為何晶圓廠都在進(jìn)軍成熟制程?又透露出什么信號?
英特爾和臺積電在成熟制程領(lǐng)域的布局也從未停止。此前,英特爾宣布將為聯(lián)發(fā)科數(shù)字電視及成熟制程的WiFi芯片代工,成熟制程或許有望成為英特爾打造全球領(lǐng)先芯片代工業(yè)務(wù)的重要環(huán)節(jié)。臺積電則在今年的技術(shù)研討會上透露,計劃將臺積電2025年成熟制程的產(chǎn)能擴(kuò)大至目前的50%左右。
先進(jìn)制程玩家反攻成熟制程
過往,在摩爾定律的驅(qū)動下,晶圓廠一直在緊追先進(jìn)工藝,這場決賽的最后僅剩臺積電、三星和英特爾這幾家。隨著先進(jìn)制程逐漸逼近極限,現(xiàn)在這些晶圓代工廠開始反攻成熟制程,他們開始紛紛大幅擴(kuò)產(chǎn)成熟工藝,這是前所未有的現(xiàn)象。不過也表露出成熟制程的市場空間,以臺積電為例,其傳統(tǒng)節(jié)點(16nm及以上成熟制程)的份額占其2021年收入的50%。
臺積電早在去年就放出要擴(kuò)產(chǎn)成熟產(chǎn)能的信號。為了解決車用及工控等芯片產(chǎn)能短缺問題,臺積電今年在高壓及電源管理IC、MEMS微機(jī)電及CMOS影像傳感器、嵌入式快閃存儲器(eFlash)等特殊成熟制程領(lǐng)域大幅擴(kuò)產(chǎn),資本支出達(dá)到過去三年平均支出的3.5倍,今年特殊成熟制程產(chǎn)能會較去年增加14%,占整體成熟制程比重亦將提升到63%。臺積電要擴(kuò)產(chǎn)的成熟工藝工廠主要有3個:臺積電高雄Fab 22廠區(qū)將興建P1~P2廠,還有就是南科Fab 14廠區(qū)P8廠,這些都將用來支援特殊成熟制程。
三星在最近的年報中也披露今年將擴(kuò)大成熟制程晶圓代工布局,主要是CIS所需的成熟制程產(chǎn)能,此舉勢必將瓜分聯(lián)電、世界先進(jìn)、格芯等主攻成熟制程的晶圓廠訂單。三星也將繼續(xù)推出通過改進(jìn)成熟工藝、提高性能和成本競爭力的衍生工藝技術(shù)。三星還提到,中長期將擴(kuò)大成熟制程產(chǎn)能,并且不排除蓋新廠,但三星并未揭露投資金額、新產(chǎn)能規(guī)畫等訊息。
此前三星與聯(lián)電有緊密的合作關(guān)系,去年三星將28納米的圖像信號處理器(ISP)給聯(lián)電代工,后雙方又合作開發(fā)最先進(jìn)的22納米高壓制程,聯(lián)電將為三星代工OLED驅(qū)動芯片。如今三星宣示要強(qiáng)化成熟制程晶圓代工布局,意味未來也將成為聯(lián)電的強(qiáng)大競爭對手,雙方是既合作又競爭的關(guān)系。
在代工領(lǐng)域,英特爾長久以來都是只給自己代工,但是去年英特爾的IDM 2.0策略中,將晶圓代工業(yè)務(wù)重啟。英特爾在今年公布了2022第一季的代工業(yè)務(wù)表現(xiàn),從去年的1.03億美元增至2.83億美元,同比暴漲175%,雖然相比臺積電、聯(lián)電仍有較大差距,但已逐步逼近了力積電等廠商。根據(jù)英特爾對投資人公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,主要來自思科、亞馬遜等30多家客戶的訂單。這還不包括收購的Tower Semiconductor,若再完成合并高塔半導(dǎo)體,整體體量會更大,將逐步進(jìn)逼力積電、聯(lián)電等臺廠。
晶圓廠的大幅擴(kuò)產(chǎn)也反映到了設(shè)備市場,光刻機(jī)設(shè)備供應(yīng)商ASML一季度賣出了62臺光刻機(jī),實現(xiàn)凈銷售額35億歐元,凈利潤6.95億歐元,新增訂單金額70億歐元,其中25億歐元來自0.33 NA和0.55 NA EUV系統(tǒng)訂單以及大量的DUV訂單,這反映了市場對先進(jìn)和成熟節(jié)點持續(xù)性的強(qiáng)勁需求。
需求、價格、制造工藝讓28納米制程變主力
究竟為什么,大廠們都將擴(kuò)產(chǎn)目標(biāo),集中在成熟制程?這背后有3股驅(qū)動力,推動了當(dāng)前這個發(fā)展。
首先是需求。簡單來說,采用28納米制程的芯片,是目前全球需求最強(qiáng)、更是造成這波半導(dǎo)體「大缺貨潮」的主要芯片之一,筆電、平板、電視的顯示芯片,或是汽車、家電的電源芯片,都是使用28納米制程。
其中僅僅是電動車的出貨量,今年上半年就較去年同期大增1.6倍,各界更看好,到了2025年,全球電動車的出貨量,將較去年水平再翻4倍、沖至1200萬輛,這個市場對芯片的需求,也被預(yù)期有同樣倍數(shù)的成長。
其次是價格。由于這波由缺貨引發(fā)的漲價潮,特色是:制程愈成熟,價格就漲愈多。這個現(xiàn)象,拉近了28納米與比它更成熟制程、如40納米的價差,帶動IC設(shè)計廠改選擇前者投片,其產(chǎn)能也隨之更緊俏?!缚蛻舻呢?fù)擔(dān)沒有增加太多,但28納米(的效能)可以做到更多!
第3,是28納米的制造工藝,進(jìn)可攻退可守的特性。28納米制程使用的設(shè)備與制造工藝,是能「兼容」制作更成熟的制程,如40納米、60納米,「你擴(kuò)充好,你也可以往40奈米向上兼容?!?意即,這對晶圓廠來說是最具效益的擴(kuò)產(chǎn)方式。
上述3股驅(qū)動力,讓全球晶圓廠無不傾力擴(kuò)充該制程產(chǎn)能。
在中美對峙的氛圍下,美國政府阻擋先進(jìn)制程的半導(dǎo)體設(shè)備出口中國大陸,如一臺要價逾一億美元的極紫外光(EUV)設(shè)備。而急于擺脫半導(dǎo)體「掐脖」風(fēng)險的中國大陸,制程較成熟、但也較不敏感的28納米制程,就成為力拚半導(dǎo)體自主,先求有、再求好的擴(kuò)產(chǎn)首選。
以賽亞調(diào)研便發(fā)現(xiàn),「中芯」與「上海華力微電子」這兩家中國大陸的晶圓代工廠,未來兩年將提升的28納米產(chǎn)能,都可能較目前水平提升1倍。
以往被輿論看不上眼的成熟制程,儼然進(jìn)入大廠重金投入的「大擴(kuò)產(chǎn)時代」。然而,投資人可能更關(guān)心的是,這波成熟制程的擴(kuò)產(chǎn)浪潮,會不會重演過去在記憶體業(yè)、面板業(yè)發(fā)生過的,因為過度擴(kuò)產(chǎn),導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)變慘業(yè)的悲???
成熟制程將呈現(xiàn)百花齊放局面
進(jìn)入2022年以后,成熟制程迎來臺積電、三星和英特爾等各大晶圓廠商的加碼布局,這或許能夠透露出當(dāng)前市場發(fā)展的更多信號。
“當(dāng)前摩爾定律嚴(yán)重放緩,進(jìn)入到3納米以下工藝研發(fā)投入的成本和風(fēng)險都指數(shù)級上升,但基于PC、手機(jī)等市場的漸進(jìn)式創(chuàng)新已經(jīng)進(jìn)入衰退期,對先進(jìn)制程的需求增量空間明顯收窄,并且能用得起先進(jìn)制程的客戶也高度集中,因此在先進(jìn)工藝的競爭態(tài)勢逐漸成為一種‘零和博弈’?!敝炀蛴浾呓忉尩?,這也是原先專注于先進(jìn)制程的代工廠商逐步在成熟制程領(lǐng)域?qū)で髾C(jī)會、加大對成熟制程布局的重要原因。
事實上,成熟工藝制程的需求與下游產(chǎn)業(yè)需求和景氣度密切相關(guān),與整體經(jīng)濟(jì)形勢也密切相關(guān)。步日欣對記者表示,成熟工藝制程在整個產(chǎn)業(yè)鏈條上的重要性不言而喻。各大晶圓廠加碼布局,一方面屬于逆周期投資,另一方面也是看好未來經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的趨勢。
成熟制程芯片市場在近一年的需求低迷期過后,正在迎來恢復(fù)性的增長。在池憲念看來,這與成熟制程廣闊的市場空間密不可分。他表示,成熟制程市場種類百花齊放,擁有模擬芯片、功率半導(dǎo)體、射頻芯片等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在高端消費電子需求疲軟的情況下依舊保持較穩(wěn)定的需求,未來市場空間需求有望逐步增長。
“40nm以上的成熟制程、180nm以下及180nm以上的成熟制程的市占率保持相對穩(wěn)定。在需求短暫回落后的4-5年時間里,成熟制程工藝市場依然廣闊。”池憲念對記者說。
總體來看, 未來的成熟制程市場有望呈現(xiàn)出“八仙過海,各顯神通”的百花齊放局面。朱晶表示,考慮到國內(nèi)成熟制程IDM廠商的數(shù)量也會增加,這一領(lǐng)域?qū)碛懈蟮耐婕覕?shù)量,因此成熟制程會是一個充滿競爭的市場。特別是中國大陸有必要對成熟制程投入更多資源,以解決產(chǎn)業(yè)中制造和設(shè)計領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)問題。
