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華爾街日?qǐng)?bào):晶圓廠在成熟制程投入不足

2021-11-10
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 晶圓

  半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)明天的賭注并沒(méi)有解決今天的問(wèn)題。

  科技市場(chǎng)研究公司Gartner Inc. 表示,預(yù)計(jì)全球芯片制造商今年將向資本支出投入約 1460 億美元,比上一年增長(zhǎng)約三分之一,比大流行前的 2019 年高出 50% 。這筆投資是五年前行業(yè)支出的兩倍多。

  但據(jù) Gartner 估計(jì),每 6 美元中只有不到 1 美元專(zhuān)門(mén)用于目前面臨最長(zhǎng)積壓的所謂傳統(tǒng)芯片。

  這筆小額投資反映了最稀缺的芯片——許多芯片的售價(jià)僅為幾美元——是如何用舊的技術(shù)和設(shè)備制造的,需要更少的錢(qián)來(lái)采購(gòu)。但這也表明,鑒于利潤(rùn)微薄和需求下降的風(fēng)險(xiǎn),許多半導(dǎo)體制造商對(duì)在所需芯片上押注數(shù)十億美元持謹(jǐn)慎態(tài)度。

  Gartner表示,包括臺(tái)灣半導(dǎo)體制造有限公司 , 三星電子有限公司 和 英特爾公司在內(nèi)的三大代工廠在2021的支出占當(dāng)年總量的五分之三。但是幾乎所有這些都用于建立基于尖端技術(shù)的芯片的新產(chǎn)能,這種類(lèi)型在很大程度上仍然很豐富。

  行業(yè)分析師表示,支出方向可能意味著用于汽車(chē)、家用電器和小工具的普通芯片供應(yīng)持續(xù)緊張。他們說(shuō),這也表明等待訂單的時(shí)間可能會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。

  周二,臺(tái)積電和 索尼集團(tuán)集團(tuán) 表示,他們將基于舊技術(shù)在日本投資70億美元建造一個(gè)半導(dǎo)體工廠,努力填補(bǔ)一些空白。該工廠要到 2024 年末才能開(kāi)始批量生產(chǎn),因此它無(wú)助于解決影響汽車(chē)和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的問(wèn)題。雖然支出很大,但它對(duì)全球整體投資方面也沒(méi)有太大影響。

  這種不匹配反映了全球芯片供應(yīng)問(wèn)題的不平衡:在價(jià)值 4640 億美元的半導(dǎo)體行業(yè)中,并非所有芯片都是平等的。

  新舊兩個(gè)芯片生產(chǎn)世界之間的經(jīng)濟(jì)回報(bào)差距非常明顯。管理咨詢(xún)公司貝恩公司 (Bain & Co.) 稱(chēng),截至今年,用于先進(jìn)芯片的 5 納米晶圓的售價(jià)約為 17,000 美元,可讓?xiě)?yīng)用程序在 iPhone 13 等最新款智能手機(jī)上運(yùn)行。相比之下,用于執(zhí)行更簡(jiǎn)單功能(例如將設(shè)備連接到 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò))的“傳統(tǒng)”半導(dǎo)體的 28 納米晶圓的價(jià)格約為 3,000 美元。

  半導(dǎo)體世界按納米或用于生產(chǎn)的晶體管的大小對(duì)自身進(jìn)行分類(lèi)。晶體管越小,工藝技術(shù)越更新、越先進(jìn),可以在單個(gè)硅片上制造的芯片數(shù)量也就越多。使用 28 納米或更大工藝制造的芯片通常被認(rèn)為是傳統(tǒng)芯片,數(shù)字越大表示技術(shù)越老。使用較小納米工藝制造的芯片被視為先進(jìn)的,最前沿的芯片是在個(gè)位數(shù)納米工藝上生產(chǎn)的。

  據(jù)摩根士丹利估計(jì),在經(jīng)濟(jì)重新開(kāi)放和消費(fèi)反彈的刺激下,全球各行各業(yè)的公司已經(jīng)開(kāi)始了“炙手可熱的資本支出周期”。摩根士丹利表示,今年全球投資將恢復(fù)到大流行前的水平,并在明年超過(guò)它們。

  但目前沒(méi)有哪個(gè)行業(yè)像芯片制造商那樣加速投資。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)普爾全球評(píng)級(jí)的分析,在資本支出最大的 20 個(gè)行業(yè)中,半導(dǎo)體行業(yè)今年資本支出的同比增幅最大,為 32%,約為平均水平的 2.5 倍。全球 2,000 家最大的非金融上市公司。

  半導(dǎo)體世界在先進(jìn)芯片上的支出通常是在與買(mǎi)家的需求密切協(xié)調(diào)的情況下計(jì)劃和執(zhí)行的。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) Strategy Analytics 的主管克里斯托弗·泰勒 (Christopher Taylor) 表示,從歷史上看,“他們通常做得很好”,他專(zhuān)注于技術(shù)組件。

  上漲反映了下一代半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本。單個(gè)芯片制造廠或晶圓廠的成本可能高達(dá) 200 億美元。

  建立“潔凈室”——需要確保芯片沒(méi)有雜質(zhì)——可能需要花費(fèi) 50 億美元。一臺(tái)將芯片設(shè)計(jì)壓印在硅片上的光刻機(jī)可以達(dá)到 1.5 億美元。即使是過(guò)程控制設(shè)備也可以達(dá)到 1000 萬(wàn)美元。最新的先進(jìn)晶圓廠可能擁有數(shù)百臺(tái)此類(lèi)機(jī)器。

  半導(dǎo)體設(shè)備制造商蓬勃發(fā)展??偛课挥诩永D醽喼莞ダ锩商氐木A加工設(shè)備制造商Lam Research Corp. 報(bào)告稱(chēng),該公司已連續(xù)六個(gè)季度實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的收入。總部位于荷蘭的 ASML Holding NV是業(yè)界最先進(jìn)的光刻設(shè)備的唯一生產(chǎn)商,到 2023 年初的供應(yīng)都已售罄。

  “我不會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)高峰,”ASML 首席執(zhí)行官 Peter Wennink 在最近的財(cái)報(bào)電話(huà)會(huì)議上表示。他說(shuō),銷(xiāo)售熱可能會(huì)持續(xù)到 2025 年。

  科技市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) Counterpoint Research 估計(jì),展望未來(lái),對(duì)受沖擊最嚴(yán)重的半導(dǎo)體類(lèi)型的押注受到限制,這意味著到 2024 年,全球傳統(tǒng)芯片供應(yīng)將無(wú)法趕上預(yù)計(jì)的需求。

  許多傳統(tǒng)芯片制造商不愿為新產(chǎn)能進(jìn)行大筆投資,因?yàn)楫?dāng)幾年后新工廠開(kāi)始生產(chǎn)時(shí),需求可能會(huì)有所不同,從而導(dǎo)致工廠未充分利用和虧損。“如果你想到供過(guò)于求,那就太可怕了,”專(zhuān)注于半導(dǎo)體的 Counterpoint 駐臺(tái)灣研究主管 Dale Gai 說(shuō)。

  此外,舊技術(shù)芯片的新工廠,例如 28 納米工廠,會(huì)因?yàn)榍捌诔杀竞烷_(kāi)始時(shí)較低的產(chǎn)量而虧損——這是最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,在多年老工廠中以高效的方式運(yùn)行折舊的機(jī)器則不會(huì)面臨成本結(jié)構(gòu)問(wèn)題。貝恩 (Bain) 專(zhuān)門(mén)從事半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的合伙人彼得漢伯里 (Peter Hanbury) 表示,

  總部位于臺(tái)灣的聯(lián)合微電子公司 是世界傳統(tǒng)芯片的主要生產(chǎn)商,它已經(jīng)注意到這種市場(chǎng)現(xiàn)象,并意識(shí)到在8 英寸和 12 英寸晶圓上擴(kuò)大制造舊技術(shù)芯片的產(chǎn)能會(huì)變得具有挑戰(zhàn)性。

  “如果經(jīng)濟(jì)保持不變,將很難獲得合理的投資回報(bào),”聯(lián)電聯(lián)席總裁 Jason Wang 在 7 月份告訴投資者。

  政府補(bǔ)貼可以起到激勵(lì)芯片制造商建設(shè)新工廠的作用,但它們集中在下一代芯片技術(shù)上。6 月,美國(guó)參議院批準(zhǔn)了 520 億美元的資金來(lái)支持半導(dǎo)體研究和生產(chǎn),但只有 20 億美元專(zhuān)門(mén)用于傳統(tǒng)芯片生產(chǎn)。

  一些傳統(tǒng)芯片制造商正在將投資提高到他們所需的水平。聯(lián)電今年啟動(dòng)了 23 億美元的擴(kuò)張計(jì)劃——但前提是確??蛻?hù)提前預(yù)訂并鎖定價(jià)格。兩家汽車(chē)芯片的球員, 意法半導(dǎo)體 NV和 英飛凌科技股份公司 ,計(jì)劃今年分別投資$ 21億和$12億擴(kuò)產(chǎn),為汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)模擬芯片的德州儀器公司在今年截至 9 月底的資本支出已達(dá) 12 億美元。

  貝恩公司的Hanbury表示,盡管如此,許多傳統(tǒng)芯片制造商仍?xún)A向于推遲大賭注,因?yàn)椤昂侠懋a(chǎn)能”是幾十年來(lái)塑造該行業(yè)的一條原則。他說(shuō):“你最不想做的就是在新工廠上花費(fèi)數(shù)十億美元,卻沒(méi)有收到訂單。”




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