美國的半導體產業將迎來榮景

半導體製造是艱難的事業，至少一部分原因是幾乎無法趕上採購週期和構建週期。晶圓廠需要好幾年的時間進行規劃與建造，且往往耗資數十億美元，但某些產業對晶片的需求每一季都在改變，甚至更快。目前，尤其是在美國，即使晶片需求稍緩，晶圓廠的產能卻逐漸增加。

4 月時，Gartner 預測 2023 年全球半導體的營收將下降 11.2%，總銷售額為 5,322 億美元¹。去年，市場的總銷售額為 5,996 億美元，與前一年相比僅增長 0.2%。分析師指出，DRAM 的需求正大幅下滑，NAND 也將遵循類似的模式。諸多市場也正以不同的速度成長，PC、平板電腦和智慧型手機等大量領域的成長正在放緩，但汽車、工業、物聯網 (IoT) 和航太市場正在崛起。

然而，這些減緩可能是暫時的；隨著晶片製造廠轉向供應強勁成長市場所需的先進產品，產品組合將成為重要關鍵 (圖 1)。

圖 1：從歷史來看，半導體的銷售成長一向強勁，更在 2021 年高達 20%。展望未來，銷售額仍將成長，但平均成長速度將減緩，到 2030 年的 6% 至 8%。(圖片來源： McKinsey & Company)<sup2<></sup2<>

與此同時，半導體製造設備也有可能遇到類似的起伏。根據 SEMI的《全球晶圓廠預測》³，全球晶圓廠在設備前端的設備支出上，預計在 2023 年將下降 22% (YoY)，從之前最高記錄的 980 億美元降至 760 億美元。到 2024 年，此數字預期上升 21% (YoY) 至 920 億美元。

圖 2：儘管晶圓廠設備支出在 2023 年有所減少，但這些數字將繼續上升，以支援半導體晶圓廠的強勁成長。(圖片來源：SEMI)

2023 年的衰退源自於晶片需求疲軟，以及消費和行動裝置庫存處於高水位。與此同時，高效能運算 (HPC) 和汽車領域對半導體的需求不斷增強，將帶動後續成長。

在地打造未來所需

在這些市場動態發揮作用的同時，科技民族主義的影響也不斷擴張，有越來越多公司偏好購買在地製造的裝置。「半導體如今已成為國安重點。」Gartner 實務副總裁 Richard Gordon 如此表示。「世界各國政府都爭先恐後在半導體和電子供應鏈中建立自給自足的優勢。這也紛紛帶動世界各地的投資計劃。」

在未來兩三年內，半導體製造廠將在美國投資數十億美元，創造數萬個就業機會。單就過去一年，不少公司就宣佈計畫在美國製造晶片，包括：

• GlobalFoundries (GF) 於 2020 年 6 月就取得其紐約州馬爾他八號晶圓廠旁的 66 英畝土地⁴，接著又在 2023 年 4 月購入 800 英畝土地⁵，因此持有土地面積已來到 1,110 英畝。GF 在該廠擁有約 2,500 名員工，迄今為止已投資超過 150 億美元。
• Intel 於 2022 年初宣佈，將投資 200 億美元在俄亥俄州利金郡建造兩座新的尖端晶片廠，且將僱用 3,000 名員工⁶。該廠預計在 2025 年開始生產晶片。
• Samsung Semiconductor 於 2022 年在德州泰勒市廠址破土動工，目標於 2024 年開始投入生產⁷。Samsung 估計將投資 170 億美元用於擴建，其中包括 60 億美元用於建築，110 億美元用於機械和設備。該廠址將支援 20,000 個工作崗位。
• 台積電 (TSMC) 於 2022 年底宣佈，將投資 400 億美元擴大其在亞利桑那州的晶圓廠規⁸。到 2026 年，該廠將使用 3 奈米 (nm) 工藝的節點生產先進晶片。
• Texas Instruments (TI) 預計最終將在其德州謝爾曼的 300 mm 半導體晶圓廠投資 300 億美元，並創造 3,000 個工作機會，將以四個廠房製造類比與嵌入式處理晶片⁹。該廠將在 2025 年開始生產。TI 還宣佈在猶他州李海再建造一座 300 mm 晶圓廠，將於 2026 年開始生產晶片¹⁰。該廠將耗資 110 億美元，並創造 800 個工作機會。

當然，並非所有半導體製造廠都加入建造晶圓廠的行列。在某些情況下，收購也是一種決定。例如，Bosch 就在上個月宣佈打算收購 TSI Semiconductors 位於加州羅斯維爾的資產。在未來五年內，該公司將投資約 15 億美元，讓該廠成為先進晶圓廠之一，並在 2026 年生產 200 mm 碳化矽(SiC) 晶圓。

顯然，半導體製造廠都對未來有投資計畫，其中一部分計畫包括在美國達到穩健的半導體製造能力。矽谷的歷史大家都耳熟能詳，但規模正逐漸擴大。在半導體的產業版圖上，德州的矽峽谷、亞利桑那州的矽沙漠、紐約的矽巷和新墨西哥州的矽台地都逐漸嶄露頭角。在未來十年中，對零組件的關注將讓美國站上電子製造的領導地位。

參考資料：

1: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2023-04-26-gartner-forecasts-worldwide-semiconductor-revenue-to-decline-11-percent-in-2023

2: https://www.mckinsey.com/industries/semiconductors/our-insights/the-semiconductor-decade-a-trillion-dollar-industry

3: https://www.semi.org/en/news-media-press-releases/semi-press-releases/global-fab-equipment-spending-on-track-for-2024-recovery-after-2023-slowdown-semi-reports

4: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-acquire-land-malta-ny-positioning-its-advanced-manufacturing-facility/

5: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-completes-purchase-of-800-acres-adjacent-to-new-york-manufacturing-facility/

6: https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-announces-next-us-site-landmark-investment-ohio.html

7: https://semiconductor.samsung.com/us/sustainability/corporate-citizenship/community-engagement/building-a-bright-future-together-at-our-taylor-texas-fab/

8: https://www.azcentral.com/story/money/business/2022/12/06/tsmc-announces-2nd-factory-in-phoenix-as-president-biden-visits-arizona/69690235007/

9: https://news.ti.com/texas-instruments-breaks-ground-on-new-300-mm-semiconductor-wafer-fabrication-plants-in-sherman-texas

10: https://news.ti.com/texas-instruments-selects-lehi-utah-for-its-next-300-millimeter-semiconductor-wafer-fab