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产能利用率仅达到一半,大厂“捧哏”12英寸,8英寸晶圆厂没戏了?
2023-10-18 来源:贤集网
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关键词:晶圆台积电三星

TrendForce集邦咨询研究显示,2023上半年八英寸产能利用率主要受惠于Driver IC在第二季带来的零星库存回补急单,加上晶圆厂启动让价策略鼓励客户提前投片而获得支撑。下半年由于总体经济形势与库存问题持续,原先供应链期待的旺季拉货效应并未发酵,同时车用、工控在短料获得满足后库存逐渐堆积,导致需求放缓,且Power相关产品在全球PMIC龙头德州仪器(TI)削价竞争下,Fabless及其他IDM等库存去化遭严重抑制,加上IDM厂自有新厂产能开出,收敛委外订单,进而再次向晶圆代工厂加大砍单力道, 使得下半年八英寸产能利用率持续下探至50~60%,无论Tier1、Tier2/Tier3八英寸晶圆代工业者的产能利用率表现均较上半年更差。



客户扩大砍单,台积电、三星等遭遇挑战

各家业者来看,中芯国际(SMIC)与华虹集团(HuaHong Group,八英寸主要为HHGrace)等晶圆代工业者八英寸产能利用率平均表现较其他厂商略高,主要是上述晶圆代工厂商让价态度与幅度较积极,以及中国大陆推动IC替代、本土化生产趋势有关。然而,尽管2023下半年各家晶圆代工厂都祭出让价措施,但由于客户普遍仍保守看待市况,备货谨慎,加上没有急单助力,故此波降价对今年下半年的八英寸产能利用率帮助有限。

展望2024年,预期中芯国际、HHGrace八英寸产能利用率复苏状况将较产业平均更快,HHGrace全年甚至有机会回到80~90%水平。台积电(TSMC)方面,近期遭PMIC客户抽单影响,4Q23至1Q24的八英寸产能利用率预估将跌至60%以下,同期联电(UMC)、力积电(PSMC)均面临50%保卫战。

此外,由于原本需求较稳健的日、欧系IDM厂也在今年第三季正式进入库存修正周期,恐使八英寸产能利用率复苏时间再度遭推迟。据TrendForce集邦咨询了解,英飞凌(Infineon)近期基于库存过高考量,着手向联电、世界先进(Vanguard)等委外代工厂砍单,将使第四季世界先进八英寸产能利用率持续下滑至明年第一季,比预期更低迷。

韩系业者方面,三星(Samsung)八英寸产能主要生产大尺寸Driver IC、CIS与智能手机PMIC等,但受消费性终端需求持续低迷影响,相关客户投片规划保守,今年下半年八英寸产能利用率已处低档,且预期2024全年将维持在约五成。

国内企业加速8英寸布局

近期,三安半导体发布消息称,公司携碳化硅全产业链产品亮相SEMICON Taiwan 2023。除了推出650V-1700V宽电压范围的SiC MOSFET外,三安半导体还首发了8英寸碳化硅衬底。三安半导体表示,展会上有多家重要客户在详细询问三安半导体产品参数后,表示已经确认采购意向。

从产能来看,湖南三安现有SiC产能15,000片/月,较2022年底新增3,000片/月,提升25%;GaN-on-Si(硅基氮化镓)产能2,000片/月。其6英寸碳化硅衬底已通过数家国际大客户验证,并实现批量出货,且2023年、2024年供应已基本锁定。此外,三安已签署的碳化硅MOSFET长期采购协议总金额超70亿元,另有几家新能源汽车客户的合作意向在跟进。

化合物半导体市场对国内主流SiC企业的8英寸衬底进度进行了统计,除了三安光电之外,目前国内在研发8英寸衬底的企业及机构还有烁科晶体、晶盛机电、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、中科院物理所、山东大学、天科合达、科友半导体、乾晶半导体等。其中烁科晶体、天科合达以及晶盛机电相对来说进度比较快。

衬底之外,外延企业也在加速建设8英寸产能,东莞天域计划购置94.7 亩地用于建设SiC外延材料研发及产业化,用于SiC外延关键技术的研发及全球首条8英寸SiC外延晶片生产线的建设。此外,瀚天天成位于同翔高新城的SiC产业园的三期项目也极有可能是定位8英寸SiC外延,这两家企业目前都在IPO阶段。

总体而言,随着三安光电8英寸衬底的发布,SiC市场会越来越热闹,竞争也会越来越激烈,从长期来看,这有助于产业整体的发展,至于最后哪些企业能够突围而出,这个只能骑驴看唱本。


全球正在加速扩建12英寸晶圆厂

SEMI表示,排除低可能性或谣传的晶圆厂建设,保守估计,2020- 2024年至少新增38座12英寸晶圆厂,其中,中国台湾增加11座,中国大陆增加8座,两地区合计占总数的一半。预计2024年12英寸晶圆厂总数将达到161座,晶圆厂月产能有望增长180万片(wpm),达到700万片以上。



近几年,虽然中国大陆在12英寸晶圆厂建设方面出现了不少泡沫,但总体增长的势头,特别是市场对产能的需求量一直是刚性增长。在这种情况下,中国大陆产能占全球比重将快速增加,据统计,2015年的市占率仅为8%,而到2024年将增至20%,月产能也将达到150万片。

与中国大陆相比,日本在全球12英寸晶圆产能比重持续下降,2015年约占19%,2024年将跌至12%;美洲也将从2015年的13%,跌至2024年的10%。SEMI认为,韩国将成为最具发展潜力的市场,投资额在150亿-190亿美元之间,紧随其后的中国台湾投资额约为140亿-170亿美元,中国大陆为110亿-130亿美元。

SEMI发布的最新统计和预测报告显示,在2021和2022年强劲增长后,由于存储和逻辑芯片需求疲软,预计2023年12英寸晶圆厂产能扩张将放缓,不过,这只是短暂“休息”,SEMI认为,到2026年,全球12英寸晶圆厂产能将增加到每月960万片,创历史新高。

SEMI总裁Ajit Manocha表示,在2022-2026年间,新增产能的主要驱动力为:模拟和功率器件IDM的产能以30%的复合年增长率领先,其次是晶圆代工业,增长率为12%,之后是光电器件的6%,存储芯片的4%。包括格芯(GlobalFoundries)、华虹半导体、英飞凌、英特尔、Kioxia、美光、三星、SK海力士、中芯国际、意法半导体、德州仪器、台积电和联电在内的IDM和晶圆代工厂,将有82座新厂在2023-2026年期间运营。

由于美国的出口管制,中国大陆企业和政府将12英寸晶圆厂投资重点放在了成熟制程产线上,其全球份额将从2022年的22%增加到2026的25%,产能达到每月240万片。

根据SEMI的预测,2022-2026年,由于存储芯片市场需求疲软,韩国占全球12英寸晶圆产能比重将从25%下滑至23%,尽管中国台湾地区的份额也会略有下降,从22%降至21%,但仍有望保持第三名的位置。而日本在全球的份额预计将从2022年的13%下降到2026年的12%。

在政府投资的推动下,2022-2026年,预计美洲、欧洲和中东地区的12英寸晶圆产能份额将增长,到2026年,美洲的份额将增长0.2%至接近9%,欧洲和中东地区的份额将从6%增加到7%,东南亚的4%基本保持不变。

由于推出了390亿美元的芯片制造补贴计划,美国“芯片法案”带动本土的英特尔、美光、德州仪器,以及外来的台积电和三星电子等国际巨头企业在美国大规模兴建12英寸晶圆厂。

英特尔在亚利桑那州投资了200亿美元建设两座晶圆厂,2022年9月,英特尔又斥资 200 亿美元在俄亥俄州建造两座先进制程晶圆厂,而且,类似的投资在未来还会增加,十年内的总额可能会达到1000亿美元。

“芯片法案”公布之后,美光就宣布了400亿美元的投资计划,这一投资持续到2030年,将分阶段在美国建设先进制程存储芯片晶圆厂。

台积电在亚利桑那州建设的5nm晶圆厂已经搬入设备,在此基础上,该晶圆代工龙头2022年12月宣布将再建一座3nm制程晶圆厂,这些项目投资加起来,不少于400亿美元。三星在德克萨斯州新建了一座12英寸晶圆厂,其总投资也将由原计划的170亿美元提升至250亿美元。

在欧洲,台积电,英特尔都有新建12英寸晶圆厂的计划,目前正在规划当中。


8英寸晶圆厂还有前途吗?

12英寸晶圆的成本效益高,全球各大芯片厂商也在兴建12英寸晶圆厂,难道8英寸晶圆产线已经成为昨日黄花,没有价值了?答案是否定的。

这里有一组数据,截至2022年,全球有150多座12英寸晶圆厂,其中,42座在中国台湾,33座在中国大陆,19座在美国,12座在欧洲和中东。虽然先进制程工艺很重要,且吸引了大量投资,但仍有相当大比例的芯片在8英寸晶圆厂生产,特别是90nm-180nm工艺节点芯片,是8英寸产线的天下。截至2022年,全球约有230座8英寸晶圆厂,其中,51座在美国,49座在欧洲和中东。

从2018年起,8英寸晶圆芯片产能就处于供给不足的状态,这种状况一直持续到2022上半年,特别是在中国大陆,无论是IDM,还是晶圆代工厂,8英寸晶圆产能一直都很紧俏,产能利用率相当高。

出现这种状况的原因主要是市场对模拟芯片的需求量一直在提升,功率器件、电源管理芯片、CMOS图像传感器、MEMS传感器、RF收发器、滤波器,PA、ADC、DAC等,大都在8英寸晶圆产线投产。

SEMI预计,2019~2022年,全球8英寸晶圆产量增加约70万片,增幅为14%,其中,MEMS和传感器相关产能约增加25%,功率器件产能提高约23%。2019年,在15个新晶圆厂建设计划中,约有一半是8英寸的。



8英寸晶圆产能为何满足不了应用需求呢?主要原因有如下几点。

一、市场对模拟芯片的需求强劲,特别是新能源汽车的快速发展,对功率器件(IGBT、MOSFET等)的需求相当强劲,而这些芯片主要在8英寸晶圆产线生产。

二、晶圆代工厂的8英寸线产能普遍紧张,而且,大部分模拟、分立器件市场由IDM大厂把持,但因产能有限,这些IDM通常会将订单外包给晶圆代工厂,同时,在从6英寸转向8英寸过程中,部分IDM的主要产能专注于12英寸线,没有额外增添8英寸线,这样就不得不将8英寸产品外包。因此,大部分IDM扩产幅度比需求增长幅度低,外包的比例会越来越高,这样就加剧了8英寸晶圆代工产能供不应求的情势。

三、相关设备供给不足,很多设备厂已经不再生产8英寸晶圆加工设备了,二手设备数量又很有限,以及8英寸硅片产量受限等,也在制约8英寸晶圆产能供给量。

2008-2016年,全球共有15座8英寸晶圆厂转型为12英寸的,然而,从2016年开始,8英寸晶圆厂关闭的速度开始减缓,这种态势一直持续到2021年前后,8英寸晶圆产线似乎焕发了第二春。

疫情爆发以来,全球半导体业呈现出异常红火的局面,特别是2020年到2022上半年,各种芯片供不应求,8英寸晶圆产能的市场需求非常火爆。但从2022下半年开始,这股芯片热快速降温,进入2023年以来,各种芯片全面过剩,8英寸晶圆产能不再像过去几年那么火爆了。不过,这是全行业共有的状况,并不是8英寸独有的。业界普遍估计,到了2024年,全球半导体业将全面复苏,到那时,8英寸晶圆产能需求有望再次热火起来。



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