近些天,以臺(tái)積電為代表的7nm和5nm制程晶圓代工芯片產(chǎn)能同時(shí)成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)(這些先進(jìn)制程大都采用12吋晶圓),原因在于:不僅剛剛實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的5nm產(chǎn)能供不應(yīng)求,且已經(jīng)處于成熟階段且平穩(wěn)輸出產(chǎn)能的7nm業(yè)務(wù)也愈發(fā)緊張,臺(tái)積電的多家老客戶紛紛加碼7nm訂單量,使得這家晶圓代工龍頭顯得有些應(yīng)接不暇。
無(wú)獨(dú)有偶,近兩年都處于緊俏狀態(tài)的8吋晶圓代工產(chǎn)能,昨天又爆出消息,相關(guān)芯片交期已從過(guò)去的2至3個(gè)月,延長(zhǎng)到4個(gè)月,且價(jià)格可能在第四季度再上漲10%。而就在不久前的8月,以中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)為代表的晶圓代工廠部分產(chǎn)線已經(jīng)提高過(guò)一次報(bào)價(jià),有產(chǎn)業(yè)鏈人士透露,臺(tái)積電、聯(lián)電等將8吋晶圓代工報(bào)價(jià)上調(diào)了10%到20%。
供需矛盾與產(chǎn)能擴(kuò)充
在半導(dǎo)體和IC市場(chǎng),每年的第三、四季度屬于產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和需求旺季,特別是第四季度,大量的出貨和增庫(kù)存都出現(xiàn)在這一時(shí)段內(nèi),而眼下正處于第三、四季度的過(guò)渡期內(nèi),晶圓代工行情也正當(dāng)其時(shí),非常應(yīng)景,12吋和8吋晶圓代工產(chǎn)能同時(shí)處于供不應(yīng)求的高點(diǎn)。
12吋晶圓先進(jìn)制程產(chǎn)能方面,臺(tái)積電一家獨(dú)大,而近一年,對(duì)其產(chǎn)能需求增長(zhǎng)最快的非AMD莫屬了,特別是7nm訂單,由于AMD的ZEN 2 和即將推出的ZEN 3架構(gòu)CPU都是基于7nm制程的,而該公司在CPU市場(chǎng)的增長(zhǎng)勢(shì)頭非常猛。另外,AMD的GPU也由臺(tái)積電代工生產(chǎn),且依然是以7nm制程為主。這些使得臺(tái)積電相關(guān)產(chǎn)能越發(fā)吃緊。
由于AMD的CPU和GPU在索尼和微軟新一代游戲機(jī)中占有非常重要的位置,而疫情使得市場(chǎng)對(duì)這些新游戲機(jī)的需求量大漲,這為AMD提供了絕佳的商機(jī)。
據(jù)悉,無(wú)論是索尼的PlayStation 5,還是微軟的XBOX Series X,都采用了AMD定制的8核Zen 2架構(gòu)CPU,GPU則采用了AMD的RDNA 2架構(gòu)產(chǎn)品。
來(lái)自供應(yīng)鏈的消息顯示,由于聯(lián)發(fā)科無(wú)法繼續(xù)給華為供貨手機(jī)芯片,前者原本12月要在臺(tái)積電投片的7nm制程芯片已暫停,這樣就釋放了約1.3萬(wàn)片的12吋晶圓代工產(chǎn)能,而這部分缺口很可能由AMD填補(bǔ)上。市場(chǎng)預(yù)期,索尼和微軟的新一代游戲機(jī)會(huì)缺貨到2021年中旬,這樣,AMD為這兩大客戶定制的CPU和GPU“錢”景樂(lè)觀。據(jù)悉,今年下半年游戲機(jī)相關(guān)處理器在臺(tái)積電7nm制程產(chǎn)線的投片量高達(dá)10.2萬(wàn)片,這從一個(gè)側(cè)面反應(yīng)出12吋晶圓代工產(chǎn)能的緊俏程度。
有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,從8吋晶圓代工收入占公司總收入的比例來(lái)看,目前,中國(guó)大陸及臺(tái)灣地區(qū)主要晶圓代工廠中,華虹及世界先進(jìn)8吋晶圓代工營(yíng)收占比高達(dá)99%和100%,中芯國(guó)際占比75%,聯(lián)電占比46%、臺(tái)積電占比30%。
下面具體來(lái)看8吋晶圓代工產(chǎn)能,進(jìn)入第三季度以來(lái),由于市場(chǎng)對(duì)電源管理芯片、功率器件、顯示面板驅(qū)動(dòng)IC,以及CMOS圖像傳感器(CIS)等需求愈加強(qiáng)勁,再加上新增產(chǎn)能有限,使得全球市場(chǎng)的8吋晶圓代工產(chǎn)能更加吃緊,在這種情況下,8吋晶圓代工龍頭企業(yè)聯(lián)電和世界先進(jìn)的相關(guān)產(chǎn)能都已滿載。
這種情勢(shì)使代工廠進(jìn)一步增強(qiáng)了定價(jià)話語(yǔ)權(quán),以8吋晶圓代工產(chǎn)能主要來(lái)源地中國(guó)臺(tái)灣為例,相關(guān)廠商都表示,目前產(chǎn)能確實(shí)很滿,在與客戶洽談新的代工訂單與價(jià)格時(shí),情勢(shì)對(duì)于晶圓代工廠較為有利。而相關(guān)IC設(shè)計(jì)廠商則表示,現(xiàn)在想新增投片量非常難。一般來(lái)說(shuō),長(zhǎng)期合作且投片量大的客戶,會(huì)被代工廠列為優(yōu)先照顧對(duì)象。而投片量小、價(jià)格相對(duì)低,或合作關(guān)系較普通的IC設(shè)計(jì)廠,面臨產(chǎn)能不足時(shí),加價(jià)換產(chǎn)能是一種方式,但就算加價(jià),也不一定會(huì)拿到足夠的產(chǎn)能。
在具體制程方面,55nm的產(chǎn)能最為強(qiáng)手,因?yàn)橄嚓P(guān)芯片幾乎都是市場(chǎng)迫切需求的,如高端的CMOS圖像傳感器,NOR Flash,以及AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片等。這些芯片的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,包括家電、車用、安全監(jiān)控等。
此外,8吋晶圓代工產(chǎn)能的很大一部分用量都給了功率器件,其在2018年就呈現(xiàn)出了快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),當(dāng)時(shí)就是使8吋晶圓代工產(chǎn)能不足的主要力量。如今,這種供需矛盾更加突出。以MOSFET為例,相關(guān)芯片需求方即使主動(dòng)加價(jià),也難以獲得產(chǎn)能,即便加價(jià)后順利投片,也難以在下游客戶那里拿回增加的成本,這種現(xiàn)象越來(lái)越普遍。
為了尋求產(chǎn)能支持,有些MOSFET廠商在考慮從8吋晶圓升級(jí)到12吋晶圓生產(chǎn),不過(guò),這種想法的可操作性不強(qiáng),主要原因在于,用12吋晶圓生產(chǎn)MOSFET在技術(shù)層面沒(méi)有問(wèn)題,但就目前的產(chǎn)業(yè)情況來(lái)看,成本難以接受,要想實(shí)現(xiàn)這種規(guī)劃,恐怕還需要一些年頭。
廠商方面,臺(tái)積電以12吋晶圓代工為主,而8吋的典型代表企業(yè)則是聯(lián)電,而且,今年是該公司長(zhǎng)期以來(lái)少有的豐收年,不僅8吋,聯(lián)電的12吋晶圓代工業(yè)務(wù)表現(xiàn)也非常搶眼。例如,近期,該公司12吋廠訂單大增,其中,聯(lián)發(fā)科因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求強(qiáng),緊急增加了聯(lián)電22nm制程下單量,加上瑞昱主動(dòng)式降噪無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)、擴(kuò)充底座控制IC訂單涌入,都是主要訂單來(lái)源。另外,三星8月發(fā)布新機(jī),其ISP影像處理器從9月開始追加聯(lián)電12吋晶圓投片量,估計(jì)總量將達(dá)1萬(wàn)片,而且,三星28nm制程的OLED驅(qū)動(dòng)芯片需求增加,訂單也交給了聯(lián)電12吋產(chǎn)線。同時(shí),聯(lián)電80nm、90nm制程受惠TDDI芯片訂單量增加,在三星、聯(lián)發(fā)科、瑞昱等大客戶訂單帶動(dòng)下,使得聯(lián)電12吋產(chǎn)能利用率同步滿載。
8吋晶圓代工代表企業(yè)世界先進(jìn)產(chǎn)能吃緊狀況將延續(xù)到2021年,且近期也在醞釀漲價(jià)。由于世界先進(jìn)早就看準(zhǔn)8吋需求只增不減,2019年初宣布買下GlobalFoundries位于新加坡Tampines的8吋晶圓廠,成功抓住了這一波8吋晶圓代工需求窗口期。
臺(tái)積電方面,其每年在先進(jìn)制程產(chǎn)能(12吋晶圓)擴(kuò)充上的投資都不低于100億美元,現(xiàn)已確定的是南科F18廠1~3期為5nm生產(chǎn)基地,1、2期已量產(chǎn),3期正在裝機(jī),預(yù)估至2022年,其5nm產(chǎn)能較2020年將增加3倍。而Fab18廠4~6期為3nm基地,目前正在建設(shè)中。同時(shí),南科還會(huì)建設(shè)特殊制程與先進(jìn)封裝廠。
在中國(guó)大陸晶圓代工廠商中,中芯國(guó)際目前的產(chǎn)能利用率也在高位,今年第二季度達(dá)到了98.6%,而去年同期為91.1%,月產(chǎn)能從上一季度的47.6萬(wàn)片增加至48萬(wàn)片,在今年年底前,中芯國(guó)際8吋產(chǎn)能每月會(huì)增加3萬(wàn)片,12吋每月會(huì)增加2萬(wàn)片。
華虹半導(dǎo)體在今年第二季度的整體產(chǎn)能利用率達(dá)到93.4%,環(huán)比提升11%。該公司8吋晶圓代工廠月產(chǎn)能為17.8萬(wàn)片,產(chǎn)能利用率高達(dá)100%,主要芯片產(chǎn)品是功率器件,如IGBT,另外還有MCU和CIS等。
談到晶圓代工,就不能不談一股新生勢(shì)力,那就是SK海力士,該公司一直在籌劃進(jìn)入晶圓代工領(lǐng)域,SK海力士于今年3月斥資4.35億美元買下了MagnaChip的晶圓代工部門,取得了后者8吋晶圓代工的產(chǎn)線及技術(shù),該部門最快將于今年年底完成分拆,預(yù)計(jì)該業(yè)務(wù)將會(huì)向市場(chǎng)釋放出一部分8吋晶圓代工產(chǎn)能。
以上主要談了晶圓代工產(chǎn)商,而在非晶圓代工的IDM領(lǐng)域,無(wú)論是8吋廠,還是12吋廠,整體上也都呈現(xiàn)出產(chǎn)能擴(kuò)充的態(tài)勢(shì)。據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),2020年全球?qū)⒂?0座新的12吋晶圓廠進(jìn)入量產(chǎn)階段,全球晶圓產(chǎn)能將新增1790萬(wàn)片8吋約當(dāng)晶圓,2021年新增產(chǎn)能將創(chuàng)歷史新高,達(dá)到2080萬(wàn)片8吋約當(dāng)晶圓。新增產(chǎn)能主要來(lái)自于韓國(guó)大廠三星及SK海力士,還有中國(guó)的長(zhǎng)江儲(chǔ)存、武漢新芯,以及華虹宏力等。
結(jié)語(yǔ)
今年,特別是進(jìn)入第三季度以來(lái),全球8吋和12吋晶圓代工產(chǎn)能愈發(fā)緊張,一方面是因?yàn)榻鼉赡晷袠I(yè)一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài),另一方面就是行業(yè)從傳統(tǒng)淡季進(jìn)入了旺季,需求更多了,而同時(shí)增加出來(lái)的產(chǎn)能很有限。另外,還有一點(diǎn),那就是華為效應(yīng),即由于受到貿(mào)易限制,華為在今年的第二和第三季度大大增加了各種芯片的投片量,這使得以臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科為首的廠商在相應(yīng)時(shí)期內(nèi)的出貨量和營(yíng)收猛漲,這在短期內(nèi)也對(duì)晶圓代工產(chǎn)能更加趨于緊張起到了推波助瀾的作用。