[原创] 12吋和8吋晶圆代工产能再次告急
2020-09-22
14:00:05
来源: 半导体行业观察
近些天，以台积电为代表的7nm和5nm制程晶圆代工芯片产能同时成为了业界关注的焦点（这些先进制程大都采用12吋晶圆），原因在于：不仅刚刚实现大规模量产的5nm产能供不应求，且已经处于成熟阶段且平稳输出产能的7nm业务也愈发紧张，台积电的多家老客户纷纷加码7nm订单量，使得这家晶圆代工龙头显得有些应接不暇。
无独有偶，近两年都处于紧俏状态的8吋晶圆代工产能，昨天又爆出消息，相关芯片交期已从过去的2至3个月，延长到4个月，且价格可能在第四季度再上涨10%。而就在不久前的8月，以中国台湾地区为代表的晶圆代工厂部分产线已经提高过一次报价，有产业链人士透露，台积电、联电等将8吋晶圆代工报价上调了10%到20%。
在半导体和IC市场，每年的第三、四季度属于产业生产和需求旺季，特别是第四季度，大量的出货和增库存都出现在这一时段内，而眼下正处于第三、四季度的过渡期内，晶圆代工行情也正当其时，非常应景，12吋和8吋晶圆代工产能同时处于供不应求的高点。
12吋晶圆先进制程产能方面，台积电一家独大，而近一年，对其产能需求增长最快的非AMD莫属了，特别是7nm订单，由于AMD的ZEN 2 和即将推出的ZEN 3架构CPU都是基于7nm制程的，而该公司在CPU市场的增长势头非常猛。另外，AMD的GPU也由台积电代工生产，且依然是以7nm制程为主。这些使得台积电相关产能越发吃紧。
由于AMD的CPU和GPU在索尼和微软新一代游戏机中占有非常重要的位置，而疫情使得市场对这些新游戏机的需求量大涨，这为AMD提供了绝佳的商机。
据悉，无论是索尼的PlayStation 5，还是微软的XBOX Series X，都采用了AMD定制的8核Zen 2架构CPU，GPU则采用了AMD的RDNA 2架构产品。
来自供应链的消息显示，由于联发科无法继续给华为供货手机芯片，前者原本12月要在台积电投片的7nm制程芯片已暂停，这样就释放了约1.3万片的12吋晶圆代工产能，而这部分缺口很可能由AMD填补上。市场预期，索尼和微软的新一代游戏机会缺货到2021年中旬，这样，AMD为这两大客户定制的CPU和GPU“钱”景乐观。据悉，今年下半年游戏机相关处理器在台积电7nm制程产线的投片量高达10.2万片，这从一个侧面反应出12吋晶圆代工产能的紧俏程度。
有统计数据显示，从8吋晶圆代工收入占公司总收入的比例来看，目前，中国大陆及台湾地区主要晶圆代工厂中，华虹及世界先进8吋晶圆代工营收占比高达99%和100%，中芯国际占比75%，联电占比46%、台积电占比30%。
下面具体来看8吋晶圆代工产能，进入第三季度以来，由于市场对电源管理芯片、功率器件、显示面板驱动IC，以及CMOS图像传感器（CIS）等需求愈加强劲，再加上新增产能有限，使得全球市场的8吋晶圆代工产能更加吃紧，在这种情况下，8吋晶圆代工龙头企业联电和世界先进的相关产能都已满载。
这种情势使代工厂进一步增强了定价话语权，以8吋晶圆代工产能主要来源地中国台湾为例，相关厂商都表示，目前产能确实很满，在与客户洽谈新的代工订单与价格时，情势对于晶圆代工厂较为有利。而相关IC设计厂商则表示，现在想新增投片量非常难。一般来说，长期合作且投片量大的客户，会被代工厂列为优先照顾对象。而投片量小、价格相对低，或合作关系较普通的IC设计厂，面临产能不足时，加价换产能是一种方式，但就算加价，也不一定会拿到足够的产能。
在具体制程方面，55nm的产能最为强手，因为相关芯片几乎都是市场迫切需求的，如高端的CMOS图像传感器，NOR Flash，以及AMOLED驱动芯片等。这些芯片的应用范围越来越广泛，包括家电、车用、安全监控等。
此外，8吋晶圆代工产能的很大一部分用量都给了功率器件，其在2018年就呈现出了快速增长的态势，当时就是使8吋晶圆代工产能不足的主要力量。如今，这种供需矛盾更加突出。以MOSFET为例，相关芯片需求方即使主动加价，也难以获得产能，即便加价后顺利投片，也难以在下游客户那里拿回增加的成本，这种现象越来越普遍。
为了寻求产能支持，有些MOSFET厂商在考虑从8吋晶圆升级到12吋晶圆生产，不过，这种想法的可操作性不强，主要原因在于，用12吋晶圆生产MOSFET在技术层面没有问题，但就目前的产业情况来看，成本难以接受，要想实现这种规划，恐怕还需要一些年头。
厂商方面，台积电以12吋晶圆代工为主，而8吋的典型代表企业则是联电，而且，今年是该公司长期以来少有的丰收年，不仅8吋，联电的12吋晶圆代工业务表现也非常抢眼。例如，近期，该公司12吋厂订单大增，其中，联发科因物联网应用需求强，紧急增加了联电22nm制程下单量，加上瑞昱主动式降噪无线蓝牙耳机、扩充底座控制IC订单涌入，都是主要订单来源。另外，三星8月发布新机，其ISP影像处理器从9月开始追加联电12吋晶圆投片量，估计总量将达1万片，而且，三星28nm制程的OLED驱动芯片需求增加，订单也交给了联电12吋产线。同时，联电80nm、90nm制程受惠TDDI芯片订单量增加，在三星、联发科、瑞昱等大客户订单带动下，使得联电12吋产能利用率同步满载。
8吋晶圆代工代表企业世界先进产能吃紧状况将延续到2021年，且近期也在酝酿涨价。由于世界先进早就看准8吋需求只增不减，2019年初宣布买下GlobalFoundries位于新加坡Tampines的8吋晶圆厂，成功抓住了这一波8吋晶圆代工需求窗口期。
台积电方面，其每年在先进制程产能（12吋晶圆）扩充上的投资都不低于100亿美元，现已确定的是南科F18厂1~3期为5nm生产基地，1、2期已量产，3期正在装机，预估至2022年，其5nm产能较2020年将增加3倍。而Fab18厂4~6期为3nm基地，目前正在建设中。同时，南科还会建设特殊制程与先进封装厂。
在中国大陆晶圆代工厂商中，中芯国际目前的产能利用率也在高位，今年第二季度达到了98.6%，而去年同期为91.1%，月产能从上一季度的47.6万片增加至48万片，在今年年底前，中芯国际8吋产能每月会增加3万片，12吋每月会增加2万片。
华虹半导体在今年第二季度的整体产能利用率达到93.4%，环比提升11%。该公司8吋晶圆代工厂月产能为17.8万片，产能利用率高达100%，主要芯片产品是功率器件，如IGBT，另外还有MCU和CIS等。
谈到晶圆代工，就不能不谈一股新生势力，那就是SK海力士，该公司一直在筹划进入晶圆代工领域，SK海力士于今年3月斥资4.35亿美元买下了MagnaChip的晶圆代工部门，取得了后者8吋晶圆代工的产线及技术，该部门最快将于今年年底完成分拆，预计该业务将会向市场释放出一部分8吋晶圆代工产能。
以上主要谈了晶圆代工产商，而在非晶圆代工的IDM领域，无论是8吋厂，还是12吋厂，整体上也都呈现出产能扩充的态势。据IC Insights统计和预测，2020年全球将有10座新的12吋晶圆厂进入量产阶段，全球晶圆产能将新增1790万片8吋约当晶圆，2021年新增产能将创历史新高，达到2080万片8吋约当晶圆。新增产能主要来自于韩国大厂三星及SK海力士，还有中国的长江储存、武汉新芯，以及华虹宏力等。
今年，特别是进入第三季度以来，全球8吋和12吋晶圆代工产能愈发紧张，一方面是因为近两年行业一直处于供不应求的状态，另一方面就是行业从传统淡季进入了旺季，需求更多了，而同时增加出来的产能很有限。另外，还有一点，那就是华为效应，即由于受到贸易限制，华为在今年的第二和第三季度大大增加了各种芯片的投片量，这使得以台积电、联发科为首的厂商在相应时期内的出货量和营收猛涨，这在短期内也对晶圆代工产能更加趋于紧张起到了推波助澜的作用。
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