相較于3納米/2納米這樣的先進制程，在成熟制程領(lǐng)域的看客似乎越來越多。一方面是因為成熟制程市場種類百花齊放，有模擬芯片、功率半導(dǎo)體、MCU、射頻芯片等等。再就是鎖定這塊市場的晶圓代工業(yè)者愈發(fā)多，隨著臺積電和三星開始反攻成熟制程，對于成熟制程晶圓廠商來說，挑戰(zhàn)愈發(fā)大。最后還有在細分領(lǐng)域小而美的專業(yè)代工業(yè)者正在不斷蓄力。成熟制程領(lǐng)域粥多僧多，競爭正處于前所未有的激烈。
先進制程玩家反攻成熟制程
過往，在摩爾定律的驅(qū)動下，晶圓廠一直在緊追先進工藝，這場決賽的最后僅剩臺積電、三星和英特爾這幾家。隨著先進制程逐漸逼近極限，現(xiàn)在這些晶圓代工廠開始反攻成熟制程，他們開始紛紛大幅擴產(chǎn)成熟工藝，這是前所未有的現(xiàn)象。不過也表露出成熟制程的市場空間，以臺積電為例，其傳統(tǒng)節(jié)點(16nm及以上成熟制程)的份額占其2021年收入的50%。
臺積電早在去年就放出要擴產(chǎn)成熟產(chǎn)能的信號。為了解決車用及工控等芯片產(chǎn)能短缺問題，臺積電今年在高壓及電源管理IC、MEMS微機電及CMOS影像傳感器、嵌入式快閃存儲器（eFlash）等特殊成熟制程領(lǐng)域大幅擴產(chǎn)，資本支出達到過去三年平均支出的3.5倍，今年特殊成熟制程產(chǎn)能會較去年增加14％，占整體成熟制程比重亦將提升到63％。臺積電要擴產(chǎn)的成熟工藝工廠主要有3個：臺積電高雄Fab 22廠區(qū)將興建P1～P2廠，還有就是南科Fab 14廠區(qū)P8廠，這些都將用來支援特殊成熟制程。
三星在最近的年報中也披露今年將擴大成熟制程晶圓代工布局，主要是CIS所需的成熟制程產(chǎn)能，此舉勢必將瓜分聯(lián)電、世界先進、格芯等主攻成熟制程的晶圓廠訂單。三星也將繼續(xù)推出通過改進成熟工藝、提高性能和成本競爭力的衍生工藝技術(shù)。三星還提到，中長期將擴大成熟制程產(chǎn)能，并且不排除蓋新廠，但三星并未揭露投資金額、新產(chǎn)能規(guī)畫等訊息。
此前三星與聯(lián)電有緊密的合作關(guān)系，去年三星將28納米的圖像信號處理器（ISP）給聯(lián)電代工，后雙方又合作開發(fā)最先進的22納米高壓制程，聯(lián)電將為三星代工OLED驅(qū)動芯片。如今三星宣示要強化成熟制程晶圓代工布局，意味未來也將成為聯(lián)電的強大競爭對手，雙方是既合作又競爭的關(guān)系。
在代工領(lǐng)域，英特爾長久以來都是只給自己代工，但是去年英特爾的IDM 2.0策略中，將晶圓代工業(yè)務(wù)重啟。英特爾在今年公布了2022第一季的代工業(yè)務(wù)表現(xiàn)，從去年的1.03億美元增至2.83億美元，同比暴漲175%，雖然相比臺積電、聯(lián)電仍有較大差距，但已逐步逼近了力積電等廠商。根據(jù)英特爾對投資人公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，主要來自思科、亞馬遜等30多家客戶的訂單。這還不包括收購的Tower Semiconductor，若再完成合并高塔半導(dǎo)體，整體體量會更大，將逐步進逼力積電、聯(lián)電等臺廠。
晶圓廠的大幅擴產(chǎn)也反映到了設(shè)備市場中，光刻機設(shè)備供應(yīng)商ASML一季度賣出了62臺光刻機，實現(xiàn)凈銷售額35億歐元，凈利潤6.95億歐元，新增訂單金額70億歐元，其中25億歐元來自0.33 NA和0.55 NA EUV系統(tǒng)訂單以及大量的DUV訂單，這反映了市場對先進和成熟節(jié)點持續(xù)性的強勁需求。
成熟制程晶圓廠，更要打造出差異化
所有這些都在搶食主攻成熟制程晶圓廠商的蛋糕。在這樣的背景下，這些晶圓廠更應(yīng)該打造出差異化來。不過，他們在成熟制程的深耕也有自身優(yōu)勢，除了產(chǎn)能方面，還有價格優(yōu)勢等因素。
聯(lián)電是全球第一家宣布放棄先進工藝研發(fā)的晶圓代工廠，從那時起，聯(lián)電將戰(zhàn)略重點放在改善公司的投資回報率上，主攻28nm及以上的制程。目前，聯(lián)電對成熟產(chǎn)能的押注也是史無前例，尤其是28nm，并且甚至在22年來未擴產(chǎn)的新加坡地區(qū)擴建產(chǎn)能。
今年4月份，聯(lián)電斥資48.58億元將分3次收購廈門聯(lián)芯所有股權(quán)，聯(lián)芯集成為聯(lián)電與廈門市政府及福建省電子信息集團合資成立的提供12英寸晶圓專工服務(wù)的晶圓廠。聯(lián)電表示，當初與投資方簽約時，即約定聯(lián)芯成立7年后，將納為持股100%子公司。聯(lián)電財報表示，廈門聯(lián)芯目前月產(chǎn)能2.75萬片，今年將擴產(chǎn)至3.2萬片，主要以28納米以下制程為主。
成熟制程究竟有多搶手呢？前段時間因為面板驅(qū)動IC等消費領(lǐng)域的砍單潮，聯(lián)電釋放出產(chǎn)能松動的信號，接著國際車用芯片大廠英飛凌、恩智浦、德州儀器和Microchip紛紛來搶產(chǎn)能，并喊出有多少產(chǎn)能都收。這四家客戶全球車用芯片市占總和超過三成，車用芯片多以成熟制程生產(chǎn)，聯(lián)電在四大車用芯片大單挹注下，營運熱轉(zhuǎn)。
在技術(shù)層面，聯(lián)電正透過旗下聯(lián)穎布局第三代半導(dǎo)體，鎖定6英寸氮化鎵產(chǎn)品。并且與imec聯(lián)合研發(fā)。聯(lián)電透露，在6英寸氮化鎵領(lǐng)域站穩(wěn)腳步之后，也將展開碳化硅（SiC）布局，并朝8英寸晶圓發(fā)展。
同樣放棄先進制程的是格芯，早在2018年，格芯就意識到，通過建造更清潔的潔凈室和購買單位數(shù)的EUV光刻機等晶圓廠工具，它仍然可以滿足70%的市場需求。相反，該公司將放棄追逐先進工藝而節(jié)省下來的資金，用于從現(xiàn)有工藝節(jié)點中開發(fā)更多功能。
今年初，格芯CEO Tom Caulfield在一份聲明中表示，公司簽署了更多長期合作協(xié)議，有30家客戶承諾出資合計32億美元以幫助公司擴產(chǎn)，以支持強勁的芯片需求。近日據(jù)日經(jīng)亞洲的報道，格芯將在未來5到10 年內(nèi)繼續(xù)追求產(chǎn)能以滿足需求，并決定在今年底之前，要選新加坡、紐約或德國加碼投資擴產(chǎn)。
在技術(shù)創(chuàng)新層面，格芯與MRAM供應(yīng)商Everspin合作開發(fā)了一種替代NVM技術(shù)——MRAM(磁性RAM)模塊。將閃存擴展到了28nm以下，該MRAM模塊可用于GF的12納米FinFET和22納米FDX平臺。該公司還為相同的平臺提供了RRAM(電阻RAM) NVM模塊。
在模擬射頻芯片領(lǐng)域，格芯已轉(zhuǎn)向射頻SOI和SiGe晶體管，以將晶體管單位增益頻率 (fTs) 推向太赫茲。今年5月，格芯宣布了一個名為GF Connex的RF元平臺，該平臺包含該公司的RF SOI、FDX、SiGe 和 FinFET平臺的元素。
再一個是硅光子芯片，硅光子學可能是改變數(shù)據(jù)中心游戲規(guī)則的技術(shù)，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)采用光互連實現(xiàn)服務(wù)器之間 200 Gbps 及以上的高速鏈路。目前該芯片的整體成本仍偏高，業(yè)界都在努力降低系統(tǒng)級成本。在這方面，格芯推出了SiPh平臺，到今年3月已發(fā)布了其第二代GF Fotonix SiPh平臺。該平臺使格芯能夠制造結(jié)合了光子發(fā)射器和檢測器、硅光波導(dǎo)、射頻組件和高性能CMOS邏輯的單片器件。格芯采用各向異性蝕刻在單片硅光子芯片中創(chuàng)建精確的V形槽，以簡化直接、無源光纖對準和連接。
大陸晶圓廠小步快走
大陸晶圓代工因為無法向先進制程進擊，所以也在加大力度投資成熟制程。中芯國際在成熟晶圓制程領(lǐng)域也占據(jù)很重要的一席，從2020年營收39億美元，到2021年的54億多美元，中芯國際如今已成為全球前四大晶圓代工廠中成長最快的公司。在成熟工藝方面，中芯國際主要布局了8個主要產(chǎn)品平臺，其中，高壓、驅(qū)動、微控制器，超低功耗邏輯和特殊存儲器收入成長最快，其他平臺雖然市場需求很強但受到產(chǎn)能限制。
中芯國際也加快了產(chǎn)能擴張的步伐，據(jù)中芯國際聯(lián)合首席執(zhí)行官趙海軍在今年前兩月的業(yè)績溝通會上介紹，中芯國際的投產(chǎn)計劃正在穩(wěn)步推進，2022年初，上海臨港新廠破土動工，北京和深圳兩個項目穩(wěn)步推進，預(yù)計2022年底前投入生產(chǎn)。上述三個新項目滿產(chǎn)后，中芯國際的產(chǎn)能將實現(xiàn)倍增。中芯國際2022年的資本指出預(yù)計約為50億美元，同比增長11%。
值得一提的是，中芯國際今年開年就保持了良好的增長勢頭，2022年前兩月實現(xiàn)營收12.23億美元，較去年同期躍增59.1%，凈利更大增94.9%至約3.09億美元。
華虹半導(dǎo)體是一家特色工藝純晶圓代工企業(yè)，特別專注于嵌入式非易失性存儲器、功率器件、模擬及電源管理和邏輯及射頻等差異化工藝平臺，其中嵌入式非易失性存儲器仍是其營收的主要來源，主要是主要包括智能卡芯片和MCU兩大類芯片應(yīng)用；功率器件IGBT也已連續(xù)7年保持高增長，作為全球第一條12英寸功率器件代工生產(chǎn)線，公司的功率器件產(chǎn)品在12英寸已通過IATF 16949汽車質(zhì)量管理體系認證。除了這些平臺之外，華虹半導(dǎo)體還加強了射頻、標準式存儲器、圖像傳感器等工藝平臺的研發(fā)，并在2021年取得豐碩回報。
2022年，華虹半導(dǎo)體無錫12英寸產(chǎn)線將繼續(xù)擴充，目前該廠的月投片量超6.5萬片，全年產(chǎn)能利用率均維持在100%以上，擴充之后預(yù)計到今年底將產(chǎn)能釋放至9萬片/月。
另外一家大陸晶圓廠合肥晶合集成已經(jīng)躍居全球第一季度前十名，第一季營收達4.4億美元，季增26.0%。晶合集成專注于12英寸的晶圓代工服務(wù)，以生產(chǎn)0.1Xμm及90nm大尺寸驅(qū)動IC為主，同時具備DDIC、CIS、MCU、PMIC、Mini LED、E-Tag 等工藝平臺晶圓代工的技術(shù)能力。晶合集成目前正募資95億向更先進的成熟制程升級，其中31億投資于“收購制造基地廠房及廠務(wù)設(shè)施”，24.5億元用于“28納米邏輯及OLED芯片工藝平臺研發(fā)項目”，15億元用于“40納米邏輯芯片工藝平臺研發(fā)項目”，這是晶合集成投資最高的三大募投項目。
力積電主要進行先進存儲、客制化邏輯IC電路與分離式元件的三大晶圓代工服務(wù)。并陸續(xù)發(fā)展晶圓堆棧(3D interchip)、新影像傳感器、GaN功率元件、40nm顯示器驅(qū)動芯片、90nm 電源管理等制程技術(shù)以及48nm NOR產(chǎn)品線。2021年力積電依計劃擴大了8英寸、12英寸晶圓廠的產(chǎn)能，并順利啟動銅鑼P5廠興建計劃，計劃于今年建成，今年4月初P5廠兩座12英寸晶圓廠舉行了上梁典禮。
小而美的專業(yè)代工廠繼續(xù)蓄力
在射頻PA代工領(lǐng)域，穩(wěn)懋就是一個不容小看的市場領(lǐng)導(dǎo)者，穩(wěn)懋是全球最大的砷化鎵晶圓代工龍頭，砷化鎵是制作功率放大器（PA）的重要材料，穩(wěn)懋的市占率超過70%。而且在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，穩(wěn)懋十年前就與客戶投入開發(fā)第三代半導(dǎo)體，目前在GaN on SiC已有穩(wěn)定營收貢獻，主要用于5G和衛(wèi)星相關(guān)領(lǐng)域，占總營收的個位數(shù)。穩(wěn)懋今年持續(xù)進行擴產(chǎn)，晶圓C廠和南科高雄園區(qū)路竹廠均為擴產(chǎn)之列。穩(wěn)懋預(yù)估，今年資本支出在120億元左右，由于新產(chǎn)能加入，折舊費用預(yù)計較2021年增加1成到2成。
在射頻領(lǐng)域還有Tower Semiconductor，不過已經(jīng)被英特爾收購，Tower Semiconductor專門為制造差異化產(chǎn)品提供定制模擬解決方案，提供尖端工藝技術(shù)，包括射頻 (RF)、高性能模擬 (HPA)、集成電源管理、CMOS 圖像傳感器 (CIS)、非成像傳感器 (NIS)和混合信號 CMOS，以及微機電系統(tǒng) (MEMS) 功能。
X-Fab是一家專門從事模擬/混合信號應(yīng)用的純晶圓代工廠，主要提供從 1.0 ?m到130 nm 的模塊化 CMOS 和 SOI 工藝，以及特殊的MEMS和SiC工藝能力。尤為值得一提的是其SiC代工能力。第一季度X-Fab的SiC收入與去年同期相比幾乎翻了一番，達到1210萬美元。而且市場對X-Fab SiC技術(shù)的需求進一步加速，第一季度訂單達到2140萬美元，同比增長149%，環(huán)比增長26%。
X-FAB也正在擴大所有工廠的產(chǎn)能，第一季度X-Fab資本支出大幅增加至4880萬美元，主要是2021年設(shè)備訂單在2022年第一季度交付。全年資本支出預(yù)計約為2億美元。
寫在最后
對于成熟制程，有人認為明年產(chǎn)能將過剩，有人說前景不被看好，至于最終結(jié)果如何，沒有準確答案，不如交給市場。但是有一點可以確認，隨著晶圓廠一直不斷加碼擴產(chǎn)，成熟制程的戰(zhàn)爭將異常激烈。
