除了引領半導體市場，英特爾和三星還在其代工業務上投入巨資，以滿足不斷增長的半導體需求。三星電子和英特爾是最大的兩家代工運營商，但在這個領域臺積電 (TSMC) 位居第一。
自首席執行官 Pat Gelsinger去年初建立英特爾代工服務以來，英特爾迄今為止已宣布超過 800 億美元的代工項目。
英特爾在 3 月份開始斥資 200 億美元擴建其亞利桑那園區。該項目之后，他們又對其新墨西哥州園區進行了 35 億美元的改造，并在俄亥俄州建造了 200 億美元的“大型工廠”。3 月，英特爾兌現了其在歐洲擴張的承諾，宣布在該地區新增 361 億美元的支出，其中包括價值 186 億美元的德國工廠和 132 億美元的愛爾蘭工廠擴建計劃。（芯片招聘）
然而，這些項目的范圍在一定程度上取決于美國和歐盟芯片法案下的政府補貼，這些法案尚未通過。
與此同時，三星電子宣布了 2050 億美元的資本支出，以支持其半導體和生物技術業務。該投資將用于擴大其電子和生物制品業務，因為該公司希望增加對 COVID-19疫苗生產的參與并擴大半導體生產，以更好地與競爭對手臺積電和英特爾競爭。
大約 1460 億美元的資金將用于開發先進的工藝技術，并將三星的代工業務擴展到人工智能 (AI)和數據中心的新應用。
這筆支出很快就會讓英特爾、三星和臺積電爭奪美國芯片法案的很大一部分，預計該法案將在本月晚些時候返回眾議院進行最終投票。
三星于 11 月在德克薩斯州公布了一個價值 170 億美元的代工項目。與此同時，該公司最大的代工競爭對手臺積電——為 AMD、蘋果、英偉達和高通等無晶圓廠芯片制造商生產最大份額的芯片——早在 6 月就開始在亞利桑那州建造一座價值 120 億美元的晶圓廠。該項目是價值 1000 億美元的全球鑄造廠擴張計劃的一部分。
據IC insights報道，如圖 1 顯示，在 2021 年飆升 36% 之后，預計 2022 年半導體行業資本支出還將增長 24%，達到 1904 億美元的歷史新高，比三年前的 2019 年增長 86%。此外，如果資本支出到 2022 年增長 ≥10%，這將標志著自 1993 年至 1995 年期間半導體行業支出首次出現連續三年的兩位數增長。
由于新冠大流行期間許多供應鏈緊張或中斷，電子行業在許多情況下對當前的需求反彈毫無準備。旺盛的需求推動大多數制造設施的利用率遠高于 90%，許多半導體代工廠的利用率為 100%。憑借如此強勁的利用率和對持續高需求的預期，預計 2021 年和 2022 年的半導體行業資本支出總和將達到 3443 億美元！
圖2顯示了13家公司的樣本，這些公司預計今年的資本支出將增加 ≥40%。這 13 家公司去年總共花費 606 億美元，比 2020 年增長 62%，預計今年將花費 918 億美元，比 2021 年增長 52%。有趣的是，三大內存供應商（即三星、SK 海力士和美光不在名單上，而排名前三的純代工廠（臺積電、聯電和 GlobalFoundries）則包括在內。此外，為了說明上市的多樣性，前五名領先的模擬 IC 供應商中的四家（TI、Analog Devices、英飛凌和 ST）計劃在 2022 年大幅增加支出。
圖2所示的 13 家公司的總支出預計將是兩年前 2020 年的近 2.5 倍。然而，這些半導體制造商中的大多數都在應對當前的需求激增。在接下來的幾年里，許多公司的支出可能會恢復到資本支出占銷售額的百分比，接近大流行前的水平。
據IC Insights 預測，全球半導體的資本支出有望在 2021 年飆升 34%，這是自 2017 年增長 41% 以來的最大百分比漲幅。今年的支出為 1520 億美元，將創下年度支出新高，超過了去年創下的 1131億美元記錄。下圖 顯示了 2019 年至 2021 年按主要產品細分市場劃分的半導體資本支出。
臺積電是全球最大的代工廠，預計將占今年 530 億美元代工支出的
57%。三星也在其代工業務上進行了大量投資。三星已經能夠匹配臺積電的技術路線圖，并繼續努力吸引更多領先的無晶圓邏輯供應商遠離其純代工競爭對手。
另一方面，中國政府指望中芯國際向中國市場供應更多的半導體。但中芯國際被列入美國黑名單嚴重削弱了其實施這些計劃的能力。預計中芯國際今年的資本支出將下降 25% 至 43 億美元，僅占 2021 年總代工支出的 8%。
到 2021 年，預計所有產品部門的資本支出都將出現兩位數的強勁增長，其中代工和 MPU/MCU 部門的支出同比增幅最大，為 42%，其次是模擬/其他（41 %) 和邏輯 (40%)。
據semiwiki介紹，半導體導體資本支出 (CapEx) 有望在 2021 年強勁增長。對于許多公司而言，這種增長應該會持續到 2022 年。
統計顯示，占主導地位的代工公司臺積電預計 2021 年將在資本支出上花費 300 億美元，比 2020 年增長 74%。臺積電3 月份宣布計劃在未來三年內投資 1000 億美元，主要用于資本支出。Semiconductor Intelligence(SC-IQ) 估計，臺積電 2023 年的資本支出將達到 350 億美元，甚至可能會更高。
三星預計 2021 年還將在半導體資本支出上花費約 300 億美元。三星集團宣布計劃在未來三年內投資 240 萬億韓元（2100 億美元）以擴展其業務。韓國 Kiwoom Securities 的一位分析師預計，在這期間，半導體資本支出將達到約 110 萬億韓元（970 億美元）。我們估計三星 2022 年的資本支出為 320 億美元，與臺積電一樣，其最終數字可能會更高。
英特爾上周公布的2021 年第三季度財報令分析師感到意外，他們同時也指出，繼 2021 年投入180 億至 190 億美元之后，公司計劃2022 年在資本支出上花費 250 億至 280 億美元。英特爾將利用這些資金努力成為一家主要代工廠并擴大和提高自有產品的能力。根據這些范圍的中點，英特爾資本支出應在 2021 年和 2022 年分別增長 30% 和 43%。
臺積電、三星和英特爾合計占半導體行業資本支出總額的一半以上。
Gartner 對 2021 年行業資本支出的 7 月預測為 1419 億美元，同比增長 28%。其他預計 2021 年資本支出顯著增長的公司包括代工廠聯電和 GlobalFoundries；內存公司 Micron Technology 和 SK Hynix；和集成設備制造商 (IDM) 意法半導體、英飛凌科技和瑞薩電子。
由于大流行驅動的家庭工作、教育和娛樂，汽車電子內容、5G 智能手機和基礎設施、物聯網 (IoT)、數據中心以及個人電腦的加速增長，半導體行業目前正在經歷需求的大幅增長。Gartner 對 2021 年資本支出增長 28% 的預測將是自 2017 年增長 29% 以來的最高水平。如果 2021 年資本支出增長 30% 或更多，它將是自 11 年前的 2010 年 118% 以來的最高水平。
現在的的問題是，資本支出是否太多了？
長期以來，半導體行業的強勁資本支出導致產能過剩，隨后價格暴跌和半導體市場下滑。下圖說明了半導體資本支出與半導體市場之間的關系。左軸上的綠線是從 1984 年到 2021 年預測的資本支出的年度變化。右軸上的藍線是半導體市場的年度變化。我們對半導體情報的分析模擬了對半導體市場產生重大影響的資本支出變化水平。紅色危險線設置為 56%。在資本支出增長超過 56% 的年份，次年半導體市場出現下滑或大幅減速。橙色警告線設置為 27%。
下表說明了此過程。自 1984 年以來，已有六年資本支出增長超過 57%。最極端的情況發生在 1984 年、1995 年和 2000 年。1984 年，資本支出增長 106%，半導體市場增長 46%，緊隨其后的是 1985 年市場下降 17%，增長減速 63 個百分點。1995 年資本支出增長了 75%，市場增長了 42%。第二年，市場下跌了 9%，減速了 50 點。2000 年，82% 的資本支出增長和 37% 的半導體市場增長緊隨其后的是 2001 年下降 32%，增長減速 69 個點。在其他三個案例中（1988 年、2004 年和 2010 年），第二年市場沒有下降，但增長至少放緩了 21 個百分點。
自 1984 年以來，有兩次資本支出增長超過 27% 但低于 56%。2006 年，資本支出增長率為 27%，市場增長率為 9%。在接下來的三年中，每年都顯示市場增長減速，并在 2009 年下降了 9%。從 2006 年到 2009 年，增長總共減速了 18 個百分點。2017 年，資本支出增長率為 29%，市場增長率為 22%。在接下來的兩年里，增長總共減速了 34 個點，2019 年下降了 12%。
Gartner 的最新預測是 2021 年資本支出增長 28%，WSTS 預測 2021 年市場增長 25%。根據上述模型，我們應該會看到未來兩到三年的增長減速，2023 年可能會下降。
雖然該模型顯示出一致的趨勢，但資本支出的增長速度只是影響半導體市場增長的因素之一。資本支出高增長年份通常是市場大幅增長的年份，因為公司使用當前強勁的增長作為提高資本支出的理由。強勁的市場上漲通常是不可持續的，導致次年增長大幅減速或下降。終端需求變化也是半導體市場下滑的主要因素。1985 年，新興的個人電腦市場首次出現下滑。2001 年，互聯網泡沫破滅，導致對互聯網基礎設施和其他設備的需求崩潰。2017 年，智能手機市場首次出現下滑，并持續到 2020 年。
盡管資本支出的大幅增長可以預測半導體市場增長減速，但這并不一定是因果關系。然而，資本支出的強勁增長在預測半導體市場時值得關注。
未來十年，7000億美元投向半導體
據彭博社報道，半導體行業正在上演一場極其昂貴的投資游戲，贏家看起來像英雄，而輸掉的的甚至可能無法生存。
據他們統計，為進一步保障智能手機、數據中心和汽車的芯片需求，未來十年，全球將共有超過 7000 億美元投向半導體領域。三星電子是其中最新的一家，公布的第三季度數據使其有望在 2021 年創下創紀錄的支出，并為明年創造更多支出。今年 8 月，這家韓國巨頭宣布計劃投資 1500 億美元用于先進芯片制造，與臺積電、英特爾、美光科技和 SK 海力士一起加賭注，全球對電子的胃口將有增無減。. 相比之下，這五家公司在 2018 年僅支付了 700 億美元。
這種突然的產能需求與最近導致汽車產量減少并推高價格的零部件短缺有關。然而，有關訂單和交付之間時間的最新數據表明，這場危機已經達到頂峰。
半導體公司正加速走向投資懸崖。
除了這種短期挫折之外，高管們還押注 5G 移動通信、人工智能以及包括運輸和制造在內的行業更高程度的自動化的融合，將創造持續的需求。更多的籌碼。
他們可能是對的，但這仍然不能證明他們荒謬的支出計劃是合理的。
相反，民族主義和政府干預似乎對市場力量產生了不成比例的影響，導致過度擴張，這不會被最樂觀的需求情景所抵消。
三星周四表示，它計劃到 2026 年將部分產能增加兩倍，這是在韓國總統文在寅今年早些時候提出的一項大膽計劃的背景下進行的，該計劃旨在保持國家作為技術強國的地位。他們之間，三星和 SK 海力士計劃在未來十年內與 150 多家其他公司一起斥資約 4500 億美元，共同努力繼續半導體開發和生產，政府將其描述為“戰略武器”。
英特爾 CEO Pat Gelsinger 和美光 CEO Sanjay Mehrotra 都決心不讓美國落在后面，并且今年大部分時間都在游說華盛頓提供補貼，以資助他們自己昂貴的項目。美光上周承諾在未來 10 年為工廠和研發投入 1500 億美元，并明確表示希望政府提供補貼和稅收減免以幫助實現這一目標。
Gelsinger 和他的團隊在他們的要求中沒有那么微妙。這位 60 歲的老人在缺席十多年后重新掌舵英特爾，今年的支出將增加 30%，達到 190 億美元，預計未來幾年這個數字將增加兩倍，因為“他是希望趕上臺積電和三星。但該公司政府關系負責人艾爾湯普森最后表示，如果政府沒有提供超過 500 億美元的激勵措施，在美國土地上開發新工廠的計劃“將非常困難”，該法案尚未通過。
在這中間是世界領先的臺積電，它受到世界各國政府的追捧，但更愿意將工廠留在國內。來自華盛頓的政治壓力，加上慷慨的激勵措施，這家總部位于新竹的公司別無選擇，只能宣布在亞利桑那州新建一家工廠，緊鄰英特爾最大的工廠之一。.
但是，該公司創始人兼前董事長張忠謀對美國希望振興一個以硅谷為名的行業的愿望并不看好。被稱為本土芯片業教父的張先生曾多次指出，成本高、本土供應商短缺、人才相對缺乏，讓美國落后于臺灣。張本周在臺北表示，Gelsinger 認為該行業需要重新安置的論點是出于自身利益。
從某種意義上看，張忠謀其實并沒有錯，因為他們在制造技術上落后，在計算機處理器方面被本土競爭對手 AMD 擊敗，最近在PC領域被自研芯片的皮ing過拋棄。Gelsinger 希望恢復與該公司的相關性，這是基于一項提高產能并進入由臺積電和三星主導的芯片代工行業的大膽計劃。但正如湯普森指出的那樣，為了支付，該公司需要美國納稅人的幫助。
韓國方面也不想落后。雖然中國在半導體技術方面落后，但他們在存儲芯片方面正在大力推進。這是韓國工業的生計和主要以價格出售的商品。中國在這個領域的出擊可能會對三星和 SK 海力士造成痛苦但并非致命的打擊。面對這個問題，他們自然的反應是增加產能和技術以保持領先地位，同時允許它進入電信和人工智能等新領域。
但即使即將采用更先進的半導體，增長也不足以支付成本。
根據我的計算，前五家半導體制造商合計占市場的一半——將在 2023 年花費近 1500 億美元的資本支出，幾乎是他們現有的兩倍。2019 年支付，比今年的預測高出約 50%。然而，根據 WSTS 業務集團的數據，明年全球半導體增長預計僅增長 10%。彭博資訊匯編的數據顯示，數據更為平靜，明年僅增長 4%，2021 年至 2023 年僅增長 9%。
我們已經看到內存供大于求的跡象，今年內存將占芯片市場的 29%，導致價格下降。
如果商業團體和分析師只預計未來幾年會出現溫和增長，那么您可以肯定行業領導者也是如此。這意味著他們積極擴張產能并不是因為他們深信市場將在短短四年內真正翻番，正如他們的支出所表明的那樣，而是他們拼命搶地，希望規模和容量足夠。以加強其競爭對手。
臺積電的張是對的，游說活動是出于自身利益。但在熱情的政治家的鼓勵和資助下，全球半導體公司正加速走向投資懸崖。讓我們看看誰先退縮，誰跳出邊緣。
延伸閱讀：晶圓廠資本支出大增，謹防產能過剩
半導體制造商正在擴大 2021 年及以后的資本支出，以幫助緩解短缺。此外，世界各地的許多政府正在提議資助其本土的半導體制造。
美國參議院本月批準了一項法案，其中包括 520 億美元用于資助半導體研究、設計和制造。該法案得到了美國眾議院和拜登總統的支持。
日本經濟產業省本月早些時候宣布了一項“國家項目”，以支持日本的半導體制造。
韓國在 5 月宣布了一項計劃，未來十年將在非內存半導體制造上花費 4500 億美元，由私營企業和政府稅收抵免支付。
歐盟 5 月宣布準備投入“大量”資金，以擴大歐洲的半導體制造。（半導體招聘）
這些政府舉措將有助于支持半導體制造商的投資。SEMI 最新的晶圓廠預測預測，該行業將在 2021 年和 2022 年分別新建 19 座和 10 座大批量半導體晶圓廠。這些晶圓廠的設備支出應超過 1400 億美元。中國大陸和臺灣將各有 8 座新晶圓廠，其中美洲 6 座，歐洲和中東 3 座，日本和韓國各 2 座。
根據 IC Insights 的數據，2020 年半導體行業資本支出 (CapEx) 總額為 1130 億美元。對 2021 年增長的預測在 16% 到 23% 之間。
3家公司占2020年半導體資本支出的50%以上。2020年支出最大的三星為279億美元，預計2021年支出將持平。臺積電增幅最大，從2020年增加128億美元，達到300億美元，2021 年增長 幅度高達74%。臺積電將占行業總支出增長 204 億美元的 60% 以上。英特爾已表示將把支出從 2020 年的 143 億美元增加到 2021 年的 195 億美元，增長 37%。2021 年的預測主要是在第一季度收益發布后的 4 月做出的。其中許多數字可能會在 2021 年期間向上修正。
半導體行業傳統上經歷了繁榮-蕭條周期。在高需求時期進行了大量投資以擴大產能。當需求增長放緩或下降時，產能過剩會導致收入下降。這種趨勢如下圖所示。半導體資本支出的年度變化由左軸刻度上的綠色條形圖表示。半導體市場的年度變化由右軸刻度上的藍線顯示。標有“資本支出危險線”的紅線表示資本支出增長超過 40% 會導致半導體市場陷入困境。
半導體資本支出大幅增加后，一到兩年內半導體市場將出現下滑（或顯著的增長減速）。當 1984 年半導體市場增長 46% 時，資本支出增長了 106%。緊隨其后的是 1985 年半導體市場下降了 17%。1988 年半導體市場增長了 38%，資本支出增長了 57%。此后，半導體市場在 1989 年減速 30 個百分點至 8% 的增長。下一個大增長期是在 1993 年至 1995 年，在 1995 年達到頂峰，市場增長率為 42%，資本支出增長率為 75%。第二年，市場下跌了 9%。1998 年市場下跌 8% 是由于亞洲金融危機。
2000 年，在互聯網繁榮的高峰期，半導體市場增長了 37%。與此同時，資本支出增加了 77%。2001 年，市場出現了歷史上最大的跌幅，為 32%。2004 年，市場增長 28%，資本支出增長 52%，2005 年增長 21 個百分點至 7%。2008 年和 2009 年半導體市場下滑是由全球金融危機造成的。2010 年恢復強勁增長，市場增長 32%，資本支出增長 107%。市場在 2011 年減速超過 30 個百分點，幾乎為零增長，隨后在 2012 年下降了 3%。2017 年市場增長了 22%，資本支出增長了 41%。與之前的峰值增長率相比，2017 年的增長相對溫和。然而，兩年后的 2019 年市場下降了 12%。
影響半導體市場增長率的因素很多，包括整體經濟和關鍵電子產品的需求。然而，當需求放緩時，產能的大幅增加總是會導致產能過剩。產能過剩導致半導體價格下跌，尤其是內存等大宗商品。電子制造商和分銷商持有的庫存被削減。這種產能過剩往往會在資本支出增加超過 40% 之后發生。這由圖中的紅色資本支出危險線表示。
預計 2021 年資本支出增長在 16% 至 23% 之間，該行業遠未接近增長超過 40% 的“危險線”。即使資本支出增長在 2021 年下半年加速，也不太可能超過 30%。TMSC 對 74% 的資本支出增長感到滿意，因為它有許多代工廠客戶要求增加產能。另外兩家代工廠聯電和 GlobalFoundries 都計劃在 2021 年將資本支出比 2020 年至少增加一倍。中國的代工廠公司中芯國際計劃在 2021 年將資本支出削減 25%，主要是由于貿易問題。在兩年前的 2019 年內存市場下降 33% 后，三星等內存公司對資本支出持謹慎態度。
雖然目前的情況并不預示近期半導體產能過剩，但未來幾年值得關注。目前的半導體短缺在多大程度上是由于大流行造成的短期中斷，在多大程度上是由于對電子設備的需求增加和半導體含量增加，還有待觀察。
