亿美元，同比增长24.6%。净利润为3.24亿美元，同比增长92.6%。

博世是全球车规级芯片的主要供应、代工企业，如今车规级芯片短缺仍在继续，博世不断扩大车规级晶圆产能，以满足市场的最需求。此前，博世投资10亿欧元在累斯顿的12英寸晶圆厂，于今年6月落成。该晶圆厂业务主要面向汽车领域的晶圆生产，产线于7月份开始运作，第一批产品为电动工具应用的芯片，车规级芯片在9月份开始上线，具体产能博世尚未公布。

11月1日，博世官网再次公布扩建计划，计划在2020年投资4亿欧元，扩建累斯顿、罗伊特林根和槟城半导体测试中心，以提高芯片产能。虽然博世不断扩建晶圆厂提高产品产能，但博世生产的产品不是市场最为紧缺的，这可能对缓解车规芯片紧张局面的作用不大。

结语

车规级芯片短缺依旧，目前已有的车规级晶圆产线无法满足市场需求，正如BYD半导体董事长陈刚所说，汽车半导体在整个行业中的比重为20%，但晶圆制造能力仅有4%，产能分配明显不平衡。为应对车规级芯片的缺的局面，晶圆厂不断扩建产线提高产能，但量产落地仍需要一段时间，近期车规芯片短缺的局面还是得不到缓解。