为何8英寸产能吃紧?详解国内外主流晶圆代工企业,从全球工厂分布窥探一二!

2020-11-04 11:10:43 0

近日,市场8英寸晶圆代工产能满载、产能吃紧、涨价等消息不断,业内人士预计部分晶圆代工订单能见度已到2021年第2季,而这种晶圆代工产能吃紧的情况,恐难在半年内得到缓解。


不仅如此,由于8英寸晶圆代工产能吃紧、价格上涨等垫高了IC设计厂商成本,使得面板驱动、触控等零组件价格也跟着上涨,其中面板驱动IC厂商联咏价格已上调10%-15%,不排除其他IC设计厂商也跟进涨价风潮。


8英寸晶圆产能吃紧,甚至涨价,原因为何? 


1、5G、汽车、物联网等带动需求大幅度增加


8英寸晶圆产能紧缺的情况其实在2018、2019年就已出现,主要是手机多摄像头、指纹等带动CMOS图像传感器、指纹识别芯片等需求提升。到2020年,5G手机、汽车、物联网等渗透率快速提升,使得功率、电源管理、功率器件等需求大增,再加上“疫情”驱动在家办公、在线教育等需求增加,使得笔记本、平板等电子产品需求增长,从而拉动驱动IC芯片、分离式元件及其他半导体元件需求增长。


相关IC设计业界人士表示,以往客户因为不希望背负高库存的压力,往往是按需下单,但在2020年因为疫情、国际贸易紧张等不确定因素影响,导致部分客户考虑到晶圆代工产能吃紧,为确保货源稳定,开始提早下长单,尤其是8英寸晶圆产能,能见度已到2021年3、4月。


另据SEMI数据,在2019到2022 年期间,微机电系统(MEMS)和传感器元件相关晶圆厂产能可望增加 25%,功率元件和晶圆代工产能预估将分别提高23%和 18%,整体8英寸产业表现持续强劲。


2、12英寸晶圆是主流,8英寸晶圆产能有限


在2008年以前,8英寸(200mm)晶圆厂还是主流,但随着12英寸(300mm)晶圆每年新建数量的增加,已成当前主流。根据IC Insights预计,2021年全球12英寸晶圆厂将增长至123座,到2023年全球12英寸晶圆厂总数将达到138座。


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来源:公开信息


相较于12英寸晶圆,8英寸晶圆厂数量一直呈现下降态势,而且现在的设备商注意力都集中在12英寸晶圆厂的设备上,8英寸晶圆厂的设备有限,二手设备昂贵又流通量少,导致8英寸晶圆新产能增长有限。


据相关数据统计,从2008到2016年,至少超过30座8英寸晶圆厂关闭,同时有超过10座厂从8英寸转换为12英寸,2015~2017年全球8英寸晶圆厂产能增长速度仅约7%,到2019年全球8英寸晶圆厂总量已低于200座。


另外,在2010~2016年间,约超过20座6英寸晶圆厂关闭,如分立器件、功率器件、MEMS、模拟芯片等产品需求切换至8英寸晶圆,额外的加重了8英寸产能的负担。


晶圆代工市场:主流企业工厂分布,以及对产能紧张、涨价态度如何?


晶圆代工市场一直保持持续增长的趋势,据IC Insights数据预计,在2019年到2024年间,全球半导体晶圆代工有将近10%的年复合成长率增长,明显高于2014年到2019年间6%的复合增长率。

 

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在市场格局上,主要有台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际等商家,其中台积电以超过50%的份额呈独大之势,同时中国大陆地区晶圆代工企业也如春笋般涌现,主要集中在8英寸以下晶圆产能上。


面对8英寸晶圆产能紧张、涨价等市况,以下梳理了主流晶圆代工企业工厂产能分布和规划,以及对市场涨价的态度。


1、台积电

暂时没有上调8英寸晶圆代工价格


作为晶圆代工老大,台积电晶圆厂主要是12英寸和8英寸,还有一座6英寸晶圆厂。受惠苹果、AMD、英伟达、高通、联发科等客户对7nm及5nm先进制程需求强劲,在这一波缺货潮中,台积电产能原本就紧张,已没有多余的产能接收新客户。


对于市场8英寸晶圆产能吃紧的市况,台积电CEO魏哲家曾在第三季度业绩说明会上表示,出于与客户紧密的合作关系,公司没有上调8英寸晶圆代工价格。 


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数据来源:中国闪存市场ChinaFlashMarket整理


2、三星

正考虑对8英寸晶圆厂进行扩产


三星晶圆代工主要以12英寸为主,仅有1条8英寸晶圆代工厂,正在生产中的一共有6条产线,其中5条位于韩国(2条位于韩国器兴,3条位于韩国华城),还有一条位于美国奥斯丁工厂。三星华城V1生产线累计总投资达60亿美元,已于2020年批量生产,是基于EUV光刻工艺的7nm及5nm芯片,并在第一季度交付。


三星华城V1是三星第一条EUV半导体生产线,为了进一步扩大EUV产线和提高7nm以下工艺技术,三星于2020年5月在平泽开始建新产线,将专注于基于EUV工艺的5nm及以下制程技术,预计将于2021年下半年全面投入生产。


面对8英寸晶圆产能紧缺,市场晶圆代工涨价的行情,有消息称,三星正考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行自动化投资,以提高生产效率,满足市场需求。


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数据来源:中国闪存市场ChinaFlashMarket整理



3、格罗方德

计划新建8英寸晶圆厂,应未来需求


格罗方德晶圆代工厂主要位于德国、新加坡和美国,8英寸和12英寸晶圆厂各占半数,其中8英寸晶圆主要集中在新加坡,12英寸主要是在美国和德国。


2019年,格罗方德以2.36亿美元的价格将新加坡的Fab 3E 8英寸晶圆厂卖给世界先进,同年以4.3亿美元的价格将美国纽约州的12英寸Fab 10晶圆厂卖给安森美半导体。2020年新建的成都工厂也已停工停业,但随后格罗方德宣布将购买纽约州马尔他镇的一处土地用作建设先进的8英寸晶圆厂,以应未来成长需求。


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来源:格罗方德官网


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数据来源:中国闪存市场ChinaFlashMarket整理

4、联电

已对部分8英寸晶圆客户提高价格


联电共有12座晶圆厂,其中4个12英寸晶圆厂,7个8英寸晶圆厂、1个6英寸晶圆厂,主要集中在新加坡、日本、中国大陆及台湾地区,每月产能超过75万片(约当8英寸晶圆)。


2020年,受惠于大尺寸面板驱动IC、5G手机电源管理芯片需求动力,加上客户持续建立安全库存,联电第二季度整体产能利用率已提高到98%,晶圆出货量达到222万片约当8英寸晶圆。由于2020下半年8英寸晶圆产能持续吃紧,联电已对部分8英寸晶圆客户提高价格,甚至考虑调涨2021年第一季度价格。


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来源:联电官网


5、中芯国际


8英寸晶圆产能的确紧张,今年内增加产能


对于8英寸晶圆目前的市况,中芯国际表示:“产能的确紧张”。受惠于订单强劲,中芯国际上调了Q3财报预期,营收将有望在9.3亿美元至9.5亿美元之间,较Q2营收的9.38亿美元进一步环比增长。


中芯国际今年内预计在天津、上海、深圳三个8英寸晶圆生产基地增加3 万片/月的产能。在12寸晶圆方面,中芯国际预计增加2万片/月产能。


另外,中芯国际正与北京开发区管委会签订合作框架协议,将成立合资企业聚焦在 28nm 及以上晶圆代工项目,首期即计划建成 10 万片/月(以 12英寸片计算) 的晶圆产能,为后续业绩成长增加了动力。


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来源:中芯国际财报



6、SK 海力士


中国市场8英寸芯片订单涌入,应接不暇


SK海力士最初是韩国清州M8产线以代工业务为重心,之后于2017年将旗下晶圆代工业务正式分拆成为独立的事业体,名为SK海力士系统IC公司,主要专注于晶圆代工业务,主流制造8英寸晶圆。


近年来,中国市场8英吋晶圆订单涌入,应接不暇,2018年SK海力士系统IC公司与无锡产业集团合资3.5亿美元成立子公司,出资比重分别为50.1%与49.9%,并建8英寸晶圆代工厂,项目投产后可实现月产11.5万片8英寸晶圆,已于2020年3月成功流片。


7、世界先进


2021年仍供不应求,目前确实正考虑涨价


世界先进在1999年在台积电公司协助下,成功导入逻辑产品代工技术,并成为台积电公司的代工伙伴,2020年世界先进宣布由DRAM厂转型为晶圆代工公司,2004年7月正式结束DRAM生产制造,成功转型为百分之百的晶圆代工公司。


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来源:世界先进财报


目前世界先进拥有4座8英寸晶圆厂,包括在2019年收购格罗方德新加坡Fab 3E 8英寸晶圆厂,位于台湾地区和新加坡。世界先进2019年全年产能约为250万片8英寸晶圆,出货量达212万片,产能利用率为85%,预计2020年将大约生产260万片8英寸晶圆。


世界先进认为,由于市场需求强劲,8英寸晶圆代工产能吃紧,预估2021年全年都仍供不应求,也确实正在与客户讨论调涨8英寸晶圆代工价格相关问题。



8、力积电

客户加价下单,决定启动12英寸厂建设计划


力晶集团于2019年5月完成企业重组,由旗下的力晶科技将3座12英寸晶圆厂及相关营业、资产,转于力晶积成电子制造股份有限公司(简称“力积电”),目前拥有2座8英寸及3座12英寸晶圆厂。

 

力积电表示:由于晶圆代工产能确实供不应求,公司目前产能满载,也确实有IC设计公司加价下单争取产能,因应客户对新产能的需求大,决定启动铜锣12英寸厂建设计划,预定2021年第2季动土建厂。另外,力晶投资的中国大陆地区晶圆代工厂合肥晶合也满载生产中,截止到2020年7月底月产能2.5万片,预计年底月产能将达3万片。


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来源:力积电官网


9、华虹半导体

无锡厂不断提高产能,并考虑扩建二期工厂


华虹半导体拥有3座8英寸晶圆厂,3座12英寸晶圆产线,2019年月产能由17.4万片增至20.1万片8英寸等值晶圆,产能利用率为91.2%。由于功率半导体加速国产化,2020年市场需求好于预期,华虹半导体8英寸产能利用率已到达100%,12英寸产能利用率不断上升。


同时,无锡厂目标是到2020年底或者2021年初,将产能拉升至4万片/月,并正在考虑对无锡厂扩建二期,总产能有望实现8万片/月,8英寸厂未来也有1~2万片/月扩充空间。


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数据来源:中国闪存市场ChinaFlashMarket整理


10、东部高科


产能紧张,不排除调涨代工价的可能性


东部高科(DB HiTek) 是韩国一家主要以8英寸晶圆厂来生产电源管理器与图像传感器的晶圆代工厂,总部及两个工厂(Fab1&Fab2)设在韩国,工厂产能满载,曾在2019年近10万片8英寸晶圆的订单无法交货,这个数量是2018年无法交货订单的将近2倍。2020年产能供应依然紧张,因此东部高科不排除调涨代工价。


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来源:东部高科官网



11、华润微


8英寸产线满载,暂时没有提价,视情况而定


华润微目前大部分是6英寸晶圆,8英寸晶圆利用率还不高。在12英寸晶圆方面,2018年已与重庆方面签订了协议,在重庆公司现有厂房内建一条12英寸生产线,该项目按原定计划推进中,计划2020年启动该项目。


华润微表示,进入三季度以来,8英寸产线满载,整体产能利用率在90%以上,目前暂时没有提价,将持续关注市场及价格的变化趋势。


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来源:公开数据


12、积塔半导体


积塔半导体专注于模拟电路、功率器件的晶圆制造,2018年上海项目正式开工,建设成为月产能6万片的8英寸生产线和5万片12英寸特色工艺生产线,产品重点面向工控、汽车、电力、能源等领域,提升功率器件(IGBT)、电源管理、传感器等芯片等生产能力。


2020年积塔半导体还与盛美半导体设备(上海)股份有限公司正式达成战略合作,双方将发挥各自优势,携手参与半导体设备及其相关工艺创新。


13、晶合集成

晶合集成是安徽一家12英寸晶圆代工企业, 在2019年年底已实现月投片量2万片,计划在2020年底达到月产能3万片12英寸晶圆,2021年底达月产能4万至4.5万片规模。


14、赛微电子

赛微电子公司控股子公司投资建设的“8英寸MEMS国际代工线建设项目”正式在2020年9月投产运行,产能为1万片/月,该项目分期建设,完全达产后最终将形成3万片/月的生产能力,代表先进的8英寸MEMS芯片生产线进入实际生产阶段。


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