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(dòng)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(jìn)的晶圓廠，可以使用 7nm 級(jí)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(chǔ)設(shè)備。然而，由于錯(cuò)過投資、技術(shù)缺陷和不可持續(xù)的商業(yè)計(jì)劃，出現(xiàn)了許多引人注目的失敗。據(jù) DigiTimes 報(bào)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(gè)晶圓半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施，包括 25 個(gè) 300 毫米晶圓、5 個(gè) 200 毫米晶圓、4 個(gè) 150 毫米晶圓和 7 個(gè)非活躍晶圓。當(dāng)時(shí)，作為“中國制造 2025”計(jì)劃的一部分，中國正在建設(shè) 32 個(gè)額外的半導(dǎo)體制造計(jì)劃，包括 24 個(gè) 300 毫米晶圓廠和 9 個(gè) 200 毫米晶圓廠。中芯國際、華虹、Nexchip、CXMT 和士蘭等公司計(jì)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(gè)備受矚目的晶圓廠項(xiàng)目破產(chǎn)了，這些項(xiàng)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(xiàng)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(jìn)節(jié)點(diǎn)，但沒有經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)或獲得必要的晶圓制造設(shè)備。這些努力通常嚴(yán)重依賴省級(jí)政府的資金，幾乎沒有監(jiān)督或行業(yè)知識(shí)，當(dāng)資金枯竭或丑聞出現(xiàn)時(shí)，這會(huì)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(shí)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(shí)體獲得制造 10 納米及以下節(jié)點(diǎn)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(jìn)晶圓廠的進(jìn)展。此外，不斷惡化的中美緊張局勢(shì)和全球市場(chǎng)變化進(jìn)一步削弱了其中許多項(xiàng)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(xiàng)目，其中許多項(xiàng)目已經(jīng)被遺忘，或者已經(jīng)成為一個(gè)可怕的僵尸晶圓廠。

要從中學(xué)習(xí)的失敗

英特爾、臺(tái)積電、三星或中芯國際等領(lǐng)先的芯片制造商花費(fèi)了數(shù)十年時(shí)間開發(fā)他們的生產(chǎn)技術(shù)，并在其前沿節(jié)點(diǎn)上積累了芯片經(jīng)驗(yàn)。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(tái)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(jí)節(jié)點(diǎn)。

HSMC 成立于 2017 年底，計(jì)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(chǎng)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(yán)重資金不足。到 2021 年 3 月，當(dāng)?shù)卣疀]收了該項(xiàng)目，解雇了所有員工，并確認(rèn)從未生產(chǎn)過芯片。

QXIC 于 2019 年作為 HSMC 在山東濟(jì)南的姊妹企業(yè)成立時(shí)，同樣瞄準(zhǔn)了 14nm 級(jí)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(xiàng)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(yùn)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(huì)成員。

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

財(cái)務(wù)困境迫使 GlobalFoundries 在 2018 年放棄了該項(xiàng)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(diǎn)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(yùn)營。

該場(chǎng)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(tuán)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(chǎng)地。HLMC 是少數(shù)打算開發(fā) 10 納米級(jí)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(huì)用作其旗艦設(shè)施。GlobalFoundries 的成都項(xiàng)目是中國停滯不前的半導(dǎo)體項(xiàng)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(hào) IDM 初創(chuàng)公司 Dehuai Semiconductor 就沒有這么幸運(yùn)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(duì)其項(xiàng)目的進(jìn)展情況做出了虛假聲明。到 2021 年年中，當(dāng)?shù)胤锤瘮C(jī)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(chǎng)準(zhǔn)備工作。該項(xiàng)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(yùn)略有不同。從形式上講，這不是一個(gè)失敗的項(xiàng)目，但也不是一個(gè)活生生的項(xiàng)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(shí)體清單，切斷了其獲得任何美國技術(shù)的機(jī)會(huì)。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(jìn)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(gè)在中國失敗的存儲(chǔ)器項(xiàng)目是江蘇先進(jìn)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體 （AMS）。該公司成立于 2016 年，計(jì)劃引領(lǐng)中國在相變存儲(chǔ)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(cái)務(wù)困境，無法再支付設(shè)備或員工工資。它于 2023 年進(jìn)入破產(chǎn)程序，雖然華信捷創(chuàng)的救助計(jì)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(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)。紫光集團(tuán)在發(fā)展長江存儲(chǔ)技術(shù)有限公司并使其成為世界級(jí)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(cái)務(wù)困難后，隨后的 3D NAND 和 DRAM 項(xiàng)目于 2022 年被取消。

紫光集團(tuán)的第二個(gè) 3D NAND 項(xiàng)目旨在復(fù)制長江電子的模型。但是，在當(dāng)時(shí)，即使是長江存儲(chǔ)本身也遠(yuǎn)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(dá)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(qǐng)了 Elpida 前首席執(zhí)行官坂本由紀(jì)夫 （Yukio Sakamoto），他擁有與三星和美光競(jìng)爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)。然而，當(dāng)清華大學(xué)瀕臨破產(chǎn)時(shí)，他于 2021 年離開了，當(dāng)時(shí)他還沒來得及做出貢獻(xiàn)?？紤]到開發(fā) DRAM 技術(shù)需要數(shù)年時(shí)間和數(shù)十億美元，再加上工具供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，清華大學(xué)放棄了其 DRAM 雄心壯志。

邏輯和存儲(chǔ)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(diǎn)和相對(duì)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(huì)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(gè)基本現(xiàn)實(shí)：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(shí)、供應(yīng)鏈深度和長期規(guī)劃，即使是資金最充足的計(jì)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(jìn)展。