制造环节是半导体产业链的核心环节，晶圆制造工艺水平的高低直接影响半导体产业先进程度。芯片制造将前端IC企业设计的版图制造成实际的芯片，再将成品交给后端的封测企业进行后道工序，可以说是晶圆制造企业给了芯片“生命”。在行业发展初期，IDM（垂直一体化厂商）几乎占领了整个IC制造市场，但随着制造成本的不断上升，Fabless+Foundry+OSAT 的垂直分工模式兴起，Foundry逐步成为晶圆制造的主流生产模式。纯晶圆代工在半导体产业链的重要程度日渐提升，在半导体产业链中具有卡口的地位，芯片产量的输出基本由晶圆制造企业所掌控。

芯片制造则包括晶圆制造和制程等环节，是极为高端工艺技术。一、晶圆（wafer），晶圆是制造各式电脑芯片的基础，是芯片制造的基板。晶圆首先要经过冶金级纯化，再经过拉晶，拉晶对速度与温度的要求相当高，高品质大尺寸晶圆的难度相对更难。二、制程，获得晶圆柱之后就是对晶圆进行切片，再在晶圆薄片上进行制程，而制程工艺比晶圆拉制更加繁难，主要经过金属溅镀、涂布光阻、蚀刻技术、光阻去除等工序。芯片制程产品精度极度依赖于光刻机、蚀刻机等尖端设备，尤其光刻机目前基本已经被荷兰 ASML公司垄断，进行20纳米以内的IC制程必须使用最尖端光刻机。目前世界上拥有20纳米以内制程工艺的厂家仅英特尔、三星、台积电等三家，均为 ASML股东，拥有优先提货权。

相比上游设计环节和下游封测环节，中游的制造环节具有资本密集型和技术密集型两大特征，进入壁垒相对较高。晶圆制造企业为保持核心竞争力，需要持续的研发投入和先进制程工艺投入，而且设备和工具需要大量的资本投入，有时投资金额能达上亿美金，一条28纳米工艺集成电路生产线的投资额约50亿美元，20纳米工艺生产线高达100亿美元，充分说明行业资本的密集性。晶圆制造工艺水平的高低直接影响半导体产业的先进程度，全球晶圆制造的先进技术节点工艺制程只掌握在少数几家企业手中。130纳米技术全球有近30家企业可以量产，但是到了14纳米技术仅掌握在6家企业手上，未来5纳米技术水平预计只有台积电、三星、英特尔三家有能力实现量产。企业资本支出水平是衡量先进性的重要指标，全球半导体代工企业每年的资本开支占营业收入的比例维持在35%以上的高位。台积电、三星等技术领先企业正是在借助先发优势赚取高额利润情况下，加大资本投入，保持技术领先，从而形成强者恒强的局面。2017年，台积电资本开支总额为108亿美元，其中用于技术研发26.56亿美元，而中芯国际资本开支为24.88亿美元，研发投入仅4.27亿美元。

1．晶圆制造已成为制约中国半导体产业发展的瓶颈

根据 IC Insights的数据显示，2018年中国芯片产量为238亿美元，市场规模为1550亿美元，国内芯片产量占市场规模的比率仅为15.3%，虽然该比率较2010年的8.5%有了较大提升，但仍远远不能满足市场的需求。而且其中很大部分产量是由外资或合资企业，如韩国SK、三星、美国英特尔等半导体厂商在中国投资的晶圆制造厂贡献的产量。如果仅仅计算本土企业制造代工的芯片产量就更低，2018年本土企业提供的国产芯片产量只有5.5%。

终端消费市场旺盛的需求催生了本土IC设计产业的发展壮大，但同时也暴露出本土晶圆制造的不足，受限于先进制程技术和资本开支的约束，本土企业制造能力不能满足本土芯片设计企业的制作需求。作为我国半导体产业发展领头羊的芯片设计，与本土的晶圆制造能力之间的供需不匹配问题越发严重，已经成为制约我国半导体产业发展的瓶颈。

根据华润微电子统计，2017年本土晶圆代工缺口约481亿元，比2013年209亿元的缺口增加了130%。2017年本土晶圆代工规模为370亿元（比2013年增长49%），本土设计公司占其中51%（比2013年占比增加了10.8%），2017年本土设计公司对晶圆代工需求约671亿元，存在481亿元缺口（比2013年209亿元增加了130%）。本土晶圆代工厂仅能满足本土设计公司28.3%的代工需求，比2013年下降了19%，IC设计与制造的供需不平衡问题更加突出。2017年前十大设计公司中，除智芯微电子及士兰微电子外，其余八家（海思、紫光展锐等）都在使用海外代工。

晶圆制造已经成为我国半导体产业最为薄弱的环节。一方面是晶圆制造产能跟不上，另一方面是受限于先进制程技术和资本开支的约束，例如，中芯国际作为中国最大晶圆代工厂，难以满足国内设计公司对主流工艺和高性能模拟工艺的需求，很多企业转而寻求海外企业进行晶圆代工制作，非中国企业占据了国内大部分的纯晶圆代工市场。中芯国际以19亿美元销售额，占比18%排名第二，华虹集团以8.8亿美元销售额，8%占比排名第三。联华电子和格芯分列第四位和第五位，销售额分别为7.4亿美元和5.25亿美元，武汉新芯以1.65亿美元销售额排在第六位。(www.daowen.com)

2．中国将成为全球新建晶圆厂最积极的地区

根据芯思想研究院对2018年有关中国晶圆生产线的最新情况进行盘点，2018年共计有46个项目，投资金额超过14000亿人民币。截至2018年底我国12英寸晶圆制造厂装机产能约60万片；8英寸晶圆制造厂装机产能约90万片；6英寸晶圆制造厂装机产能约200万片；5英寸晶圆制造厂装机产能约90万片；4英寸晶圆制造厂装机产能约200万片；3英寸晶圆制造厂装机产能约50万片。

晶圆制造环节作为半导体产业链中至关重要的工序，制造工艺高低直接影响半导体产业先进程度。过去二十年内中国晶圆制造环节发展较为滞后，为应对这一困境，我国已将发展晶圆制造列为重要任务，相关项目特别是12英寸大硅片厂纷纷上马。在政策和资本的双重驱动下，国内晶圆生产线自2016年进入了发展高潮期。SEMI预计全球将新建62条晶圆加工产线，其中中国将新建26座新晶圆厂，成为全球新建晶圆厂最积极的地区，整个投资计划占全球新建晶圆厂的42%，成为全球新建投资最大的地区。在国家政策和大基金的支持之下，我国半导体行业资本支出保持快速增长。2014年，中国半导体资本支出不到日本和欧洲之和的1/4，而2018年，中国的资本支出已经超过了欧洲和日本的总和，晶圆制造厂在2017年和2018年迎来投资热潮。随着晶圆建厂高峰的到来，我国晶圆制造有望进行快速追赶。

表5－8　目前中国晶圆厂在建情况

数据来源：公司公告等，广发证券发展研究中心