僵尸晶圓廠困擾著中國的芯片制造雄心，失敗燒毀了數(shù)百億美元

中國積極推動國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在很大程度上取得了成功。該國現(xiàn)在擁有相當(dāng)先進的晶圓廠，可以使用 7nm 級工藝技術(shù)生產(chǎn)邏輯芯片以及世界一流的 3D NAND 和 DRAM 存儲設(shè)備。然而，由于錯過投資、技術(shù)缺陷和不可持續(xù)的商業(yè)計劃，出現(xiàn)了許多引人注目的失敗。據(jù) DigiTimes 報道，這導(dǎo)致全國各地出現(xiàn)了大量空的晶圓廠外殼——僵尸晶圓廠。

根據(jù) TrendForce 集邦咨詢的數(shù)據(jù)，截至 2024 年初，中國擁有 44 個晶圓半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施，包括 25 個 300 毫米晶圓、5 個 200 毫米晶圓、4 個 150 毫米晶圓和 7 個非活躍晶圓。當(dāng)時，作為“中國制造 2025”計劃的一部分，中國正在建設(shè) 32 個額外的半導(dǎo)體制造計劃，包括 24 個 300 毫米晶圓廠和 9 個 200 毫米晶圓廠。中芯國際、華虹、Nexchip、CXMT 和士蘭等公司計劃到 2024 年底在 10 家新晶圓廠開始生產(chǎn)，其中包括 9 家 300 毫米晶圓廠和 1 家 200 毫米工廠。

大量的僵尸工廠

然而，雖然中國在新晶圓廠上線方面繼續(xù)處于領(lǐng)先地位，但該國在從未配備或投入工作的晶圓廠外殼方面也處于領(lǐng)先地位，因此成為僵尸晶圓廠。在過去幾年中，大約十幾個備受矚目的晶圓廠項目破產(chǎn)了，這些項目使投資者損失了 500 億至 1000 億美元。

許多中國半導(dǎo)體制造項目由于缺乏技術(shù)專長而失敗，而這些目標(biāo)過于雄心勃勃：一些初創(chuàng)公司瞄準(zhǔn)了 14 納米和 7 納米等先進節(jié)點，但沒有經(jīng)驗豐富的研發(fā)團隊或獲得必要的晶圓制造設(shè)備。這些努力通常嚴重依賴省級政府的資金，幾乎沒有監(jiān)督或行業(yè)知識，當(dāng)資金枯竭或丑聞出現(xiàn)時，這會導(dǎo)致崩潰。一些晶圓廠企業(yè)受到欺詐或管理不善的困擾，高管們消失或被捕，有時還涉及當(dāng)?shù)毓賳T。

雪上加霜的是，自 2019 年以來，美國的出口限制阻止了中國實體獲得制造 10 納米及以下節(jié)點芯片所需的關(guān)鍵芯片制造設(shè)備，從而有效地阻止了先進晶圓廠的進展。此外，不斷惡化的中美緊張局勢和全球市場變化進一步削弱了其中許多項目的可行性。

那么，讓我們回顧一下中國一些最雄心勃勃的晶圓廠項目，其中許多項目已經(jīng)被遺忘，或者已經(jīng)成為一個可怕的僵尸晶圓廠。

要從中學(xué)習(xí)的失敗

英特爾、臺積電、三星或中芯國際等領(lǐng)先的芯片制造商花費了數(shù)十年時間開發(fā)他們的生產(chǎn)技術(shù)，并在其前沿節(jié)點上積累了芯片經(jīng)驗。但中國芯片制造商武漢宏信半導(dǎo)體制造有限公司 （HSMC） 和全信集成電路制造 （QXIC） 試圖走捷徑，通過在 2017 年至 2019 年期間從臺積電招聘高管和數(shù)百名工程師，直接跳到 14 納米，并最終跳到 7 納米級節(jié)點。

HSMC 成立于 2017 年底，計劃在武漢建造支持 14 納米和 7 納米的邏輯晶圓廠，初始投資約為 190 億美元。然而，一場土地使用糾紛于 2019 年 11 月停止了建設(shè)，到 2020 年年中，它遭受了數(shù)十億美元的嚴重資金不足。到 2021 年 3 月，當(dāng)?shù)卣疀]收了該項目，解雇了所有員工，并確認從未生產(chǎn)過芯片。

QXIC 于 2019 年作為 HSMC 在山東濟南的姊妹企業(yè)成立時，同樣瞄準(zhǔn)了 14nm 級生產(chǎn)。該公司是在 HSMC 出現(xiàn)問題后誕生的。盡管有政府的支持，但該項目從未超越炒作：沒有設(shè)備訂單，沒有工廠建設(shè)，到 2021 年，運營已暫停。有趣的是，曾擔(dān)任 QXIC 首席執(zhí)行官的曹山也是 HSMC 的前董事會成員。

也許，最臭名昭著的中國晶圓廠風(fēng)險投資失敗——眾多失敗中的第一個——是 GlobalFoundries 在成都的項目。2017 年 5 月，GlobalFoundries 公布了在成都分兩個階段建造先進晶圓廠的計劃：第一階段為 130nm/180nm 級節(jié)點，第二階段為 22FDX FD-SOI 節(jié)點。該公司承諾為該項目投資 100 億美元，僅殼牌就投資了約 10 億美元。

財務(wù)困境迫使 GlobalFoundries 在 2018 年放棄了該項目（同年它停止開發(fā)領(lǐng)先的工藝技術(shù)），并重新專注于專業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。到 2019 年初，該站點的設(shè)備和人員已被清除，并于 2020 年 5 月發(fā)出通知正式暫停運營。

該場地和未完工的建筑在五年內(nèi)一直無人居住，直到華虹集團控制的上海華立微電子股份有限公司 （HLMC） 宣布將于 2023 年年中接管這片休眠場地。HLMC 是少數(shù)打算開發(fā) 10 納米級制造工藝的中國公司之一。然而，目前尚不清楚成都晶圓廠是否會用作其旗艦設(shè)施。GlobalFoundries 的成都項目是中國停滯不前的半導(dǎo)體項目中罕見的復(fù)蘇例子。這是中國迄今為止遇到的眾多失敗中罕見的例外。

模擬和混合信號 IDM 初創(chuàng)公司 Dehuai Semiconductor 就沒有這么幸運了。該公司在地方當(dāng)局的幫助下于 2019 年成立。德懷沒有提出明確的路線圖，并對其項目的進展情況做出了虛假聲明。到 2021 年年中，當(dāng)?shù)胤锤瘮C構(gòu)在調(diào)查顯示沒有建造晶圓廠后逮捕了關(guān)鍵高管：只是開始了初步的現(xiàn)場準(zhǔn)備工作。該項目是中國失敗的半導(dǎo)體企業(yè)中最臭名昭著的欺詐和管理不善的例子之一。

福建金華集成電路 （JHICC） 的命運略有不同。從形式上講，這不是一個失敗的項目，但也不是一個活生生的項目。JHICC 于 2016 年成立，旨在建造中國第一家大型 DRAM 晶圓廠。該公司在成立大約兩年后神奇地開始試生產(chǎn)，但很快就發(fā)現(xiàn)它在 UMC 的幫助下竊取了美光的工藝技術(shù)。最終，美國商務(wù)部將福建金華列入其實體清單，切斷了其獲得任何美國技術(shù)的機會。這基本上停止了新工藝技術(shù)的開發(fā)，并禁止采購任何先進的工具。因此，雖然 JHICC 在形式上幸存下來并存在于紙面上，但它是其昔日雄心壯志的幽靈。

另一個在中國失敗的存儲器項目是江蘇先進存儲器半導(dǎo)體 （AMS）。該公司成立于 2016 年，計劃引領(lǐng)中國在相變存儲器 （PCM） 技術(shù)方面的努力。該公司的目標(biāo)是每年生產(chǎn) 100,000 片 300 毫米晶圓，并吸引了約 18 億美元的初始投資。盡管 AMS 在 2019 年開發(fā)了第一款內(nèi)部 PCM 芯片，但到 2020 年，AMS 陷入了財務(wù)困境，無法再支付設(shè)備或員工工資。它于 2023 年進入破產(chǎn)程序，雖然華信捷創(chuàng)的救助計劃于 2024 年獲得批準(zhǔn)，但由于未兌現(xiàn)資金承諾，該交易于 2025 年失敗。

生產(chǎn)商品類型的內(nèi)存是一項具有挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)。紫光集團在發(fā)展長江存儲技術(shù)有限公司并使其成為世界級的 3D NAND 制造商方面發(fā)揮了重要作用。然而，在公司一年前面臨財務(wù)困難后，隨后的 3D NAND 和 DRAM 項目于 2022 年被取消。

紫光集團的第二個 3D NAND 項目旨在復(fù)制長江電子的模型。但是，在當(dāng)時，即使是長江存儲本身也遠未挑戰(zhàn)跨國 3D NAND 制造商。因此，建造另一座昂貴的晶圓廠（可能達到 240 億美元）并可能開發(fā)新的 3D NAND 工藝技術(shù)的邏輯是值得懷疑的。

為了在 DRAM 方面，清華大學(xué)聘請了 Elpida 前首席執(zhí)行官坂本由紀夫 （Yukio Sakamoto），他擁有與三星和美光競爭的經(jīng)驗。然而，當(dāng)清華大學(xué)瀕臨破產(chǎn)時，他于 2021 年離開了，當(dāng)時他還沒來得及做出貢獻?？紤]到開發(fā) DRAM 技術(shù)需要數(shù)年時間和數(shù)十億美元，再加上工具供應(yīng)風(fēng)險，清華大學(xué)放棄了其 DRAM 雄心壯志。

邏輯和存儲器需要相當(dāng)復(fù)雜的工藝技術(shù)，以及耗資數(shù)十億美元的晶圓廠。相比之下，CMOS 圖像傳感器 （CIS） 是使用相當(dāng)基本的生產(chǎn)節(jié)點和相對便宜（但非常大）的晶圓廠生產(chǎn)的。盡管如此，這并沒有阻止江蘇中晶航天、淮安成像器件制造商 （HiDM） 和塔科馬半導(dǎo)體的失敗。他們的晶圓廠都沒有完工，也沒有開發(fā)出任何工藝技術(shù)。

中國的失敗可能會卷土重來，影響未來的雄心壯志

中國半導(dǎo)體生產(chǎn)公司的倒閉浪潮凸顯了芯片行業(yè)的一個基本現(xiàn)實：大規(guī)模制造需要的不僅僅是資本和雄心。如果沒有持續(xù)的專業(yè)知識、供應(yīng)鏈深度和長期規(guī)劃，即使是資金最充足的計劃也可能很快分崩離析。在基本問題得到解決之前，中華人民共和國半導(dǎo)體戰(zhàn)略中的這些深層結(jié)構(gòu)性問題將在未來幾年繼續(xù)阻礙其進展。