總體來看，當下的晶圓代工業，有兩類代工廠，一類專注于數字技術，以滿足行業對存儲、CPU和邏輯芯片的代工需求，這類多采用先進制程工藝，目標是實現更小的節點尺寸和更高的運算能力，其產品生命周期較短，因為制程節點在不斷演進。

另一類則是特殊工藝（特色工藝）晶圓代工廠，它們專注于小眾市場。不同于先進制程代工廠，特色工藝技術的差異化是通過技術的多樣性實現的，其制程節點演進壓力要小得多，這有利于延長產品的生命周期，降低資本密集度。另外，特色工藝代工廠還可以通過碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）這類新半導體材料的應用，來拓展硅基技術的極限。

在全球半導體市場，IDM正走在“失寵”的道路上，晶圓代工憑借其高效、靈活的固有特性，越來越吃香。2019年之前，行業的關注點更多的集中在最先進制程上，但近幾年，隨著中美科技戰升溫，以及疫情對全球電子半導體產業形成的影響，行業的關注點開始分散，有越來越多的資源投入到非先進制程，特別是特色工藝上。

01 先進制程的利與弊

之所以說特色工藝的重要性在逐步提升，一個很重要的原因是先進制程的發展瓶頸越來越凸出。

最先進制程產線多用來制造各種處理器，這些處理器的一個最大特點就是晶體管數量巨大，少則幾十億個，多則幾百億個。雖然晶體管越多越好，但由于處理器芯片尺寸有限，因此，通過縮小晶體管之間的空間來增加密度，將更多晶體管封裝到芯片中成為關鍵。因此，不斷推出新的先進制程節點是實現更高晶體管密度的主要途徑。

先進制程工藝不僅能增加晶體管密度，還可以提高時鐘速度和效率，例如，用臺積電5nm制程制造的Ryzen 7000和RX 7000處理器，與其較早的7nm工藝版本相比，可以在相同功率下提供15%的時鐘速度提升，或在相同頻率下減少30%的功耗。直到2000年代中期，隨著制程工藝的演進，頻率和效率的提高還是積極正向的，因為功耗的下降很明顯。

然而，隨著制程工藝演進到10nm以下，特別是最新的3nm節點，它可以顯著提高邏輯晶體管的密度，但對高速緩存（SRAM）的密度沒有任何改善，而無法縮小緩存是致命的，因為它會限制整體密度的提升，同時，功耗下降越來越不明顯。如果晶圓廠不能持續提升晶體管密度，在芯片尺寸不斷減小的情況下，晶體管數量就不能增加，處理器性能也就難以提升。這會形成惡性循環，從而阻礙先進制程技術的演進，特別是未來的2nm和1nm，難度很大。

另外，設計費用的大幅提升，也是阻礙最先進制程普及的一個重要原因。例如，7nm芯片設計成本超過3億美元，華為早些年推出的麒麟980芯片采用了臺積電的7nm制程，麒麟 980是由超過1000名半導體工程師組成的團隊歷時3年時間，經歷超過5000次的工程驗證才成功應用的，這期間所花費的成本是絕大多數芯片企業承受不起的。而最新的3nm制程的成本更是驚人，據IBS測算，如果基于3nm制程開發英偉達GPU的話，設計成本就高達15億美元，據悉，芯片設計公司要想用臺積電3nm制程制造芯片，其產線上一片晶圓的花費就要25000美元。

后摩爾時代半導體工藝發展方向

因此，先進制程發展遇到了瓶頸，這為特色工藝發展提供了更多機會。

02 特色工藝百花齊放

什么是特色工藝？簡單地說，不按照摩爾定律指定的時間和節奏縮小工藝節點的半導體工藝就可稱為特色工藝。從需求來看，特色工藝的市場應有前景廣闊，它可以使更多企業在各自擅長的領域做精做強，特別是在模擬和模數混合芯片領域，如MCU、 OSD（Optical-Sensor-Discrete，光電-傳感-分立器件）等，它們對制程工藝的先進性要求較低，是特色工藝應用的主要市場。

與先進制程相比，目前特色工藝在晶圓代工廠的滲透率相對較低，模擬芯片、MCU、分立器件廠商多為IDM，這些廠商在研發投入和晶圓廠資本開支方面的雙重需求拉低了毛利率等關鍵業績指標，隨著投入規模的擴大，這些IDM會將更多易于標準化的產品外包出去，從而推動特色工藝在晶圓代工業的發展。

從晶圓代工廠的營收變化情況來看，無論是年度營收還是季度營收，特色工藝代工廠的波動相對較小，這說明該行業的穩定性和客戶的粘性更佳。特色工藝代工廠盈利能力的波動小，主要有兩方面原因：一是需求端的穩定使代工廠的經營管理更具有可預期性；二是制程工藝的成熟度較高，特色工藝代工廠的設備資本開支和研發投入規模相對較小，可以很好地控制成本。

從行業發展層面來看，即使是在晶圓代工業發達的中國臺灣地區，能夠持續進行先進制程工藝開發的廠商也僅剩下臺積電一家，先進與特色工藝的結合才是一個地區發展晶圓代工業并形成綜合競爭力的保障。

那么，特色工藝包括哪些具體類型呢？實際上，微機電系統（MEMS），FD-SOI和RF-SOI，嵌入式非易失性存儲器（eNVM），CIS圖像傳感器，功率器件，模擬、電源管理和射頻等差異化工藝平臺，BCD工藝平臺，以及以SiC和GaN為代表的新一代化合物半導體工藝等，都可以歸為特色工藝。

03 國際大廠的特色工藝戰略

除了臺積電、三星和中芯國際，多數晶圓代工廠將發展重點放在了特色工藝上，典型代表就是聯電（中國臺灣）、格芯（美國）和X-FAB（歐洲），前兩家已經完全拋棄了12nm以下先進制程，將全部資源和精力都投入到成熟制程和特色工藝上，之所以如此，有以下幾點原因：1、提升差異化競爭力；2、更好地滿足客戶需求，很多客戶希望代工廠的投入、發展方向與它們的技術發展方向一致，工藝具備足夠的差異化屬性；3、客戶希望從每一代技術中獲得更多價值，充分利用每個技術節點的投資。

聯電最近推出的特色工藝包括14nm 14FFC、22nm超低功耗22ULP和超低漏電流22ULL、28nm高性能運算28HPC+制程等，且已進入量產階段。聯電還為毫米波（mmWave）應用推出了55nm／40nm／28nm工藝平臺。聯電是晶圓代工業界第一個用28nm高壓制程開發并量產OLED面板驅動IC的。RF-SOI方面，90nm制程已量產，55nm即將導入量產，同時已著手開發40nm制程RF-SOI技術平臺。

聯電40nm制程的嵌入式閃存（eFlash）已經量產，正在進行28nm研發，40nm制程ReRAM已經量產，22nm的ReRAM技術平臺和22nm的eMRAM制程平臺正在研發中。此外，該公司還在積極投入GaN功率和微波器件平臺開發。

X-FAB是德國特色工藝晶圓代工廠，重點關注MEMS和SiC技術。X-FAB是全球唯一一家專注于汽車應用市場的純晶圓代工廠，汽車芯片銷售額約占其總收入的一半。此外，X-FAB可提供MEMS與CMOS的整合工藝，這種技術使客戶能夠開發智能芯片實驗室（lab on a chip）應用，這是一些包含微系統的微流控組件，用于處理微量液體，如血液，可進行高通量篩選和測試，如病毒檢測或DNA測序。

04 中國本土晶圓廠看好特色工藝

2022年，美國政府通過的“美國芯片法案”規定，獲得美國國家補貼的公司，不得在中國大陸投資28nm以下制程技術，那之前，美國推出的“實體清單”明文禁止用于1X nm及以下先進制程的美國技術銷往被列入清單的中國大陸企業。因此，多數中國晶圓代工廠積極拓展28nm及以上成熟制程技術。

在中國大陸，除了中芯國際，其它晶圓廠都在重點發展特色工藝，包括排名靠前的華潤微電子、華虹半導體，以及后起之秀中芯集成、粵芯半導體、積塔半導體和增芯等。

華潤微聚焦于功率半導體、智能傳感器和智能控制器領域，提供-100V-1500V范圍內的低壓、中壓、高壓MOSFET產品。

華潤微在深圳建設了12英寸特色工藝集成電路生產線，一期總投資超220億元，目標是在2024年底實現通線投產。華潤微電子總裁李虹表示，將全力以赴推進深圳12英寸特色工藝集成電路生產線工程建設，滿產后將形成年產48萬片12英寸功率器件的生產能力，此外，該產線產品還包括電機驅動、模數轉換、MCU和光電集成等，重點支持新能源汽車、光伏儲能、物聯網、傳感器等新興領域的應用。

作為中國大陸特色工藝最具代表性的企業，華虹半導體旗下包含嵌入式非易失性存儲器、功率器件、電源管理和射頻等工藝平臺，其中，嵌入式閃存、電源管理工藝平臺已分別實現 90nm超低漏電工藝和90nm高性能BCD工藝量產。

近兩年，華虹半導體新建的無錫廠產能快速釋放，進一步鞏固了其在中國本土特色工藝領域的地位。無錫晶圓廠主要聚焦在6大平臺，分別是：邏輯&混合信號&射頻，嵌入式非易失性存儲器，NOR Flash，CIS傳感器，功率半導體，以及BCD，這里，BCD是Bipolar-CMOS-DMOS，即能夠在同一芯片上制作Bipolar、CMOS和DMOS器件的單片集成工藝技術，華虹半導體在這方面的發展速度比較快。

中芯集成是中芯國際的兄弟企業，聚焦特色工藝，優勢技術包括MEMS和功率器件，是目前中國本土少數能夠制造車規級芯片的晶圓代工企業之一。中芯集成的功率器件和MEMS 業務，與中芯國際形成差異化業務發展方向，目前，該公司在車載IGBT、高壓IGBT、深溝槽超結MOSFET、射頻MEMS等中高端領域擁有核心技術，也是國內少數能夠提供全電壓范圍工藝平臺IGBT的晶圓代工企業。

粵芯半導體是近幾年發展起來的晶圓代工廠，是粵港澳大灣區首家且唯一進入量產階段的中國本土12英寸晶圓廠。目前，粵芯正在進行三期項目建設，目標是在2024年投產。

積塔半導體的特色工藝制程為0.35μm~40nm，覆蓋功率器件、通用模擬電路、MCU、CIS圖像傳感器、嵌入式存儲等制造平臺，重點是汽車應用，可以說是為汽車芯片量身打造的工藝產線。

增芯是2022年12月在廣州新建的12英寸晶圓特色工藝產線，聚焦MEMS傳感器。這是中國本土一條重要的12英寸MEMS制造生產線，按照計劃，該項目將于2024上半年通線，2025年底滿產，月產能2萬片晶圓。

據悉，增芯吸引了10家MEMS芯片設計企業與其簽訂合作協議，共同定制工藝設備、開發特色工藝技術，包括加速度傳感器、慣性傳感器、磁傳感器、基因測試芯片、微流控芯片、硅基麥克風芯片等。

除了以上這些企業，還有很多中國本土企業在大力發展特色工藝，從目前的情況來看，該產業發展方興未艾，潛力巨大，值得期待。