Производственная база микроэлектроники: государственные стимулирование и регулирование, капиталовложения отрасли

Производственная база микроэлектроники: государственные стимулирование и регулирование, капиталовложения отрасли

Выпуск 14(6738) от 22 июля 2021 г.
РУБРИКА: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

По прогнозам специалистов ресурса Semiconductor Intelligence, изготовители полупроводниковых приборов в 2021 г. будут и дальше наращивать капиталовложения с целью преодоления возникшего дефицита ИС Кроме того, многие правительства стран с развитой производственной базой микроэлектроники намерены оказать финансовую поддержку мерам по расширению возможностей изготовления ИС в своих странах. В частности, об этом заявили правительства США, Японии и Южной Кореи. Аналогичные планы есть и у ЕС.


Государственное стимулирование микроэлектроники

Недавно Сенат США одобрил законопроект, предусматривающий выделение 52 млрд долл. для финансирования исследований, проектирования и производства ИС. Законопроект получил поддержку в Палате представителей США и от президента Байдена [1]. Речь идет о «Законе о содействии производству полупроводниковых приборов в Америке» (Facilitating American-Built Semiconductors, FABS), предполагающем введение инвестиционного налогового вычета (ITC) для стимулирования более широкого производства ИС в США. Это важное дополнение к недавно принятому «Закону США об инновациях и конкуренции» (U.S. Innovation and Competition Act, USICA) [2]. Как будут распределяться выделяемые средства? 39 млрд долл. планируется направить на стимулирование (гранты) строительства или расширения заводов по производству ИС; 10,5 млрд долл. – на НИОКР; 2 млрд долл. – на поддержку МО США (исследования, испытания и развитие рабочей силы совместно промышленностью и университетами); 0,5 млрд долл. – Госдепартаменту и международным агентствам США для координации с союзниками с целью расширения цепочек поставок ИС и новых технологий [3].

В свою очередь, и утвержденное финансирование (52 млрд долл.), и ITC предусмотрены принятым в январе 2021 г. «Законом о стимулировании разработки и производства полупровод-никовых приборов в Америке» (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act, CHIPS for America Act). Считается, что после принятия FABS закон CHIPS for America Act заработает в полную силу [2].

Министерство экономики, торговли и промышленности Японии в начале июня 2021 г. анонсировало Национальный проект по поддержке производства ИС в Японии. Однако по состоянию на начало июля более подробной информации предоставлено не было [1, 4].

В мае Южная Корея объявила о планах потратить 450 млрд долл. в течение следующих 10 лет на производство полупроводниковых приборов, отличных от схем памяти [1]. Одна из целей страны – возглавить глобальную цепочку поставок и внести свой вклад в мировую экономику, став стабильным поставщиком ИС для удовлетворения глобального спроса. Одновременно корпорация Samsung объявила об инвестиционной программе в размере 150 млрд долл. для своего бизнеса в области ИС, отличных от схем памяти. Samsung переживает переломный момент – сохранив бесспорное лидерство в сфере ИС ЗУ, корпорация желает занять такие же позиции и в других основных типах ИС и намерена и дальше осуществлять упреждающие инвестиции, «чтобы возглавить отрасль» [5]. В целом план южнокорейского правительства состоит в том, чтобы к 2030 г. создать в стране крупнейшую в мире цепочку поставок полупроводниковых приборов (Корейский полупроводниковый пояс, или K-Semiconductor Belt). Предлагаемые средства будут расходоваться не только на расширение производственных мощностей, но и на НИОКР. Правительство также намерено ввести налоговые льготы в размере до 50 % от ассигнований на корпоративные НИОКР, до 20 % на инвестиции в производственные мощности (здания, сооружения, оборудование) [6] и налоговый вычет по расходам на оборудование и сооружения до 6 % [5]. Корейский полупроводниковый пояс будет объединять города Ичхон, Йонгин и Чхонджу в центральном регионе страны, а также города и районы Панге, Гихын, Хвасон, Пхентхэк и Оньян на западе [6].

Европейский союз в мае 2021 г. объявил, что готов выделить «значительные» средства на расширение производства полупроводниковых приборов в Европе, но, как и Япония, до сих пор не представил подробностей [1], за исключением конечной цели – добиться к 2030 г. возвращения Старого Света в число основных производителей ИС с 20 % мировых продаж. Также известно, что финансирование в размере 800 млрд евро (975 млрд долл.) может быть получено из нескольких программ ЕС, включая фонд по борьбе с пандемией COVID-19, 20 % предполагается потратить на «цифровую трансформацию» континента. Сколько конкретно будет выделено на микроэлектронику и по каким направлениям – пока не ясно [7, 8].


Капиталовложения полупроводниковой промышленности

Указанные правительственные инициативы помогут поддержать инвестиции производителей полупроводников. Согласно последнему прогнозу SEMI, в 2021–2022 гг. начнется строительство 29 полупроводниковых предприятий [1]: до конца 2021 г. – 19 новых заводов по обработке пластин (из них 15 под 300-мм пластины), а в 2022-м – еще 10 заводов (семь под 300-мм пластины). Семь заводов из 29 предназначены для обработки пластин диаметром 100, 150 и 200 мм. По восемь заводов будет строиться в КНР и на Тайване, в США – шесть, в Европе и на Ближнем Востоке – три, в Южной Корее и Японии – по два.

Общая мощность этих 29 заводов составит до 2,6 млн обработанных пластин в месяц (в эквиваленте 200-мм пластин), а расходы на оборудование в течение следующих нескольких лет превысят 140 млрд долл. В среднесрочной и долгосрочной перспективе расширение производственных мощностей поможет удовлетворить прогнозируемый высокий спрос на полупроводниковые приборы, обусловленный новыми приложениями, такими как автономные транспортные средства, искусственный интеллект, высокопроизводительные вычисления и связь от 5G до 6G [9].

Капитальные расходы полупроводниковой промышленности, согласно данным IC Insights, в 2020 г. составили 113 млрд долл. Прогнозы их роста на 2021 г. варьируются от 16 до 23 % (табл. 1).


ТАБЛИЦА 1

ПРОГНОЗЫ КАПИТАЛЬНЫХ РАСХОДОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА 2021 Г., СДЕЛАННЫЕ РАЗЛИЧНЫМИ ОРГАНИЗАЦИЯМИ

Организация

Область прогноза

Прирост к 2020 г., %

IC Insights (март 2020 г.)

Капитальные расходы, всего

18

VLSI Research (март 2020 г.)

Капитальные расходы, всего

23

SEMI (март 2020 г.)

Расходы на оборудование

16

Goldman Sachs (апрель 2020 г.)

Расходы на оборудование

22


Как видно из табл. 2, на долю трех ведущих полупроводниковых корпораций в 2020 г. пришлось более 50 % капитальных расходов.


ТАБЛИЦА 2

КАПИТАЛЬНЫЕ РАСХОДЫ ВЕДУЩИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ФИРМ В 2020–2021 ГГ.

Фирма

Капитальные расходы, млрд долл.

Прирост, %

Источник

2020 г.

2021 г.

Samsung

27,9

28,0

0

IC Insights

TSMC

17,2

30,0

74

Данные фирмы

Intel

14,3

19,5

37

Данные фирмы

Прочие

53,6

55,8

4

Расчет

Всего

113,0

133,3

18

IC Insights


Полупроводниковая промышленность традиционно переживает циклы бумов и спадов продаж. В периоды высокого спроса на расширение производственных мощностей направляются крупные инвестиции. Когда рост спроса замедляется или снижается, избыток мощностей приводит к снижению доходов (см. рисунок). При этом за значительным увеличением капитальных расходов (более чем на 40 %) через один-два года следует снижение (или значительное замедление роста) рынка полупроводниковых приборов (избыточные мощности → избыточное предложение → падение цен и продаж). Например, когда продажи в 1984 г. выросли на 46 %, капиталовложения увеличились на 106 %. За этим последовало снижение продаж полупроводниковых приборов в 1985 г. на 17 %.



Источник: Gartner, IC Insights, WSTS

Темпы прироста капитальных расходов и продаж полупроводниковых приборов


Такая же ситуация повторилась в 1988–1989 гг. Следующий значительный период роста пришелся на 1993–1995 гг. (пик продаж в 1995 г. при росте на 42 % и увеличении капиталовложений на 75 %). В 1996 г. рынок сократился на 9 %. Падение рынка на 8 % в 1998 г. было вызвано азиатским финансовым кризисом.

В 2000 г. на пике бума интернет-компаний рынок полупроводниковых приборов вырос на 37 %. Это сопровождалось увеличением капитальных расходов на 77 %. В 2001 г. на рынке полупроводниковых приборов наблюдался самый большой спад в истории: –32 %. В 2004 г. рост рынка на 28 % и увеличение капиталовложений на 52 % сопровождались замедлением на 21 пункт – до 7 % роста в 2005 г. Спад на рынке полупроводниковых приборов в 2008–2009 гг. был вызван глобальным финансовым кризисом. Рост возобновился в 2010 г. – на 32 % по полупроводниковым приборам и на 107 % по капиталовложениям.

Рынок снова замедлился более чем на 30 пунктов в 2011 г. до почти нулевого роста, за которым последовало снижение на 3 % в 2012-м. В 2017 г. продажи полупроводниковых приборов увеличились на 22 %, а капитальные расходы – на 41 %. Рост в 2017 г. был относительно скромным по сравнению с предыдущими пиковыми темпами, а два года спустя, в 2019-м, рынок сократился на 12 %.

Существует множество факторов, влияющих на темпы роста рынка полупроводниковых приборов, включая общую конъюнктуру экономики и спрос на основные конечные электронные системы. Однако значительное увеличение мощностей неизменно приводило к избыточному предложению и снижению спроса.

С учетом прогнозов роста капитальных расходов в 2021 г. в диапазоне от 16 до 23 %, отрасль не приблизится к «опасной черте» роста, составляющей 40 %. Даже если рост капиталовложений во II половине 2021 г. ускорится, он вряд ли превысит 30 %. Крупнейший в мире кремниевый завод TMSC может позволить себе увеличение капитальных расходов на 74 % – многочисленность его клиентов и объем их заказов требуют этого. Два других кремниевых завода, UMC и GlobalFoundries, планируют как минимум удвоить капиталовложения в 2021 г. Крупнейший китайский кремниевый завод, SMIC, напротив, собирается сократить капитальные расходы на 25 %, но это обусловлено последствиями американо-китайской холодной технологической войны и разнообразных ограничений со стороны США и их союзников. Корпорации, в структуре производства которых доминируют ИС ЗУ (например, Samsung), проявляют осторожность в отношении капиталовложений, после того как два года назад, в 2019 г., рынок схем памяти сократился на 33 %.

Хотя нынешняя ситуация не предвещает чрезмерного наращивания производственных мощностей по изготовлению полупроводниковых приборов в ближайшей перспективе, неясности остаются. Так, предстоит выяснить, в какой степени нынешний дефицит полупроводниковых приборов обусловлен краткосрочными сбоями в связи с пандемией, а в какой – ростом спроса на конечные электронные системы и увеличением в структуре их стоимости доли полупроводниковых приборов [1].


Аспекты холодной технологической войны

Политика сдерживания развития КНР, в том числе в области полупроводниковой промышленности, проводимая властями США, предполагает в первую очередь ограничение возможности приобретать перспективные технологии и производственные мощности. Второй подход – вывод из КНР в США расположенных там мощностей американских фирм.

Примером первого подхода служит ситуация с южнокорейской корпорацией Magnachip. Комитет по иностранным инвестициям в США (CFIUS) 15 июня 2021 г. издал временное распоряжение, запрещающее китайскому фонду частных акций Wise Road Capital приобретение за 1,4 млрд долл. (29 долл. за акцию) корпорации Magnachip Semiconductor (ранее, в марте 2021 г., Magnachip объявила о продаже подразделения по оказанию услуг кремниевого завода и крупнейшего из двух своих заводов по обработке 200-мм пластин паре корейских венчурных фирм в рамках сделки стоимостью около 435 млн долл.). Аналитики считают маловероятным получение разрешения американских и южнокорейских регулирующих органов на реализацию сделки в ее нынешнем виде – по соображениям национальной безо­пасности. CFIUS также запретил исключать Magnachip из листинга Нью-Йоркской фондовой биржи. Позднее южнокорейские регулирующие органы приняли аналогичное решение, причислив задающие ИС органических СИД (ОСИД/OLED) дисплеев Magnachip к «национальным базовым технологиям». Magnachip проектирует и производит аналоговые и цифро-аналоговые полупроводниковые приборы для автомобильной, потребительской и промышленной электроники, Интернета вещей и средств связи. Это один из первых производителей ИС, начавших массовое производство задающих ИС ОСИД-дисплеев, широко используемых в смартфонах.

После принятия предложения о покупке от фонда Wise Road (который также является инвестором в корпорацию Huaqin, ведущего китайского производителя смартфонов, поддерживаемого корпорацией Qualcomm), руководство Magnachip получило незапрошенную заявку от группы Cornucopia Investment Partners на приобретение всех находящихся в обращении обыкновенных акций по цене 35 долл. за акцию (1,69 млрд долл.). Инвесторы инициировали проверку совета директоров Magnachip за то, что он не рассмотрел более выгодное предложение.

Аналитики отмечают, что вмешательство CFIUS в предлагаемую сделку беспрецедентно – Magnachip практически не присутствует на американском рынке, а ее технологию сложно назвать уникальной, хотя она и является передовой. Совместные усилия США и Южной Кореи по блокированию приобретения Magnachip фондом Wise Road представляют собой «значительное расширение» юрисдикции CFIUS в отношении приобретения иностранных технологий. Как известно, Америка при Байдене отказалась от «экономического развода» с КНР в пользу конкуренции при создании устойчивых цепочек поставок в США ключевых технологий, таких как полупровод­никовые приборы. Решение заблокировать приобретение Magnachip представляет собой новый фронт в усилиях США по ограничению доступа КНР к перспективным технологиям микроэлектроники [10, 11].

Второй подход можно проиллюстрировать примером корпорации Filtronic. Эта фирма, работая со своими ведущими клиентами (поставщиками комплектного оборудования, входящими в HAPS Alliance, объединяющий фирмы авиакосмического, телекоммуникационного и некоторых других секторов высокотехнологичных отраслей промышленности), смогла перестроить и перенести цепочку производства, сборки и поставок продукции (от радио/ВЧ/СВЧ-компонентов до полностью интегрированных откалиброванных конечных систем) из КНР в США (Солсбери, шт. Мэриленд), что позволило сократить сроки поставки оборудования. Изменение структуры цепочки поставок – сложный процесс, требующий быстрого реагирования в связи с меняющейся динамикой в геополитическом плане. Этот шаг Filtronic создал проблемы как с точки зрения набора персонала, так и с точки зрения перестройки операционных объектов и процессов, но благодаря обширному опыту работы в области радиочастотных ИС и систем компания смогла нанять персонал с опытом работы, было закуплено и перераспределено дополнительное оборудование, что позволило быстро создать производственную линию на ранее существовавшем в США предприятии [12].


1. Manners David. Capex and Capacity. Electronics Weekly, June 23, 2021: https://www.electronicsweekly.com/news/business/capex-and-capacity-2021-06/ 

2. SIA Applauds Senate Introduction of FABS Act. Semiconductor Digest, June 18, 2021: https://www.semiconductor-digest.com/sia-applauds-senate-introduction-of-fabs-act/ 

3. Hamblen Matt. U.S. Senate Passes Sweeping $250B Bill to Address China Threat. Fierce Electronics, June 9, 2021: https://www.fierceelectronics.com/electronics/u-s-senate-passes-sweeping-250b-bill-to-address-china-... 

4. Reynolds Isabel. Japan Lays Out ‘National Project’ for Chips after Lost Decades. The Japan Tines, June 4, 2021: https://www.japantimes.co.jp/news/2021/06/04/business/japan-chip-strategy/ 

5. Manners David. Korea to Put $450bn into Expanding Chip Production. Electronics Weekly, May 13, 2021: https://www.electronicsweekly.com/news/business/korea-put-450bn-expanding-chip-production-2021-05/ 

6. Scansen Don. Korea Teases Fab Expansions. EE Times, May 14, 2021: https://www.eetimes.com/korea-teases-fab-expansions/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily-20210517&oly_enc_id=5245B7817912J8Z 

7. Sterling Toby. EU Says Its Ready to Invest ‘Significant’ Funds in Chip Sector. Reuters, May 20, 2021: https://www.reuters.com/technology/eu-says-its-ready-invest-significant-funds-chip-sector-2021-05-20/ 

8. McCaskill Steve. EU is Prepared to Fund European Chip Manufacturing Expansion. Techradar.pro, May 24, 2021: https://www.techradar.com/news/eu-is-prepared-to-fund-european-chip-manufacturing-expansion 

9. Manners David. 19 New Fabs Being Started This Year. Electronics Weekly, June 29, 2021: https://www.electronicsweekly.com/news/business/19-new-fabs-started-years-2021-06/ 

10. Leopold George. U.S. Blocks Chinese Deal for Magnachip. EE Times, June 22, 2021: https://www.eetimes.com/u-s-blocks-chinese-deal-for-magnachip/ 

11. Scansen Don. Korea Teases Fab Expansions. EE Times, May 14, 2021: https://www.eetimes.com/korea-teases-fab-expansions/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily-20210517&oly_enc_id=5245B7817912J8Z 

12. Manners David. Filtronic Re-Shores China Manufacturing Operation. Electronics Weekly, June 24, 2021: https://www.electronicsweekly.com/news/business/filtronic-re-shores-china-manufacturing-operation-2021-06/ 


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.