全球芯片荒未解，從電子產業(yè)到汽車產業(yè)全都受到影響，各國政府為了降低供應鏈過度依賴亞洲的狀況，紛紛加強投資當?shù)匕雽w產業(yè)的力道，不過也因為未來三年內將有大量產能同時開出，市場認為芯片供不應求的風險將會增加，尤其是目前短缺最嚴重的成熟制程。
日經亞洲評論報導，隨著大陸、美國、日本等國加強對半導體產業(yè)的補助，國際半導體產業(yè)協(xié)會(SEMI)認為，在2022年底前全球將建設29座新晶圓廠，明年全球對半導體設備的投資接近1000億美元，這兩項數(shù)據(jù)都寫下歷史新高。這些新廠全部產能開出后，每月共可生產260萬片約當8吋晶圓，相當于增加超過一個臺積電目前總產能規(guī)模。
SEMI指出，29座晶圓廠，其中今年底前會啟動建置19座，2022年再開工建設另外十座，其中，臺灣與大陸各有八個晶圓新廠建設案，領先其他地區(qū)，其后依序是美洲六個，歐洲/中東三個，日本和韓國各二個。
SEMI表示，新廠動工后通常需時至少二年，才能達到設備安裝階段，因此多數(shù)今年開始建造新廠的半導體制造商，最快也要2023年才能啟裝，不過有些制造商可能提前在明年上半年就會開始相關作業(yè)。
從芯片到半導體的全流程中，首先需要EDA設計，但是這一部分很多時候都由需求方已經完成，比如英特爾、華為海思。芯片設計以計算機為工具，對于特定目標芯片完成適配編譯、邏輯映射和編程下載。
然后就進入晶圓制備流程，當臺積電上世紀提出專業(yè)的晶圓集成生產理念后，以其為代表的Foundry產業(yè)技藝逐步精細，最后成為晶圓制造帝國。
自然界不存在高純度的硅，因此在使用單晶硅開始制作芯片之前，晶圓廠需要先提純硅。硅是積體電路的主要材料，只要加入一些元素，比如砷、磷、硼，就可以改變硅材料的導電能力及特性。為了達到集成電路對于硅晶圓的敏感度與均勻度的高標準要求，晶圓廠需要將多硅晶圓高溫加熱，再通過速度與溫度的調整，拉伸出圓柱狀的晶棒，研磨好外層之后，切出薄薄的硅晶圓。
有了這片薄薄的硅晶圓，接下來才真正進入集成電路的制造流程。在之前的芯片設計環(huán)節(jié)中，設計師已經將每一層的電路圖寫在光罩上，晶圓蛻變之路繼續(xù)。
以臺積電為例，一個晶圓廠的布局大概分為7個區(qū)，每個區(qū)功能不同：
1. 爐管區(qū)。在爐管區(qū)，以高溫反應的方式，在硅晶體上形成一層硅化合物。這層化合物附著性好，為之后的打磨和刻蝕做準備。
2. 離子植入區(qū)。該區(qū)將離子植入晶圓特定區(qū)域內，達到改變特定區(qū)域晶圓導電或者不導電的特性。
3. 化學氣相沉積區(qū)。該區(qū)域利用化學反應將反應氣體生成固態(tài)，并沉積在晶片表面，形成薄膜。
4. 微影區(qū)。生長了薄膜的晶圓，進入圖案轉錄的微影區(qū)，表面涂抹光刻膠，成為光阻。將其放置于光下進行曝光?，F(xiàn)在，硅晶圓表面一部分曝光，一部分沒有曝光。
英特爾CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)在今年三月份的活動中，分享了“IDM 2.0”愿景，創(chuàng)建了英特爾代工服務(IFS)，這是英特爾IDM模式的重大革新。為了加速實現(xiàn)IDM 2.0戰(zhàn)略，英特爾將大幅度擴大產能，此前已投資約200億美元，在美國亞利桑那州的Octillo園區(qū)新建兩座晶圓廠(Fab 52和Fab 62)。
對于英特爾龐大的產能擴充計劃來說，200億美元的投資只是其中的一小部分。事實上，英特爾原計劃的整體投資規(guī)模將超過2000億美元，包括在美國和歐洲地區(qū)建設新的晶圓廠，以及在世界各地升級相關設施，比如近期英特爾就投資70億美元在馬來西亞建造一間新的芯片封裝和測試工廠，以加強全球范圍內的半導體生產能力。
英特爾高達2000億美元的計劃原定于今年年末公布具體方案，主要涉及美國和歐洲地區(qū)的大規(guī)模新建項目。不過據(jù)TomsHardware報道，目前英特爾已經將時間推遲到2022年初，這可能牽涉到項目中遇到的復雜問題，需要考慮諸多因素的影響，比如這種大規(guī)模投資涉及到政府的補貼和稅收優(yōu)惠等政策。
此前英特爾曾宣稱，會在美國興建一座半導體制造中心，新的制造基地會擁有6到8個半導體制造模塊，使用英特爾最先進的制造技術(4nm或3nm工藝)和芯片封裝(比如EMIB和Foveros封裝技術)設施，而且會有一座專用的發(fā)電廠。每個半導體制造模塊的成本會在100億至150億美元之間，帕特·基辛格表示將計劃投資1000億美元。
以半導體制造商已安裝產能來看，全球12寸晶圓產能的主要貢獻者是DRAM與NAND快閃記憶體制造商，以三星(Samsung)排名第一，其他排名前十大的業(yè)者包括美光( Micron)、SK海力士(Hynix)、東芝(Toshiba)/WD (收購SanDisk);此外還有幾家純晶圓代工廠商臺積電(TSMC)、GlobalFoundries、聯(lián)電(UMC)、力晶(Powerchip)與中芯國際(SMIC)，以及英特爾(Intel)。
這些半導體業(yè)者提供能從最大尺寸晶圓取得最大利益、能最大攤銷每顆裸晶成本的IC類型，并因此能繼續(xù)投資大量金錢以新建或改善12寸晶圓產能。
以排名來看，前三大分別是三星市占率22% 排名第一，美光與海力士同以市占14% 居次，臺積電與海力士并列第三，市占率都是13%。
其后依序為英特爾、格羅方德、聯(lián)電、力晶及中芯，市占率分別是7%、6%、3%;其中，力晶與中芯市占率皆為2%。
臺積電今年產能規(guī)模持續(xù)成長，根據(jù)臺積電年報資料顯示，臺積電今年整體晶圓產能產出約可達1000-1100萬片約當12吋晶圓，比去年成長1成，臺積電也持續(xù)投資擴產，除已登陸南京設立12吋晶圓廠，預計后年下半年投產后，每月產能估可達2萬片。
另外，國際半導體協(xié)會(SEMI) 也預期，未來晶圓代工產能將持續(xù)成長，超越整體半導體業(yè)的成長規(guī)模，而臺積電目前除積極迎接10 納米制程，近日科技部也證實，臺積電將斥資5000億元在南科高雄園區(qū)建立3、5 納米制程，預計2020 年開始動工，最快2022 年量產，一年可貢獻2000 億元以上營收。
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