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【制造/封测】8英寸产能紧缺这道“无解题”

来源:全球半导体观察    原作者:李薇    

史无前例的卖方市场情境下,8英寸产能有多紧俏?

产能紧缺从晶圆代工传导至封测、设计、晶圆、再到模组供应商、下游终端厂商等,捎带着6英寸和12英寸晶圆,一路缺货到明年。

不久前,市场传出台湾地区IC设计龙头联发科决定购买设备出租给力积电使用的罕事。近日业界又传出,某老牌晶圆代工厂以“片”为单位,提前竞标出售明年二季度的8英寸产能。

8英寸产能紧缺早已不是新鲜话题,今年却着实引发不少奇观。难怪有业内人士直呼——缺货到不可思议。

涨声一片

整体来看,8英寸晶圆代工产能供给约九成。产能吃紧下,自然引发接连涨价效应。目前多家晶圆代工厂商已上调报价,联电、世界先进等公司在第四季度,将价格提高约10%~15%。有消息称2021年涨幅20%起跳,急单将达到40%。

TrendForce集邦咨询方面的数据显示,2020年8英寸的晶圆价格主要在第四季度有明显涨幅,约上涨5%~10%,其预计2021年将上涨约5%。

晶圆代工产能紧缺带动晶圆、封测与IC设计等厂商陆续涨价。

从上游来看,晶圆制造需求强劲也将带动上游硅晶圆出货畅旺。因为制造成本垫高,IC设计厂商也需要调整价格加以应对。

为应对载板等用料成本上升以及大量订单涌入,封测大厂日月光投控旗下日月光半导体在11月底通知客户,将调涨2021年第一季度封测平均接单价格5-10%,预期华泰、菱生、超丰等亦将跟进。据报道,国内封测厂也一直在调整封测价格。

下游的MOSFET、驱动IC、电源管理IC也纷纷传来涨价消息。与此同时,产能紧张也使得下游终端产品因零组件缺货而生产周期延长。

最显而易见的,当属对苹果供应链的冲击。彭博社援引消息人士称,苹果iPhone等产品正面临电源管理芯片短缺问题,或因此无法满足消费市场需求。

出乎意料的是,半导体整体需求旺盛下,8英寸晶圆紧缺还扩展至12英寸和6英寸。12英寸本就满载,6英寸原本利用率仅7成,也因车用市场回温,产能接近满载。

一道无解题

8英寸晶圆芯片产品应用广泛,几乎体现在所有消费电子产品上,且应用不断拓展。尤其重要的是,当前有许多半导体产品借助8英寸晶圆生产,达到了最合适的成本甜蜜点。

芯片经由晶圆切割而来,晶圆面积越大,可切割数量越多,成本效益也越高。晶圆朝着更大面积演进,12英寸成为目前的主流晶圆尺寸。围绕8英寸晶圆,较少再有新的投资。

数据显示,全球8英寸厂数量在2017年达到高峰,之后许多厂房关闭或转型为12英寸厂。从投资开支来看,自2014年8英寸晶圆制造设备支出达到26.82亿美元后,随后呈现逐年下降。

考虑到8英寸厂大多已完成折旧,建设新厂已不再具备成本优势。目前来看,购买二手设备、并购以及提高生产效率成为当前厂商优先的扩产方式。

不少设备厂商已停止生产8英寸机台,设备的短缺也限制了厂商进一步扩产。目前全球市场约有700台左右的二手8英寸晶圆制造设备出售,而市场对8英寸晶圆制造设备的需求至少在1000台左右。存量市场中,又有相当一部分因为过于老旧等原因不适合采购。

多种因素阻碍下,扩产进度不及需求增长速度。8英寸产能紧缺作为长期供求矛盾的体现,已掀起多轮涨价缺货潮。

 

2015年,8英寸晶圆迎来物联网需求。着眼于8英寸代工的市场机遇,同年中芯国际与韩国半导体代工企业东部高科商谈并购。

 2017~2018年,在物联网和车用电子需求的共同带动下,8英寸晶圆代工市场再次出现盛况。2018年,台积电、中芯国际、三星等国际大厂都有扩产动作。

 受中美贸易战影响,半导体市场疲软并在2019年下半年呈现复苏。2019年年底,里昂证券发布报告指出,亚洲出现8英寸晶圆代工供不应求市况。

 

里昂证券此前还预计,2020年紧缺程度会加重。到了2020年,8英寸产能果然奇缺。除了5G这样较为明确的催化要素外,更增添不少新的变量。

首先是今年更加明确的5G趋势,使电源管理、驱动IC、MOSFET等相关应用的需求数倍增加。同时,单机的半导体用量也大幅提高。例如,手机所需的电源管理IC原本只需要1-2颗,到5G手机阶段,用量增加到3~4颗。

疫情自然是重要变量之一。全球居家办公和在线教育使笔记本电脑、平板类产品出货显著增长,拉动中大尺寸面板显示驱动IC等需求提升。进入下半年,随着汽车电子逐步回暖,IGBT、MOSFET用量大幅提升。而在疫情得到控制后,市场开始补充库存,再次推升8英寸晶圆产能需求。

进入2020年,政经局势变动也成为8英寸产能紧张的诱因。部分IC设计厂商一度大量囤货,也加剧了8英寸晶圆制造供不应求状态。

供给端方面,受疫情影响,全球主要供应商曾暂停出货。据中芯国际介绍,即便设备进厂了,也没有团队来安装,直接导致产能的扩充进度延期。进入下半年,8英寸晶圆制造旺季来临,也使产能供不应求状态加剧,业界开始出现涨价和交期延长。

市场原本预估,受中美贸易战影响,中国大陆的中低阶晶圆产能扩张会有显著增长,但实际进展并不如预期。力积电董事长指出,过去3年,大陆40到20纳米的需求几乎没有新产能开出,也是8英寸产能紧缺的原因之一。

同样据中芯国际方面消息,因为担忧需求不及预期,部分厂商当前仍不敢轻易扩产。

由来已久的8英寸产能问题,究竟如何破解?力积电董事长黄崇仁在近期受访时直言:8英寸产能紧缺问题无法可解。

联电逆袭

围绕这波8英寸产能紧缺行情,最大的蛋糕自然由晶圆代工厂商瓜分。各路人马持续高价争抢,也使台积电、联电及世界先进等厂商的毛利率有往上表现的空间。

2020年第三季度,联电交出营收佳绩,产能利用率逼近满载,单季营收创下历史新高。8英寸产能紧缺,12英寸扩产,利多消息带动下,联电在11月23日创下18年来股价新高,也让其股价自2020年以来大涨超177%。

不少业内人士认为,联电此次实现业绩逆袭,一方面归功于放弃12纳米以下的先进制程,转而投向成熟制程和特殊制程的决定;另一方面,8英寸需求大增,成为联电进一步逆袭的重要契机。

另一个实现逆袭的玩家是力积电。它曾是台湾地区最大的DRAM厂,在2012年受到DRAM价格下跌冲击后,开始转型为晶圆代工厂。而在转型成晶圆代工厂以后,力积电很快就实现了扭亏为盈。

此外,世界先进今年的业绩也分外亮眼,且与并购动作密切相关。世界先进近6年陆续买下两座8英寸晶圆厂,先是于2014年入手南亚科在桃园的8英寸晶圆厂,去年初又以2.36亿美元并购新加坡的3E 8英寸厂。

集邦咨询发布的调查显示,受惠于远距办公与教学的新生活常态,加上5G智能手机渗透率提升,以及相关基础建设需求强劲的带动,2020年全球晶圆代工产值年成长将高达23.8%,突破近十年高峰。

今年的晶圆代工市场空前繁荣,且在半导体产业需求发生结构性变化下,呈现先进制程与成熟制程齐飞的特点。台积电、三星与英特尔之间开展的先进制程大战之外,世界先进、力积电等厂商在成熟制程及特殊制程市场的表现也非常精彩。

值得一提的是,中国大陆的8英寸晶圆代工厂,也吃下了这波市场红利。中芯国际已传出涨价消息,华润微8英寸产线自三季度满载,华虹半导体三座8英寸厂在第三季度的产能利用率均超过100%。

设计厂商何去何从?

相比分食产业机遇的晶圆代工厂商,无厂IC设计商却面临重重挑战。

眼下晶圆代工交期不断拉长到3个月以上,尽快拿到货成为不少设计厂商的迫切问题。近期新投片的8英寸晶圆产能可能已赶不上年底的黄金出货截止日,最快恐怕要到2021年第一季才能慢慢拿到货。

最关键的问题,自然关乎能否抢到产能。为了确保拿到足够的产能,不少IC设计厂商已经开始积极预定明年的产能,有的长单甚至下到了2021年第二季度。

要在产能争夺大战中胜出,最直接的方法自然是加价购买。但这一方法只适用于高通这类资本雄厚且与供应商关系密切的大厂。小型IC设计公司和新创公司,将面临较高风险。

争抢产能下,订单互相排挤的动作也开始出现。很多晶圆代工厂会筛选订单和调整产品组合,优先生产高毛利的产品。其中,毛利率相对偏低的LCD驱动IC及MOSFET芯片订单,很有可能因此抢不到应有产能。

转单也是设计厂商的出路之一,操作起来却没有那么容易。中芯国际是本土8英寸产能的主力,虽然总产能占全球不到5%,但仍是非常重要的晶圆代工产能供应商。政经局势变动下,设计厂商需考量转单问题。但是全球产能吃紧,恐怕无处可去。

据中国半导体行业协会副理事长魏少军魏少军介绍,2020年中国集成电路设计业取得23.8%高速增长。目前全国共有1698家设计企业,比去年增长23%。而在当前代工产能不足的情况下,蓬勃发展的本土设计产业恐将受阻。

有分析人士指出,缺货涨价持续到2021年,届时中国本土的许多IC设计厂可能将面临抢不到产能而停摆,使得市场全面洗牌的情况。

供货越吃紧,设计厂商越想抢货预囤芯片库存。同时,IC设计业者为确保产能,很可能会重复下单,令市场更不稳定。市场预估,8英寸晶圆产能供不应求的缺口到2021年上半年都应该很难纾解。

积极的一面是,比起转单这样难以实现的短期策略,一些厂商已经考虑转进工艺。目前商用的5nm、7nm芯片,便多由代工厂用12英寸晶圆进行生产。

TrendForce集邦咨询分析师乔安表示,已有部分8英寸产品开始往12英寸厂转进,从中长期来看8英寸产能紧缺的状况会有所缓解。

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封面图片来源:拍信网