全球芯片短缺仍在蔓延，漲價之勢此起彼伏。即使是在數字時代，但沒有一款電子設備不需要模擬芯片，模擬芯片作為當今諸多設備中的關鍵組件，成為短缺的重點。一方面受到疫情、天災等的停產導致的供給失衡，另一方面新能源汽車、5G等需求膨脹的速度快于芯片制造商的反應速度。根據 IHS Markit 的分析，繼2021年的MCU之后，模擬芯片很可能成為未來三年汽車生產的主要制約因素。于是一眾模擬芯片廠商開始大刀闊斧進行擴產和投資，以此來應對未來的發展需求和保持領先地位。

　　模擬芯片制造商一般采用IDM模式，傾向于自己設計、制造和銷售芯片。由于在模擬行業領域，繁榮和蕭條的歷史性周期問題是出了名的，所以模擬芯片制造商一直對擴張持謹慎態度。但現在，我們看到基本所有的模擬芯片廠商都開始了明顯的擴產動作。

　　縱觀模擬芯片廠商無外乎這幾家，根據IC Insights的報告，2020年排名前十的模擬芯片廠商分別是TI（德州儀器），ADI（亞德諾），Skyworks（思佳訊），Infineon（英飛凌），ST（意法半導體），NXP（恩智浦），Maxim（美信），ON Semi（安森美），Microchip（微芯），Renesas（瑞薩）。這 10 家公司的模擬IC銷售額合計為 354 億美元，占去年模擬 IC 市場總額570億美元的62%。除此之外，東芝也是很大的模擬芯片廠商，而且其投資計劃也非常清晰。

　　德州儀器每年支出35億美元

　　最近德州儀器發布了未來幾年的資本支出計劃，到2025年，德州儀器每年將支出約 35 億美元用于芯片制造，根據華爾街目前的預測，該計劃所代表的資本支出相當 TI 當年年收入的10% 以上。而在過去十年間，德州儀器的平均研發支出占到年收入的5%。從2026年到 2030 年，它將繼續投資其制造業，達到年收入的10%。TI 的解釋是，它看到了更多的增長前景，因此需要更多的生產能力。TI的目標是在未來十年左右實現7%的符合年收入增長率，在2010-2020年間的憑借增長率為4%。

　　德州儀器將擴大工廠的數量，大約為4家，主要在謝爾曼進行，該公司計劃今年完成前兩家工廠的建設，預計2025年第一家工廠投產。第三和第四家工廠的建設將在 2026 年至 2030 年之間開始。德州儀器表示，當其完成其位于猶他州的Sherman、Richardson和 Lehigh制造廠以及馬來西亞的另一個制造廠時，該公司將擁有八家工廠生產 300 毫米晶圓技術。

　　去年早些時候，德州儀器還以9億美元收購了美光科技位于猶他州Lehi的一座12英寸晶圓制造廠。該廠最初是美光科技計劃用其生產3D Xpoint存儲芯片，由于美光退出3D Xpoint業務，德州儀器計劃將其改造，用于制造65nm和45nm工藝的模擬和嵌入式芯片。

　　ADI擴產招聘數百人

　　ADI 去年的收入增長了30%以上，達到73億美元。因此，與許多其他芯片制造商一樣，ADI也在提高產量來滿足巨大的需求。ADI在愛爾蘭、馬薩諸塞州、華盛頓卡馬斯、在比弗頓附近的泰克園區都有自己的工廠。現在，ADI正為其工廠進行擴建招人。

　　俄勒岡工廠是ADI在2020年從Maxim中收購而來的，這也是其最大的工廠。去年12月份ADI完成了大規模擴建，增加了工程實驗室、故障分析實驗室和工程測試平臺。ADI表示，公司計劃在未來兩年內將華盛頓縣的700名員工增加近40%。他說，招聘已經開始并將持續到 2024 年，ADI 將在后期招聘階段增加操作員、維護技術員和工程師的職位。

　　卡馬斯工廠是ADI 2016 年收購凌力爾特所得，ADI在卡馬斯雇傭了大約 350 名員工，預計隨著產量的增加將增加50名。該公司正在招聘操作員、技術人員和工程師。

　　Skyworks發力WiFi

　　Skyworks在濾波器方面取得了重大的成功，內置 BAW 濾波器的集成設備的收入增長非常強勁。而現在，Skyworks又看到了濾波器在WiFi系統中的作用。在Skyworks的Broad Markets的戰略中，一個關鍵就是提高整體WiFi性能的標準。在這方面，Skyworks有自己的砷化鎵技術、TC-SAW(熱補償表面聲波濾波器)、標準SAW、體聲波、組裝和測試。此外，Skyewokrs還在Mexicali進行必要的投資，用于其后端運營，支持先進的封裝和測試。

　　英飛凌新功率半導體工廠啟用

　　英飛凌早在2018年開始規劃在奧地利菲拉赫（Villach）建設300毫米薄晶圓功率半導體工廠，投資大約為16億歐元，2021年9月17日，這家工廠正式啟用。這是英飛凌針對功率半導體的第二家300mm晶圓工廠。首批晶圓已完成出貨。第一階段擴產目標，是滿足汽車行業、數據中心、太陽能和風能等可再生能源發電領域的需求。據金融時報報道，英飛凌在近日表示，將再花費24 億歐元擴大業務以滿足需求,會在4-5年內逐步提升產能。菲拉赫新工廠將與德累斯頓的300mm生產廠合體，跨兩地發揮協同和彈性特色，實現虛擬生產。

　　意法半導體投資翻番

　　在2021年第四季度財報會上，意法半導體表示，目前公司積壓的訂單能見度為18個月左右，遠高于ST目前及已經規劃的2022年產能。而且今年的車用芯片產能已經銷售一空。今年意法半導體的資本支出計劃將達到約34億至36億美元，較2021年的18億元投資增加近一倍，主要用于進一步提高產能，其中包括在意大利Agrate 12英寸新晶圓廠建設第一條生產線。

　　2021年7月，意法半導體宣布，其瑞典北雪平工廠制造出首批200mm (8英寸)碳化硅(SiC)晶圓片，這些晶圓將用于生產下一代電力電子芯片的產品原型。據意法半導體所稱，與 150mm晶圓相比，200mm晶圓可增加產能，將制造集成電路可用面積幾乎擴大1 倍，合格芯片產量是150mm晶圓的1.8 -1.9倍。

　　恩智浦封測廠投產

　　2021年9月，恩智浦半導體（天津）集成電路測試中心一期改造項目竣工投產，該中心主要進行封裝測試。該封測公司是2015年恩智浦從飛思卡爾手中收購得來，經過多年的發展，其封裝測試工廠生產能力已接近飽和，沒有足夠的生產空間來進一步引進新的生產設備，形成工廠的產能規模，承接未來新產品的生產。

　　除此之外，去年中旬，據國外媒體報道，芯片代工廠商聯華電子宣布將于全球多家客戶攜手，擴充12A廠產能，參與的客戶將以議定價格預先支付訂金，確保獲得擴充后的長期產能。其中，恩智浦已同聯華電子達成6年芯片代工協議。

　　安森美發力新策略

　　去年，安森美改名，確立了公司的新戰略：智能電源和智能感知。由傳統IDM模式向更加靈活的Fab-Liter模式轉型，將采取更加靈活的制造路線和策略，未來會退出規模不足的晶圓廠、聚焦300mm晶圓產能，并將提高通用封裝后端廠的靈活性。

　　2021年Q2的財報顯示，安森美營收的6%用作了資本投入。安森美表示，未來兩年將加大投資力度，由6%增加到12%，主要用于擴產300mm晶圓廠的產能，再一個是加強SiC供應鏈環節，包括基板沉底等最終產品，以及封裝。而在2021年第四季度財報電話會議上，安森美表示，計劃到2022年將其基板業務產能增加四倍以上，并打算進行大量投資以擴大其設備和模塊產能。到2022年，安森美預計其碳化硅收入將同比增長一倍以上。

　　此外，去年8月，安森美宣布以4.15億美元現金收購SiC生產商GT Advanced Technologies，并計劃投資擴大GTAT的研發工作，以推進150mm和200mm SiC晶體生長技術。

　　Microchip 4000萬美元升級工廠

　　2022年1月，Microchip宣布計劃斥資4000萬美元用新技術改造其科羅拉多斯普林斯半導體工廠，這將在未來六個月內增加50至75 名員工，它將為工廠購置安裝新設備，由原本6英寸晶圓轉向8英寸晶圓的生產，這將使其可以生產的芯片數量幾乎翻倍。公司計劃在未來六個月內繼續招聘超過 50-75人，并在未來兩到五年內進行另一階段的擴張。

　　瑞薩車載MCU產能提高50%

　　瑞薩是世界車規級半導體龍頭，在車用MCU領域掌握全球兩成份額。2021年9月29日，瑞薩電子在經營說明會上透露，計劃到2023年將車載MCU產能提高50%以上（較2021年），同時將提高設備投資金額，預計到2021年將超過800億日元，到2022年將在600億日元左右，該公司目前的設備投資金額約200億日元。

　　東芝投入5700億日元

　　2022年2月8日，東芝召開了關于兩家公司分拆后可能的經營戰略的簡報會。會議中指出，為了應對全球半導體供應短缺和存儲需求擴大的措施，將促進產能擴大和穩定采購網絡的建設，東芝將在5年內投入5700億日元進行資本投資和研發。

　　產能方面，2021年至2025年將投資約2600億日元。主要投資包括功率半導體用200mm線的擴建、2022 年2月4日宣布的日本石川縣新建300mm線的建設、現有建筑物的運營推進、化合物半導體用200mm線的開發計劃。此外，東芝還計劃在菲律賓基地增加近線硬盤的產量，在中國建立硬盤基地，并擴大其橫濱工廠的半導體制造設備制造空間。

　　在構建穩定的采購網絡方面，東芝強調，半導體80%的材料都簽訂了長期合同，多方采購比例提高到70%以上。

　　到2025年，研發費用計劃約為3100億日元。主要在半導體、HDD和半導體制造設備三大業務上加大研發。

　　在半導體領域，東芝的整個半導體業務目標是將銷售額從預計在 2021年的3200億日元增加到 2025年的3700 億日元。東芝計劃專注于車載和工業應用的功率半導體，在重點關注的功率 MOSFET方面，東芝計劃到2025年從第四的全球份額升到第三。

　　其中，僅功率半導體的研發，計劃在五年內投資1000億日元，用來擴大硅功率半導體產品陣容、開發高效封裝、加速開發SiC和GaN產品等。公司目前主打的硅功率MOSFET是第8代，第9代導通電阻降低15%，第10代比8代降低了30%，正在開發第11代，比第8代導通電阻降低了40%，并且將在2023 年之前將硅功率 MOSFET產品數量翻一番。公司車載硅IGBT目前正在量產耐壓750V和1.2kV的產品，為了提高逆變器特性，2022年開始量產集成二極管和IGBT的新產品。第二代二極管集成產品將在300mm線上生產，2026年開始量產。

　　同時東芝計劃在2024年量產車載充電器用SiC MOSFET產品。在GaN器件的研發上，東芝計劃在2023年開始提供結合GaN和硅功率MOSFET的產品。據說與硅器件相比，該產品可將損耗減少一半。據悉，東芝的僅用GaN實現高速開關，電源單元體積比硅縮小約60%的第二代產品正在開發中。

　　另一項加大研發的業務是近線硬盤HDD，開發新HDD型號，該業務市場對數據中心/云服務提供商的需求正在擴大，預計2021年至2030年的復合年增長率將達到 22%。東芝計劃在2023年完成一臺30T字節的機器，目標是未來35TB以上的記錄容量。

　　再就是在半導體制造設備上的布局，東芝將專注于電子束掩模光刻設備和外延生長設備。據悉，東芝的NuFlare Technology作為單束機中20納米以下先進節點的電子束掩模光刻系統擁有100%的市場份額。多光束機“MBM-2000”于2021年交付給客戶，計劃到2023年占據50%的市場份額。此外，東芝正在開發一種新的電子源，以獲得更高的電流和更高的亮度，用于支持2nm，希望在2023年底前開始出貨，以滿足客戶的發展路線圖。

　　在外延生長設備方面，東芝預計市場增長將受到xEV、下一代通信標準中使用的SiC、GaN功率半導體的快速增長以及直徑增加到200 mm晶圓的推動。該公司的SiC和GaN外延生長設備是一種獨特的方法，使氣體垂直向下均勻地流向反應器中高速旋轉的晶片，具有低缺陷密度、高均勻性和在薄膜上高速成膜的特點表面。

　　寫在最后

　　當下的供應短缺沒有短期解決辦法，而穩定的晶圓產能供應無疑是模擬芯片廠商接下來的競爭點。但擴張之后，在某個時間點，他們產品會太多，如果短缺或漲價的周期在某個時候結束，模擬芯片廠商們也應當要為此做好準備。