中國半導體的突圍路徑:為什麼成熟製程是先手
二、為什麼成熟製程是「先手」:三個結構性理由
把成熟製程稱為「先手」,並不是說它比先進製程重要,而是說在當前的地緣政治與技術封鎖條件下,它是中國半導體最容易取得進展、也最能形成正向循環的切入點。以下三個結構性理由,構成了這個判斷的基礎。
2-1 理由一:設備與材料的可獲得性大幅提高
先進製程的門檻,很大一部分卡在設備。極紫外光(EUV)微影機目前只有荷蘭 ASML 能夠供應,且早已被禁止出口至中國;即便是 DUV 浸潤式機台,二〇二三年之後也逐步納入許可管理。沒有 EUV,要量產五奈米以下節點,幾乎只能靠 DUV 多重曝光硬拚,成本與良率都會嚴重惡化。
反觀成熟製程,所需設備以 DUV 乾式與浸潤式微影、成熟型蝕刻、離子佈植、薄膜沉積、化學機械研磨(CMP)為主,這些設備不僅可以從日本、美國、歐洲與韓國取得,中國本土設備商也已具備相當程度的替代能力。北方華創的蝕刻、薄膜與清洗設備,中微公司的刻蝕機,盛美上海的清洗與電鍍設備,華海清科的 CMP 設備,都在成熟製程產線上逐步放量。材料的國產化率同樣在提升,滬矽產業的十二吋矽晶圓、安集科技的拋光液、江豐電子的濺鍍靶材、南大光電與彤程新材的光阻,都已在部分產線驗證或小批量供貨。
這代表一件事:成熟製程是一條「即使被卡脖子,也還能往前走」的路。設備與材料的可獲得性提高,意味著擴產計畫不會因為單一機台斷供而全面停擺,也意味著國產設備與材料有機會在真實產線上被驗證、迭代、成熟。
2-2 理由二:用現金流養研發的「現金牛」邏輯
半導體是典型的資本與技術雙密集產業,研發投入必須長期、穩定且規模龐大。先進製程的研發費用每年動輒數十億美元,若沒有穩定的營收支撐,很容易陷入「研發燒錢、量產虧錢」的惡性循環。成熟製程的角色,正是在這裡發揮作用。
中國目前在全球成熟製程市場的市占率持續上升,十二吋與八吋產能同步擴張,產品涵蓋電源管理、面板驅動、MCU、射頻前端、類比訊號鏈等領域。這些產品雖然單價不高,但需求穩定、客戶分散、現金流可預測,能夠為企業提供持續的研發彈藥。中芯國際、華虹半導體等業者,正是以成熟製程的獲利支撐十四奈米、N+1、N+2 等節點的推進;沒有成熟製程的營收支撐,先進製程的攻關將更難持續。
從這個角度看,成熟製程不是「退而求其次」,而是「以戰養戰」:用最容易賺到錢的戰場,餵養最難攻的技術高地。
2-3 理由三:國產替代最現實的練兵場
一套半導體供應鏈要成熟,需要的是「真實量產環境」的反覆驗證,而不是實驗室裡的參數達標。成熟製程的產線數量多、產品種類雜、容忍度相對較高,正好提供了國產設備、材料、EDA 與封測技術最好的練兵場。
舉例來說,一款國產蝕刻機要進入先進製程產線,往往需要經過漫長的可靠度驗證與製程調校;但在成熟製程產線上,它有更多機會參與不同產品、不同製程條件的試產,累積缺陷資料庫與製程窗口經驗。材料也是如此,光阻、拋光液、電子特氣這些「用量不大但影響深遠」的環節,必須在真實產線上被反复驗證,才能逐步提高國產化率。EDA 工具同樣需要在成熟製程的設計案中累積使用者回饋,才能往更複雜的設計 flow 推進。
換句話說,成熟製程是中國半導體供應鏈「從點到面」的關鍵載體。單一設備或材料的突破固然重要,但只有當這些環節在同一條產線上協同運作、形成閉環,國產替代才真正具備產業意義。
三、中國成熟製程的現況盤點
理解戰略邏輯之後,接下來要看的是執行層面:中國成熟製程的產能規模有多大?主要玩家是誰?設備、材料與 EDA 的國產化走到哪裡?政策與資本又如何介入?
3-1 產能擴張的速度與規模
根據多家產業研究機構的統計,中國大陸十二吋晶圓廠的數量在過去五年快速增加,截至二〇二四年前後,已建、在建與規劃中的十二吋廠合計超過四十座,八吋與六吋產能同樣持續擴充。若以成熟製程(二十八奈米及以上)的十二吋月產能計算,中國的全球占比已從二〇一八年前後的一成多,逐步攀升至接近三成的水準,並在多個預測中被認為將於二〇二七年前後進一步提高。
這波擴產的主力,除了中芯國際、華虹半導體等專業晶圓代工廠,還包括大量地方政府主導的區域性晶圓廠,以及士蘭微、華潤微、聞泰科技(安世半導體)等 IDM 業者。產品導向也相當明確:功率半導體(IGBT、MOSFET、SiC)、類比 IC、面板驅動 IC、MCU、電源管理 IC、影像感測器,幾乎都對應到中國本土下游系統廠的實際需求。
3-2 主要玩家:從中芯、華虹到特色工藝 IDM
中芯國際是中國規模最大的晶圓代工廠,也是唯一在先進製程與成熟製程雙線推進的業者。其成熟製程涵蓋二十八奈米、四十奈米、五十五奈米、六十五奈米、九十奈米等節點,應用橫跨消費電子、通訊、汽車與工業。在先進製程方面,中芯的十四奈米已量產多年,N+1、N+2 節點則被外界視為七奈米級的嘗試,二〇二三年華為 Mate 60 Pro 搭載的麒麟 9000S 處理器,便被多方拆解分析認為由中芯以 DUV 多重曝光方式製造。這種做法雖然象徵意義重大,但良率、成本與產能規模仍是現實限制。
華虹半導體則是中國特色工藝的代表,長期專注於嵌入式非揮發性記憶體、功率元件、類比與電源管理、獨立非揮發性記憶體等平台,在八吋與十二吋產線上都有佈局。與中芯相比,華虹的節點更集中在成熟製程,客戶結構也更偏向車用、工業與消費性電源。晶合集成則以面板驅動 IC 為主力,受惠於中國面板產業的龐大需求。士蘭微、華潤微、揚傑科技等 IDM 業者,則在功率半導體與類比 IC 領域形成另一條戰線。
值得注意的是,中國的記憶體業者長江存儲(NAND Flash)與長鑫存儲(DRAM)雖然不屬於傳統意義上的成熟製程代工,但其技術路線同樣建立在大量成熟製程與特殊製程的基礎上,且已被納入美國出口管制的重點對象。這說明「成熟製程」與「先進製程」在實務上並非完全切割,而是同一條技術階梯上的不同位置。
3-3 設備、材料與 EDA 的國產化進度
設備方面,中國在蝕刻、清洗、薄膜沉積、CMP、離子佈植、量測檢測等環節都已出現具備量產能力的供應商。中微公司的電漿蝕刻設備已打入國際一線晶圓廠產線;北方華創的產品線涵蓋蝕刻、PVD、CVD、清洗與爐管;盛美上海在清洗與電鍍設備上具備特色;華海清科的 CMP 設備在成熟製程產線逐步放量。相對薄弱的環節,則是微影設備與部分高端量測設備。上海微電子的光刻機長期聚焦於成熟節點,二十八奈米浸潤式機台仍在推進中,距離大規模商用仍有一段距離。
材料方面,矽晶圓、光阻、拋光液、電子特氣、濺鍍靶材、封裝基板等環節的國產化率持續提升,但高端光阻、部分高純度電子化學品與先進封裝材料仍依賴進口。EDA 方面,華大九天、概倫電子、廣立微等業者在模擬、射頻、平板顯示與特定設計流程上已具備商業化能力,但完整的數位設計全流程工具鏈與先進節點支援,仍是明顯的短板。
3-4 政策與資本:大基金三期的角色
中國官方對半導體產業的資本支持,以「國家集成電路產業投資基金」(俗稱大基金)為核心。第一期成立於二〇一四年,規模約一千三百多億元人民幣;第二期成立於二〇一九年,規模約二千億元;第三期則於二〇二四年五月成立,註冊資本達三千四百四十億元人民幣,規模明顯放大。從投資方向觀察,三期基金更強調設備、材料、EDA 與先進封裝等「卡脖子」環節,而非單純的晶圓製造擴產。
除中央基金外,各地方政府也透過地方版大基金、土地、稅收與水電優惠等方式支持在地晶圓廠。這種「中央加地方」的雙層資本結構,是中國成熟製程產能能在短時間內快速擴張的重要原因。不過,資本密集投入也帶來資源分散、重複建設與產能過剩的隱憂,這正是下一節要談的風險。
四、熱潮下的真實風險
成熟製程的先手價值毋庸置疑,但「先手」不等於「必勝」。中國成熟製程的擴張,同時面對價格競爭、客戶信任與技術演進三重壓力。
4-1 產能過剩與價格戰
當大量資本同時湧入成熟製程,最直接的風險就是供過於求。二〇二三年至二〇二四年間,全球成熟製程市場已出現價格壓力,部分產品報價明顯鬆動,中國業者之間也出現以價換量的競爭。對於折舊負擔較輕、成本結構較佳的老廠而言,價格戰或許還能承受;但對於剛建成、折舊壓力沉重的新廠,價格戰將直接侵蝕獲利能力,甚至導致產能閒置。
更需要注意的是,成熟製程的需求並非無限成長。車用與工業需求雖然長期看好,但短期仍有庫存調整與景氣循環;消費電子需求則更為波動。若產能開出速度超過需求成長速度,價格戰可能從個別產品蔓延至整體市場,形成「增產不增利」的局面。
4-2 客戶信任與「去風險化」壓力
除了市場競爭,中國成熟製程還面對地緣政治帶來的客戶信任問題。美國、歐盟與日本近年積極推動半導體供應鏈「去風險化」,鼓勵企業將產能分散至中國以外地區,並對來自中國的晶片與零組件加強審查。部分國際客戶基於合規與供應鏈安全考量,傾向將成熟製程訂單轉向台灣、韓國、東南亞或歐美本地產能。
這並不意味著中國成熟製程會被排除在全球市場之外,畢竟中國本身就是全球最大的電子產品製造基地,內需市場足以支撐相當規模的產能。但「以內需為主、外銷為輔」的結構,意味著中國成熟製程的成長天花板,將部分取決於國內終端需求的強弱,而非全球市場的全面開放。
4-3 成熟製程也會演進:技術天花板不是靜止的
最後一個常被忽略的風險是:成熟製程本身也在演進。二十八奈米之後,產業並未停止對成熟節點的優化,反而透過 FinFET 以外的結構創新、新材料、新封裝與設計技術協同(DTCO),持續提升成熟製程的性能與功耗表現。例如以高介電常數金屬閘極(HKMG)改善漏電、以應變矽提升載子遷移率、以新型互連材料降低 RC 延遲,都是成熟製程持續演進的方向。
這意味著「成熟製程」不是一個靜態的避風港。若中國業者只停留在產能擴張,而未同步投入製程優化、良率提升與特殊工藝開發,長期仍可能在成本與性能的雙重競爭中落於下風。真正的先手,不只是「先擴產」,更是「先把工藝做深」。
五、從成熟走向先進:階梯式突圍的四條路
成熟製程是先手,但不是終局。中國半導體若要真正縮小與國際領先者的差距,仍需在先進製程、設備、材料、軟體與生態系上持續攻關。以下是四條相對清晰的路徑。
5-1 摩爾定律之外的彎道:Chiplet 與先進封裝
當先進製程的推進成本愈來愈高、難度愈來愈大,產業界的注意力逐漸轉向「如何用封裝與架構創新,換取等效的系統性能」。Chiplet(小晶片)技術便是代表:將一顆大型晶片拆解為多顆功能晶片,再透過先進封裝(如 2.5D 中介層、3D 堆疊、矽穿孔 TSV)整合在一起。這種做法可以用成熟製程製造部分晶片,再用先進封裝補足性能,降低對單一先進節點的依賴。
中國在這條路上已有明確佈局。產業聯盟推動了 Chiplet 互連介面標準,長電科技、通富微電、華天科技等封測業者在先進封裝上持續投入,部分業者也開始提供 2.5D 與 3D 封裝解決方案。雖然與台積電的 CoWoS、SoIC 仍有差距,但這是一條相對不受 EUV 限制的賽道,也是中國在先進製程受限下最現實的突破口之一。
5-2 設備與材料的長期攻關
設備與材料是半導體產業的「根」,也是中國最需要耐心的一環。微影設備尤其關鍵:沒有 EUV,先進製程的天花板就難以突破;而 DUV 浸潤式機台的國產化,則是通往更先進節點的必要階梯。上海微電子的二十八奈米浸潤式光刻機、中國科學院與多家研究機構在極紫外光源與光學系統上的基礎研究,都是長期攻關的一部分,但距離商用化仍有明顯距離。
材料方面,高端光阻、先進封裝材料、高純度電子特氣與大尺寸矽晶圓,仍是需要持續投入的環節。這類攻關的共同特點是「週期長、回報慢、但一旦突破就具備戰略價值」,因此需要穩定的資本支持與產學研協同,而不能只靠短期補貼。
5-3 人才、生態與軟體
半導體競爭不只是硬體競爭,更是人才與生態系的競爭。EDA 工具、IP 庫、設計方法學、製程設計套件(PDK)與驗證流程,構成了整個產業的「軟性基礎設施」。中國在 EDA 領域已有華大九天、概倫電子等業者,但完整的數位設計全流程與先進節點支援仍需補強;IP 生態方面,也仍高度依賴國際供應商。
人才方面,中國每年培養大量理工科畢業生,但在製程整合、設備工程、材料科學與 EDA 開發等高階領域,仍有明顯缺口。近年來,產學合作、海外人才回流與企業內部培訓體系逐步建立,但要形成可持續的人才梯隊,仍需時間累積。
5-4 記憶體與功率半導體的第二戰場
除了邏輯製程,記憶體與功率半導體是中國半導體的另一個重要戰場。長江存儲在 NAND Flash 領域曾推出層數領先的產品,長鑫存儲在 DRAM 領域持續推進;功率半導體方面,士蘭微、華潤微、聞泰科技(安世半導體)與比亞迪半導體等業者,受惠於電動車與新能源需求,產能與技術同步提升。碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)等寬能隙材料,更是中國業者積極佈局的方向。
這些領域的共同特點是:對先進邏輯製程的依賴較低,但對製程整合、可靠度與成本控制的要求極高。對中國而言,這是一條可以繞開 EUV 封鎖、又具備龐大內需支撐的賽道,也是成熟製程能力能否轉化為系統競爭力的關鍵試煉。
六、對台灣與全球供應鏈的啟示
中國成熟製程的擴張,對台灣與全球半導體供應鏈帶來的不只是競爭壓力,也是重新定位的契機。
6-1 台廠的因應:差異化與利基市場
台灣晶圓代工業者在成熟製程上長期耕耘,聯電、世界先進、力積電等業者在二十八奈米、四十奈米、五十五奈米與特殊製程上各有擅場。面對中國產能擴張與價格競爭,台廠的因應策略大致可分為三類:一是往特殊製程與高附加價值應用移動,例如車用、工業、醫療與高可靠度產品;二是強化與客戶的共同開發與設計協同,提高客戶轉換成本;三是透過產能分散與海外佈局,回應客戶的供應鏈韌性需求。
換言之,台廠的優勢不在於「產能最大」或「價格最低」,而在於製程穩定度、良率、客戶信任與生態系完整度。這些優勢在價格戰中或許無法完全抵銷成本差距,但對於重視可靠度與長期供應的客戶而言,仍具備難以替代的價值。
6-2 全球產能重組下的新常態
從全球角度來看,成熟製程的產能佈局正在重組。美國、歐洲、日本與韓國紛紛推出本土半導體補貼政策,鼓勵成熟製程與先進製程產能落地;東南亞與印度也積極爭取封測與成熟製程投資。這種「多極化」的產能佈局,雖然提高了全球供應鏈的韌性,卻也意味著成熟製程的競爭將更為激烈,價格壓力可能成為長期常態。
對中國而言,這代表成熟製程的「先手」優勢,必須建立在成本、良率與技術深度之上,而不能只依賴產能規模。對台灣與其他業者而言,則必須認清:成熟製程不再是可以輕鬆獲利的舒適圈,而是需要持續投入與差異化經營的戰場。
七、結論
中國半導體的突圍路徑,並不是一條筆直通往先進製程的直線,而是一條以成熟製程為起點的階梯。成熟製程之所以是「先手」,在於它具備三個結構性優勢:設備與材料相對可獲得、現金流足以支撐研發、以及作為國產替代練兵場的現實價值。透過成熟製程的產能擴張與供應鏈閉環,中國半導體得以在外部封鎖下維持產業運轉,並為下一階段的技術攻關累積籌碼。
然而,先手不等於勝勢。產能過剩、價格戰、客戶信任與技術演進,都是中國成熟製程必須面對的真實挑戰。若只追求產能規模而忽略工藝深度與良率,成熟製程的優勢也可能被價格競爭侵蝕。真正的突圍,需要在成熟製程站穩腳步之後,透過 Chiplet 與先進封裝、設備與材料攻關、人才與生態系建設,以及記憶體與功率半導體的第二戰場,逐步向上攀升。
對台灣與全球供應鏈而言,中國成熟製程的崛起既是競爭,也是提醒:半導體產業的競爭從來不是單一節點的比拚,而是整個生態系的耐力賽。誰能在成本、技術、信任與韌性之間取得平衡,誰就能在這場長期競賽中站穩腳步。
八、常見問題
Q1:成熟製程會不會被先進製程取代?
短期內不會。先進製程雖然性能更強,但成本極高,且並非所有應用都需要如此高的算力。車用、工業、電源管理、面板驅動、MCU 等領域,對可靠度、耐壓與成本的要求遠高於對算力的要求,成熟製程仍是這些應用的最佳選擇。即使部分應用逐步往更先進節點遷移,成熟製程的整體需求仍將長期存在。
Q2:中國成熟製程的產能擴張,對台灣晶圓代工業者影響多大?
影響主要體現在價格競爭與客戶分流。中國業者在標準化程度高、價格敏感的產品上具備成本優勢,可能壓縮台廠在部分成熟製程產品的毛利空間。不過,台廠在特殊製程、車用與工業等高可靠度領域仍具備優勢,且客戶對供應鏈韌性的需求,也為台廠創造了差異化空間。整體而言,影響是結構性的,而非全面性的。
Q3:為什麼中國不直接全力攻先進製程?
因為先進製程的瓶頸不只是資金,而是設備、材料、軟體與國際合作體系的系統性限制。EUV 微影機無法取得,使得五奈米以下節點的量產難度極高;即便以 DUV 多重曝光硬拚,成本與良率也難以與國際一線業者競爭。在這種情況下,先以成熟製程站穩腳步、累積現金流與供應鏈能力,再逐步往先進製程推進,是相對務實的策略。
Q4:Chiplet 與先進封裝,真的能繞開先進製程的限制嗎?
部分可以,但不是萬靈丹。Chiplet 與先進封裝可以用成熟製程製造部分晶片,再透過封裝整合提升系統性能,降低對單一先進節點的依賴。不過,先進封裝本身也需要高階設備、材料與製程能力,且系統性能仍受限于晶片間的互連頻寬與功耗。因此,Chiplet 是一條重要的輔助路徑,但無法完全取代先進製程的推進。
Q5:成熟製程的價格戰會持續多久?
取決於供需平衡與產能開出速度。若中國與全球新增產能持續快速開出,而終端需求成長有限,價格壓力可能延續數年。不過,隨著部分業者退出低毛利產品、轉向特殊製程,以及車用與工業需求逐步回溫,價格戰的激烈程度可望逐步緩解。對業者而言,關鍵在於能否在價格競爭中維持良率與成本優勢,並逐步往高附加價值產品移動。
Q6:台灣業者應該如何看待中國成熟製程的崛起?
應以「競爭與機會並存」的態度看待。競爭在於價格與產能,機會則在於供應鏈重組下的差異化定位。台廠可強化特殊製程、車用與工業應用、設計協同與供應鏈韌性,並透過海外佈局回應客戶需求。與其正面比拼產能規模與價格,不如深化技術深度與客戶信任,這才是台灣半導體長期競爭力的根本。
總結來說,成熟製程是中國半導體在當前環境下最現實的先手,但這步先手能否轉化為長期優勢,仍取決於工藝深度、供應鏈閉環與生態系建設的進展。對全球產業而言,這場圍繞成熟製程的競爭,才剛剛開始。
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