成熟工藝產能緊缺引發的產業鏈“巨震”余波未平，先進工藝產能供應又將迎來緊張時刻。

供應鏈消息稱臺積電日前給客戶發布通知，稱先進制造設備到貨延期，明后年產能增加可能不如預期。雖然沒提到具體工藝，但臺積電表態暗示 4nm、3nm 等產能將趨于緊張。

作為全球最大最先進的代工一哥，臺積電如此表態，產業鏈“虎軀”難免一震。

設備惹的禍?

從臺積電通知中可以看出，問題的關鍵直指設備。

而之所以如此，或要從兩大維度解讀。

一方面，設備業需求強勢走旺。在大國博弈、應用驅動、產能緊缺的影響下，加之各半導體強國紛紛加碼制造業回流和加強供應鏈安全，全球代工迎來一波又一波的擴建和新建潮。如此多的企業同一時間涌入芯片制造業，所需的設備、材料等無疑是十分龐大的。

所謂“兵馬未動，糧草先行”。代工環節是一個極其復雜化、體系化的流程，各種設備如光刻機、刻蝕機、等離子注入機、CMP 以及光刻膠等材料缺一不可。但在全球產能緊缺之下，設備也難以獨善其身，設備廠商一方面要應對急劇擴大的需求，另一方面也遭受設備零部件供應短缺的困擾，雙重“擠壓”之下，有時難免只能望“單”興嘆。

據愛集微報道，今年伊始，包括 ASML、應用材料、泛林等半導體設備巨頭都曾多次公開表示產能無法滿足需求。作為芯片擴產的基礎，當前設備生產的最大掣肘卻也正是來自于缺芯。而這種看似無解的死循環，將給深陷過剩擔憂的半導體產業鏈，帶來更多不確定因素。

另一方面，工藝的進階對設備提出了更高的要求。北京半導體行業協會副秘書長朱晶提到，進入到 3nm 之后，架構從 FinFET 變成 GAA，晶體管架構發生改變，對相關的設備、材料都提出新的要求，意味著高階的光刻機以及其他關鍵設備面臨著重新研發和生產，這都需要一個周期。

特別是對于先進工藝制程來說，最最關鍵的設備無疑就是光刻機。以賽亞調研 (Isaiah Research) 認為，目前的設備瓶頸是 ASML 的 EUV 設備，因 ASML EUV 是先進制程最重要設備之一，加上是 ASML 一家廠商獨供，所以先進制程產能會受到 EUV 設備的供應狀況限制。因此，目前臺積電 3nm 的腳步確實有些放緩，最主要也是 EUV 設備緊缺的問題。

特別是最新一代高數值孔徑 High-NA EUV 光刻機因更有利于 3nm 及以上工藝，臺積電、英特爾、三星爭奪下一世代話語權也使出了渾身解數。不僅在資本支出上持續祭出大手筆，還頻頻表態以先聲奪人，英特爾之前宣布搶下了首臺新一代 EUV 光刻機，而且在首批 6 臺中英特爾也占了大頭;臺積電則表示將在 2024 年采用最新一代 High-NA EUV 光刻機;三星集團副會長、三星集團實際控制人李在镕最近還親自拜訪 ASML，可見其權重。

此外，在產能擴建和新建過程中的變量因子也要全盤考量。臺灣業界資深顧問、旗艦國際管理顧問總裁段定夫就認為，除設備之外，還要考慮到國外投資的新建產能則還有缺工、缺料、運輸延遲、審批遲緩等其他因素。

良率亦是影響代工產能的重要一環。集微咨詢資深分析師陳翔介紹，設備和工藝技術是工藝量產的最關鍵因素，缺一不可，臺積電和三星在 3nm 節點遭遇的挑戰一方面是設備問題，另一方面則是研發良率問題。

4nm / 3nm 處于漩渦?

在設備等掣肘之下，先進工藝產能狀況也上演不同的劇情。

以賽亞調研提到，臺積電的 4nm / 5nm 產能將持續緊缺，如 4nm 的主要幾家大客戶如蘋果、AMD、英偉達等芯片將在下半年放量，或將進一步引發產能緊張。

而 6nm / 7nm 因手機 AP 下修幅度大，加上 Apple 及 HPC 客戶陸續往 5nm 制程轉移，因而 6nm / 7nm 的供需緊缺的狀況在 2023 年會相對平衡。

相形之下，3nm 開局不利。段定夫提到，預計上半年量產 3nm 的三星其實已拖延時程，加上低良率的問題已經被管理高層檢討，并在進行組織改造中，預計還需要幾個季度才能追趕上。臺積電相對則在最近舉辦的技術論壇中，再次確認將在 2022 年下半年如期進行 3nm 的量產。

但從擴產速度來看，也不會如預想順利。以賽亞調研分析，供給端受設備供應限制而影響產能供應，但需求端也看到客戶投產計劃相對不積極?？傮w來說，客戶對臺積電 4nm / 5nm 的產能需求還是比 3nm 大，因此關鍵設備有機會將轉而支持 4nm / 5nm，進而放緩 3nm 的擴產速度。

“具體來看，臺積電 3nm 的產能供需狀況仍待明年兩家主要客戶 Apple 及英特爾的投片觀察。而對于三星的 3nm，目前尚未看到明確大客戶的量產計劃，且三星 3nm 在良率上還有待提升，客戶或亦在觀望。”以賽亞調研表示。

盡管 3nm 眼見將“延遲”，但從另一維度解讀，這或讓 3nm 在“成形”之后成為一個長節點。

朱晶分析，3nm 良率看來尚待提升，這也側面說明從 3nm 開始，每提升一個節點的難度將越來越大，研發投入也會越來越高，這符合摩爾定律越往下走越接近失效的一個基本判斷。這也會讓 3nm 成為一個長節點，因為向 2nm、1nm 走顯然將更加緩慢，因此 3nm 或將引發巨量的產品需求，導致 3nm 節點成為一個需求嚴重大于供應的節點。臺積電最近又豪擲 400 億美元在臺新建 4 座 3nm 晶圓廠，就能從側面驗證對 3nm 節點產能的判斷。

對于產能緊缺將持續多長時間的問題，段定夫表示，要看三星及英特爾多快能順利擴充先進工藝產能來補齊產能缺額，保守估計至少一到兩年。

調研機構 BIS 宣稱，由于市場需求暴增，以及半導體設備短缺，3nm 及以上先進工藝的產能將面臨挑戰，2024 到 2025 年可能出現 10% 甚至 20% 的缺口。

或許先進工藝產能的緊缺已“在路上”。

產業鏈影響幾何?

產能緊缺的“前車之鑒”就在眼前。

成熟產能緊缺危機導致電源管理、顯示驅動 IC、MOSFET、MCU 和傳感器等相關芯片缺貨與漲價齊飛，對汽車、消費電子等多個行業的影響依然仍在發酵。

因而，對于先進工藝產能對于業內的影響，以賽亞調研則相對樂觀，先進制程產能緊缺的狀況對市場的影響有限，因終端市場需求下滑，幾家重點客戶有投片下調的狀況，如因消費類電子市場疲軟的關系，今年下半年聯發科在臺積電 6nm / 7nm 的投片下調 20-30%，英偉達的 5nm 芯片也同步下調 10% 左右。加上 3nm、4nm / 5nm、6nm 等制程節點的設備可根據客戶需求做部分的產能調配，代工廠的彈性度更大。

提及產業鏈對先進工藝產能緊缺的應對之舉，段定夫談及，先進工藝產能緊缺對半導體產業造成的主要影響就是庫存下降及價格上漲，常見應對方式有延后終端產品出貨、降低終端產品規格等。

對此陳翔也指出，先進工藝產能的緊缺也將造成相應芯片的漲價以及貨源斷供等問題，設計廠商應根據代工廠的產能調整自己的戰略部署，根據代工廠的產能變化及時調整自己的備貨進度和比例，以及要尋求合適的代工廠合作，以保證供應。

在這一過程中，先進封裝亦是一個可借力的支點。如段定夫所言，大陸設計廠商不僅可評估采用多家代工廠，也可考慮改用成熟工藝的設計，結合先進封裝如 chiplet、異構整合的方式來應對。

盡管 3nm 看似與國內設計廠商定位仍較為遙遠，但朱晶認為，工藝節點越往前走，對于大陸設計廠商來說，挑戰和風險也都將放大，因大陸目前尚缺乏 7nm 以下先進工藝的能力，意味著先進工藝越往前走，產業話語權越弱，為了拿到先進工藝就要付出更多的成本，或導致設計廠商研發和投片成本增加;或拿不到先進工藝產能持續受制于人。

“3nm 是一個長節點，對于中國大陸來說，最好的辦法就是盡快想辦法解決和突破先進工藝產能的問題，這是最根本的辦法。”朱晶最后建議。

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