2011 年受 2010 年全球半導體市場的鼓舞，全球半導體廠商的資本投入增長了 22.7%。2013 年和 2016 年則分別受 2012 年和 2015 年全球半導體市場低迷的影響，資本投入不但沒有增加，反而出現了小幅衰退。2017 年全球半導體市場繁榮，激勵了資本投入大幅度增長35%。對于全球晶圓產能整體而言，近年來全球晶圓產能比例持續向更小特征尺寸方向推進，這正反映了晶圓制造技術的持續提升。而其他特征尺寸的晶圓產能比例也反映了集成電路市場多元化的需要。

1 2017年全球半導體產業的資本投入

根據 IC Insights 2017 年11月“The McClean Report”發布的數據[1]，2017 年全球半導體產業的資本投入上升到 908 億美元，比 2016 年的 673 億美元大幅增長 35%。在 IC Insights 調研跟蹤全球半導體市場和產業發展的 37 年中，也從未遇到過如 2017 年那樣全球半導體產業資本投入的大幅增長。表 1 列出了 2011～2017 年各年全球半導體產業資本投入和增長率。

2017 年全球半導體產業資本支出最大的 10 家半導體廠商排名如表 ２ 所示。分析其中的數據可以看到，這 10 家廠商合計資本投入為 690 億美元，占 2017 年全球半導體產業總資本投入的 76%。其中，三星的資本投入最大，達到了 260 億美元的驚人地步。在 2017 年 11 月以前，三星一直計劃 2017 年資本投入額為 125 億美元，但到 12 月，三星突然宣布增加當年資本投入至 260 億美元，這比原計劃翻了一倍還多，比 2016年資本支出 113 億美元增長了 130%。

2017 年，還有 2 家半導體廠商資本投入增長 20% 以上，一家是英特爾，同比增長 25%；另一家是格羅方德，同比增長 33%。英特爾每年發展新技術產能的巨大開支，使其資本投入一直保持在高位。格羅方德在 2016 年因產能節制嚴重，資本投入大減 62%。2017 年格羅方德決定跳過 10 nm 技術節點，直接挑戰 7 nm 技術?？梢韵胂笃?2017 年的絕大多數的資本投入將用于采購新設備和新技術開發。

在 2017 年全球前 10 大投資支出的半導體廠商中，有 5 家是存儲器廠商。從 2014 年到 2016年上半年，全球存儲器市場疲軟，致使三星和SK海力士在 2016 年的資本投入分別削減了 13% 和 14%。到 2017 年存儲器市場狀況有了根本轉變，除了三星大幅度增加資本投入之外，SK 海力士也有 16% 的增長。另一家存儲器廠商美光，2016 年其資本投入增長 28%，但在 2016 年年底收購中國***華亞科技之后，2017 年反倒削減資本支出13%。東芝和西部數據均對 2017 年資本投入保持3% 的穩步增長，主要用于擴張 3D NAND Flash 產能。

我國大陸地區的中芯國際（SMIC）在 2016 年資本投入大增 87%，增幅居各大廠商之首，不過在 2017 年其資本投入反而縮減 12%。我國***的聯電，在 2016 年資本投入增長 50% 后，2017 年縮減 30%。

圖 1 顯示了三星從 2010 年到 2017 年各年的半導體資本投入情況。從 2010 年起，三星每年的半導體投資都超過了 10 億美元。2016 年的投資支出已高達 113 億美元，而到 2017 年 12 月出人意料地抬升到 260 億美元。根據 IC Insights 的估計，三星 260 億美元的半導體投資支出將主要用于以下方面。

（1）3D NAND Flash 為 140 億美元，主要用于韓國平澤工廠的大規模產能擴展。

（2）DRAM 為 70 億美元，主要用于 DRAM 制程提升和擴產，以及補充工藝提升過程中的產能損失。

（3）晶圓代工及其他為 50 億美元，主要用于 10 nm 的產能建設。

三星如此擴大資本投入，將會對全球半導體產業造成影響。而首當其沖的是 3D NAND Flash市場。顯而易見，未來全球 3D NAND Flash 將可能因為三星大規模擴充產能而造成產量過剩。雖然這個產量過剩并非由三星一家所造成，而是三星帶給其他廠商，包括 SK 海力士、美光、東芝和英特爾等廠商的壓力，有利于三星提高對全球存儲器市場的掌控能力。當然，這也將阻止中國大陸地區在 DRAM 和 3D NAND Flash 等產品領域的新創公司進入市場。

表 3 展示了 2010～2017 年全球半導體產業“10 億美元投資俱樂部”的成員名單。2013 年最少，只有 8 家，2016 年增至 11 家，2017 年又達到 15 家。自 2016 年下半年以來，在全球半導體市場日益高漲形勢的鼓舞下，加入“10億美元投資俱樂部”的成員顯著增加。英飛凌（Infineon）和瑞薩（Renesas）兩家出于快速提升汽車半導體市場地位的“雄心壯志”，2017 年在闊別了數年之后又重新加入了“俱樂部”。中國***地區的南亞科技（Nanya）和歐洲的意法半導體（ST）也是這樣的情況。

中國大陸地區的中芯國際（SMIC）已連續 3 年成為“俱樂部”的成員，可以相信今后 2～3 年內中國大陸地區將會有更多的新建晶圓制造企業拔地而起，中國大陸地區還會有更多的企業加入“俱樂部”的成員名單。

在 2017 年“俱樂部”的 15 家成員名單中，有 5 家是 IDM 廠商，有 6 家是存儲器廠商，還有4家是純晶圓代工廠商。

根據 IC Insights 的分析數據，2017 年全球半導體資本投入在各大類產品領域的分布和增長速率如表 4 所示。晶圓代工領域的資本投入占據份額最大，達到 28%，但 2017 年投資增速僅為 4%。而在 DRAM/SRAM，以及 Flash/非揮發存儲器領域的投資增速最快，在 2017 年各達到了 53% 和 33%。這與 2017 年存儲器市場飆升相關。DRAM/SRAM 和 Flash/非揮發存儲器兩個領域的資本投入相加，就占到半導體產品領域總投資的 40%。近年來，隨著高性能計算、智能設備和人工智能的快速發展，高端 MPU/MCU 的市場需求也日益彰顯。2017 年，全球在此領域的資本投入提升了16%，投資份額也占到 14%。2017 年以來，汽車電子、物聯網和功率驅動等領域需求日益旺盛，全球對于模擬芯片市場重新回暖，資本投入也提升了 21%。邏輯芯片受整體半導體市場的帶動，2017 年資本投入也增長了 11%，但僅占投資總額的 9%。

2 2017 年全球半導體產業的研發支出

據 IC Insights 的統計數據，2017 年全球半導體產業研發支出總額為 589 億美元，比 2016 年的 565 億美元增長 4.2%。其中全球前 10 大半導體廠商的研發經費支出為 359 億美元，比 2016 年的 340 億美元增長 6.0%，占當年全球半導體產業研發支出總額的 60% 左右。2017 年全球前 10 大半導體廠商研發經費支出情況如表 5 所示。

英特爾的研發支出為 130.98 億美元，占全球前10 大半導體廠商研發支出的 36%，在行業中繼續保持首位，比 2016 年增長 3%，低于 2001 年以來平均 8% 的增長率。盡管如此，英特爾 2017 年的研發支出仍超過了排在其下面的 4 家廠商（高通、博通、三星和東芝）研發支出的總和。考慮到開發半導體新技術成本的不斷增加，英特爾在過去 20 年間的研發支出與銷售收入比例大幅攀升。2017 年，英特爾的研發支出占銷售收入的比例為 21.2%，雖然低于 2015 年的 24.0%，但顯著高于 2010 年的 16.4%、2005 年的 14.5%、2000 年的 16.0% 和 1995 年的9.3%。

高通是全球最大的 IC 設計公司（Fabless），2017 年高通研發支出排名在第 2 位，但研發支出數額比 2016 年下降了 4%，這是在 2016 下降 7% 之后的又一次下降。排名第 3 位的是博通，其研發支出比 2016 年上升了 4%。三星 2016 年和 2017 年研發支出分別上升了 4% 和 19%，盡管三星 2017 年研發支出同比增長 19%，但是其研發支出與其當年銷售收入規模相比是低的。在 2016 年占 6.5%，在 2017 年下降至 5.2%。2017 年，三星的 DRAM 和 NAND Flash 強勁增長，半導體銷售收入同比增長 49%，但其研發支出基本上保持原位。

排名第 5 位的東芝和排名第 6 位的臺積電在2017 年的研發支出數額基本相同[2]。東芝的 2017 年研發支出下降了 7%，而臺積電為力超晶圓代工的競爭對手，如三星和格羅方德，2017 年研發支出增長 20%。

在表 5 中，排名后幾位的分別是聯發科、美光、英偉達和 SK 海力士。英偉達的研發支出從 2016 年的第 11 位上升至 2017 年的第 9 位，取代了 2016 年排名第 9 位的恩智浦，研發支出也比 2016 年增長了 23%，是 2017 年全球半導體行業研發經費支出上升幅度最大的廠商。SK 海力士仍處于第 10 位。

就全球半導體行業而言，2017 年共有 18 家半導體廠商的研發投入超過了 10 億美元，除了表 5 中的 10 家廠商之外，其余 8 家分別是恩智浦（NXP）、德州儀器（TI）、意法半導體（ST）、超微（AMD）、瑞薩（Renesas）、索尼（Sony）、模擬器件（ADI）和環球晶圓（Global Foundries）。

3 2017 年全球晶圓產能規模和晶圓產能擴張

IC Insights 的全球晶圓產能報告顯示，2017年全球晶圓月產能為 1 790 萬片/月（等效于 8 英寸晶圓，以下相同），比 2016 年增長 7%。2017 年 12 月世界各地區擁有的晶圓產能規模如表 6 所示。其中，中國***地區的晶圓產能規模最大，達到 400 萬片/月。韓國其次，擁有 360 萬片/月，日本為 310 萬片/月，美國為 240 萬片/月，中國大陸地區為 200 萬片/月。歐洲最少，僅為 110 萬片/月。

到 2017 年年底，世界各地區晶圓產能按加工特征尺寸分類所占的比例如表 7 所示。對于 ＜20 nm 的晶圓產能所占比例，韓國、日本和美國最高，在韓國 ＜20 nm 的晶圓產能占比最高，占了韓國晶圓總產能的 61%，這正與韓國三星和 SK 海力士是全球最大的兩家存儲器制造廠商相關。而日本和美國 ＜20 nm 的晶圓產能主要用于制造邏輯芯片和微處理器。對于 ≥0.2μm 晶圓產能所占的比例，歐洲最高，占了晶圓總產能的 51%。這是因為歐洲的半導體廠商更注重于發展模擬芯片、新型功率器件和傳感器等產品。在中國大陸地區，＜28 nm 的晶圓產能占了晶圓總產能的 35%，這主要是在華投資的外資晶圓制造廠商的貢獻，如三星（西安）和 SK 海力（無錫）等，而本土晶圓制造廠商的先進技術的主體還處于 28～65 nm 范圍。

對于全球晶圓產能整體而言，用于加工 ＜20 nm 的比例最高，占 32%。近年來全球晶圓產能比例持續向更小特征尺寸方向推進，這正反映了晶圓制造技術的持續提升。

近年來，全球晶圓產能越來越顯示出集中的趨勢。圖 2 顯示了 2017 年 12 月全球晶圓產能集中于少數幾家晶圓制造廠商的情況。處于領導地位的最大的 5 家晶圓制造廠商，占了全球產能的 51%。而前 25 家晶圓制造廠商也只占全球晶圓產能的 89%。而相對于 2009 年，前 5 家最大的晶圓制造廠商僅占全球晶圓總產能的 36%，前 25 家晶圓制造廠商才占全球晶圓總產能的 78% 左右。

IC Insights 發布的《2018～2022 年全球晶圓產能報告》也給出了 1998～2019 年每年全球晶圓產能的增長率，如圖 3 所示。在經過 2017 年增長 7% 之后，2018 年和 2019 年全球晶圓產能都將繼續增長 8%。在這兩年中，眾多的 DRAM 和 3D NAND Flash 生產線導入是晶圓產能增加的主導因素。

而在圖 4 中，更具體地給出了 1998～2019 年每年全球晶圓產能增減的數量?？梢?，在 2017 年全球晶圓的年產能增加 730 萬片（等效于 8 英寸晶圓，下同），2018 年和 2019 年將各增加 1 730 萬片和 1 810 萬片。

4 結語

由此可見，2011 年受 2010 年全球半導體市場的鼓舞，全球半導體廠商的資本投入增長了 22.7%。2013 年和 2016 年則分別受 2012 年和2015 年全球半導體市場低迷的影響，資本投入不但沒有增加，反而出現了小幅衰退。2017 年全球半導體市場繁榮，激勵了資本投入大幅度增長 35%。對于全球晶圓產能整體而言，近年來全球晶圓產能比例持續向更小特征尺寸方向推進，這正反映了晶圓制造技術的持續提升。而其他特征尺寸的晶圓產能比例也反映了集成電路市場多元化的需要。