據分析機構Knometa Research 表示，2021 年，IC 製造商通過增加 8.6% 的產能來應對普遍的短缺，這是自 2011 年 8.0% 或 2008 年 10.4% 以來的最高水平。到 2022 年，預計產能將增長 8.7%，然後在 2023 年增長 8.2%。
2021 年，晶圓廠和設備的資本支出佔半導體收入的百分比為 25%，是自 2001 年該比率為 26% 以來的最高水平。過去，非常高的支出與銷售比率通常表明產能增加過多，市場調整即將到來。
2001 年，產能利用率從 2000 年芯片需求暴跌時急劇下降。不過，與 2001 年相比，2021 年的單位出貨量非常強勁，導致整體利用率高達近 94%。
隨着芯片製造商繼續增加晶圓產能以解決持續的短缺問題，預計 2022 年資本支出與銷售額的比率將保持高位。由於短缺的深度和持續時間，全球對建造晶圓廠的興趣已經恢復。
在過去十年中，不再強調芯片製造業務的國家的政府重新開始對為公司在本國建立晶圓廠提供激勵措施產生了興趣。
當然，目前晶圓廠建設活動的高漲狀態和新晶圓廠建設計劃的湧現引發了一些擔憂，即未來幾年將增加過多的產能，從而可能導致供過於求的價格下行壓力。
然而，Knometa Research 合作夥伴 IC Insights 預測，2022 年和 2023 年 IC 單位需求將出現良好增長，隨後 2024 年將出現較低但仍為正增長。
IC Insights 預測 2024 年 IC 平均售價將下降 5%，而 ASP 下降是供大於求的跡象。然而，預計當年的單位出貨量仍將增長 4%，導致市場收縮僅 2%。此外，IC Insights 預計 2025 年和 2026 年將恢復增長。
基於對集成電路持續健康的需求以及製造商仍在努力解決巨大短缺情況的事實，該行業目前的產能擴張計劃似乎並不過分。
IC insights：2021年的半導體資本支出創歷史新高
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。圖 1 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。
如圖所示，預計到 2021 年，代工部門將佔所有半導體資本支出的 35%，這很容易成為主要產品/部門類別中資本支出的最大部分。自 2014 年以來，代工廠每年都佔半導體資本支出的最大份額，但有兩個例外——2017 年和 2018 年，DRAM 和閃存的資本支出激增。隨着行業對使用先進工藝技術節點製造的 IC 的需求持續上升，代工廠的支出變得非常重要（且必要）。
台積電（TSM.US）是全球最大的代工廠，預計將佔今年 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。三星已經能夠匹配台積電的技術路線圖，並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（00981）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%）。
相反觀點：謹防產能過剩
半導體製造商正在擴大 2021 年及以後的資本支出，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製造。
美國參議院本月批准了一項法案，其中包括 520 億美元用於資助半導體研究、設計和製造。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製造。
韓國在 5 月宣布了一項計劃，未來十年將在非內存半導體製造上花費 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製造。
這些政府舉措將有助於支持半導體製造商的投資。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。中國大陸和台灣將各有 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家公司佔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。台積電增幅最大，從2020年增加128億美元，達到300億美元，2021 年增長 幅度高達74%。台積電將佔行業總支出增長 204 億美元的 60% 以上。英特爾（INTC.US）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%。緊隨其後的是 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%。此後，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% 是由於亞洲金融危機。
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，隨後在 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，兩年後的 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。電子製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% 之後發生。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%，主要是由於貿易問題。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。
雖然目前的情況並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於大流行造成的短期中斷，在多大程度上是由於對電子設備的需求增加和半導體含量增加，還有待觀察。