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【制造/封测】2022晶圆代工产业展望:产能仍将吃紧,3nm工艺争夺成新看点

来源:中国电子报    原作者:陈炳欣    

近日,TrendForce集邦咨询发布报告,第三季度全球晶圆代工产值达到272.8亿美元,季增11.8%。这已经是晶圆代工业连续9个季度创下历史新高。而在笔记本电脑、网络通讯、汽车,物联网等产品需求旺盛,终端用户维持强劲备货的带动下,业界普遍看好2022年的晶圆代工市场,预期明年晶圆代工产值将达1176.9亿美元,年增13.3%,续创新高。

市场规模涨幅或超预期

消息称全球第三大晶圆代工厂联电将启动新一轮涨价,如果确实这将是联电年内的第三次涨价。据悉,本次涨价将主要针对占联电营收三成以上的三大美系客户,涨幅约8%至12%不等,自2022年元月起生效。

联电目前美系主要客户包括AMD、高通、德仪、英伟达等,并握有英飞凌、意法半导体等欧洲大厂的订单。由于此次涨价对象营收占比甚高,涨幅也相当可观,将有助提升联电的盈利水平。其实不只联电,近日有传言称,台积电也将在12月份再次调涨晶圆代工报价。

近一年来,受5G、AI、自动驾驶以及消费电子产业的发展,大幅推动了半导体市场的增长,也使晶圆代工产能始终处于供不应求的状态。这为晶圆代工企业提供了涨价的基础。在此情况下,业界普遍看好晶圆代工业的发展情况。

TrendForce集邦咨询报告显示,第三季晶圆代工产值高达272.8亿美元,季增11.8%,已连续九个季度创下历史新高。其中,台积电在苹果发布iPhone新机带动下,第三季度营收达148.8亿美元,稳居全球第一。位居第二的三星也取得环比11%的增长,第三季度营收48.1亿美元。中芯国际受益于PMIC、Wi-Fi、MCU、RF等产品需求稳定,第三季营收达14.2亿美元,排名第五。

晶圆代工业明年的市场情况也被业界所看好。高盛证券上调明年首季晶圆代工企业报价涨幅预估,由原预估的5%内,提升为5%至10%,亦即涨幅有机会比预期高一倍。TrendForce集邦咨询则预期明年晶圆代工产值将达1176.9亿美元,年增13.3%。“晶圆厂的涨价,反映大者恒大趋势,实际上也是竞争力提升的表现。”半导体专家莫大康表示。

代工产能仍将吃紧

价格的上涨反映了市场的供需状况,业界预计明年代工产能仍然吃紧,特别是明年上半年的市场状况已较为明朗。

台积电总裁魏哲家在第三季度公司法说会上表示,维持晶圆代工产能吃紧至2022年的看法。就市场供需,魏哲家提到,持续看到受到新冠肺火疫情影响而产生的供应链短期失衡现象,预期供应链维持较高库存现象将持续一段期间。无论短期失衡现象是否持续下去,相信台积电技术领先地位能使掌握先进制程及特殊制程技术的强劲需求。

力积电董事长黄崇仁也表示,尽管消费电子产品需求放缓,但汽车电子、5G和其他网络通信应用的芯片需求仍超过供应,仍看好2022年整体代工市场前景。“显示驱动器 IC等芯片的需求正在放缓,但许多其他 IC 仍供不应求。汽车芯片、5G等高端网络芯片的短缺将持续到明年。”黄崇仁说道。

TrendForce集邦咨询发布报告指出,在历经连续两年的芯片荒后,各大晶圆代工厂宣布扩建的产能将陆续在2022年开出,且新增产能集中在40nm及28nm制程,预计现阶段极为紧张的芯片供应将稍为缓解。然而,由于新增产能贡献产出的时间点落在2022下半年,届时正值传统旺季,在供应链积极为年底节庆备货的前提下,产能缓解的情况有可能不太明显。

此外,虽然部分40/28nm制程零部件可稍获舒缓,但8英寸生产线主导的0.1微米级工艺和12英寸生产线的1Xnm工艺,增产幅度有限,届时产能仍有可能不能满足需求。

整体来说,2022年晶圆代工产能将仍然处于略为紧张的市况,虽部分零部件可望纾解,但长短料问题仍将持续冲击部分终端产品。

3nm工艺争夺成新看点

先进工艺产能依然是2022年晶圆代工业竞争的重点。来自5G、云计算、大数据相关应用的带动,未来几年对高性能计算、低功耗的需求不断增加,将更需要先进工艺的支持。近日,台积电3nm工艺试产提前,立即成为英特尔、联发科、AMD、英伟达、苹果等夺争的对象。此前,台积电计划今年年底试产3nm,明年下半年量产。与5nm工艺相比,3nm工艺可以将晶体管密度提高70%,提高15%的性能,降低30%的功耗。

三星积极争夺3nm的先手优势。三星电子总裁兼代工业务负责人Siyoung Choi日前在晶圆代工论坛上宣布,三星电子将于2022年上半年开始生产首批3nm芯片,第二代3nm芯片预计将于2023年开始生产。

按照规划,三星电子的3nm GAA工艺将采用MBCFET晶体管结构,与5nm工艺相比,其面积减少了35%,性能提高了30%且功耗降低了50%。Siyoung Choi谈道:“我们将提高整体产能并引领最先进的技术,同时进一步扩大硅片规模并通过应用继续技术创新。”事实上,此前三星曾经计划于今年便开始量产3nm工艺。但是,转向全新制造技术的难度很大,使得三星不得不将量产时推迟。然而,三星推迟后的量产计划依然早于台积电。

三星与台积电在2nm工艺上的竞争更加激烈。在晶圆代工论坛上,Siyoung Choi表示,三星电子将于2025年推出基于MBCFET的2nm工艺。据媒体报道,台积电预计2nm工艺的全面量产约在2025年-2026年。

此前,三星、IBM和英特尔签署联合开发协议,共同研发2nm制造工艺。今年5月,IBM率先发布全球首个2nm制造工艺。实现在芯片上每平方毫米集成3.33亿个晶体管,远超此前三星5nm工艺的每平方毫米约1.27亿晶体管数量,极大地提升了芯片性能。

随着5G、高性能计算、人工智能的发展,市场对先进工艺的需要越来越高。3/2nm作为先进工艺下一代技术节点,成为三星、台积电的发展重点。半导体专家莫大康指出,由于2nm目前尚处于研发阶段,其工艺指标尚不清楚。不能轻易判断是否也一个大节点。然而根据台积电的工艺细节详情3nm晶体管密度已达到了2.5亿个/mm2,与5nm相比,功耗下降25%~30%,功能提升了10%~15%。2纳米的作为下一代节点,性能势必有更进一步的提升,功耗也将进一步下降。市场对其的需求是可以预期的。

封面图片来源:拍信网