[原创] 盆满钵满的晶圆代工巨头
2022-01-13
14:00:03
来源: 半导体行业观察
在全球缺芯的情况下，芯片代工企业无疑成为了香馍馍的存在。
如此紧张的供需关系促成了绝对的卖方市场，下游厂商必须拿出合适的筹码才能顺利拿货，全球半导体代工巨头们因此持续火热，赚得盆满钵满。
台积电
近日，台积电发布2021年度财报，2021年总营收为15874.2亿新台币（约合人民币3658.3亿元），相较去年的13400亿新台币增长18.5%，月度营收、季度销售额、年度总营收均创下历史新高。
在全球缺芯的大背景下，作为全球最大的芯片代工厂，台积电可谓是红得发紫，即使在去年8月上调了一波芯片代工价格，但也并不能挡住汹涌的订单。为了保证货源，不少厂家都争抢着台积电的产能，苹果、高通、英伟达、AMD、英特尔等数十家客户，纷纷预先支付资金给台积电。预计2022年，台积电将取得1500亿新台币的预付款，约合人民币346.35亿元。
为了应对市场需求，台积电正在四处建厂扩大产能，由于其芯片制造技术的先进性，以及全球产能不足和本土供应链问题，很多国家都主动邀请台积电建厂。
此外，台积电去年在美国亚利桑那州开始了5nm晶圆代工厂建设，计划投资120亿美元，预计2024年投产；目前也正在与索尼一起在日本熊本建立 22nm和28nm代工厂，主要生产用于图像传感器、车用芯片和其他产品的2X nm制程芯片，预估该厂将在2022年开始兴建，2024年开始进入量产；同时考虑在德国建立另一家代工厂。
除了新建晶圆厂扩产，台积电也针对既有的产能进行扩产的动作。其中，在中国南京厂的部分，目前已逐步扩产达到16 纳米制程月产能2.5 万片的规模。另外，去年4月，台积电宣布为满足结构性需求的增加，并应对从车用芯片短缺开始扩及整个全球芯片供应的挑战，将投入28.87亿美元资本支出在南京厂扩充28nm成熟制程，预计于2022年下半年开始量产，2023年年中实现满产，达到4万片／月。
与此同时，有消息表示，“台积电还正在调整其在中国台湾的工艺和生产能力，在新竹、台中、台南和高雄均有建厂规划。”其中，台积电将斥资近1万亿新台币在中科园区附近的高尔夫球场兴建2nm晶圆厂，并为后续1nm工厂预留用地。这也是继竹科宝山之后，台积电规划的第二个2nm晶圆厂。
为此，在资本支出规划方面，台积电2021年已抛出三年千亿美元大投资的规划。此外，有报道称台积电计划在2022年增加资本支出，同时继续建设新产能，并表示其1000亿美元的三年预算可能会增加到1120亿美元。
在年终营收数据发布之前，台积电公布了不同客户带来的营收比例情况。苹果、联发科、AMD、高通、博通、英伟达等行业巨头都是其客户，其中，仅苹果一家就为台积电贡献了将近26%的收入。当然这都是由于苹果旗下的Mac/iPad电脑和iPhone手机的畅销，使得苹果的芯片需求旺盛。
与台积电产能扩张同步进行的，是其在先进制程上的研发进度。目前，台积电也在加速2 nm产线的建设，其基于GAA的2nm工艺正在顺利成型，其首次量产可能比预期的要早。台积电对产能扩张充满信心，客户也有信心，从2022年到2025年，其销售额预计年均增长至少15%。
台积电的前景也被业内大型机构看好。高盛年初在一份报告中写到，由于芯片价格上涨，高性能计算机（HPC）、5G、物联网处于行业升级周期以及其他利好因素影响，台积电今年的增长速度将高于2021年，预计台积电2022年的美元营收同比将增长26.1%，再创新高。
三星电子
三星电子前不久发布了业绩预告，预计2021年Q4实现营收76万亿韩元（约合4043.2亿元人民币），同比增长23.48%，环比增长2.73%，有望创下单季度营收历史新高。三星将其归功于存储芯片需求强劲以及晶圆代工业获利提升。
面对台积电的全球布局，积极扩产动作，三星也不甘示弱，准备大笔投资企图拉近与台积电的差距。
去年10月，三星电子宣布预计在2026年前将晶圆代工产能提高到目前三倍。其中，三星扩产的重头戏，就是在美国建立第二座晶圆厂一事。去年11月，三星宣布新厂将建于德州泰勒市，斥资170亿美元兴建以5nm先进制程为主的12英寸晶圆厂。预计将于2022年动工，2024年完工投产，目标锁定苹果、高通、英伟达、AMD等美系芯片设计业者，与台积电在亚历桑纳州的5nm 12英寸晶圆厂互别苗头。
除了在海外新建晶圆厂之外，三星晶圆代工业务在韩国境内的发展也没有停滞。为应对高效能运算与5G芯片客户的需求，三星旗下的平泽新扩建采用极紫外光光刻机(EUV) 的5nm厂，在2021年6月已经开出新产能，而且该厂区并力拼4nm与3nm开始展开风险试产的动作。至于已经率先生产5nm制程的华城厂，先前有韩国媒体曾经报导其5nm制程良率低于50%，因此，市场预估目前三星正在努力提升良率之中，借以进一步提高产能。
尽管在高端领域，唯有三星与台积电勉强交锋，但事实上，日常生活里大多数的芯片生产需求最多也就到28nm制程节点。在不同技术层面和各自针对的应用市场来讲，厂商们都在进行新的技术和市场探索。
联电
虽然联电先前已经暂缓先进制程的研发，专注于成熟制程的领域。但随着疫情期间全球芯片荒的情况，不但让联电的营收大幅提升，也使得联电晶圆产能供应吃紧。
联电在上周公布业绩显示，公司2021年全年营收达2130.11亿元新台币，年增20.47%。12月营收达202.8亿元新台币，月增3.14%，年增32.65%，再创全年营收历史新高。
据了解，联电的产能持续满载。去年11月市场传出联电将启动新一波长约涨价，涨幅约8%-12%不等，2022年元月起生效。去年12月末，市场再度传出联电将于明年3月起调升全品项晶圆代工报价，涨幅约5%-10%。对于今年业绩预期，联电表示，2022年总体产能将同比增长约6%，业绩成长幅度将优于晶圆代工产值年增12%的平均值。
面对全球缺芯和持续满载的情况，向来对扩产态度保守的联电，也不得不加入扩产的行列。联电12月中旬宣布，进行南科Fab 12A 的P5 及P6 厂区的扩产，预计投入762.73 亿元新台币（约合175亿人民币）将以采购设备为主，以满足产能扩充需求。
联电2021年资本支出达23亿美元，2022年预期将上看30亿美元，投资重心为扩建南科Fab 12A厂P5及P6厂区的28及22nm产能。其中在Fab 12A厂P6厂区方面，先前联电宣布，已与多家客户合作以先收取产能订金的方式进行扩产。而P6厂区产能扩建将于2022年开始动工，2023年第2季量产，规划产能为每月2.75万片，总投资金额约新台币1000亿元。联电也估计，未来3年在南科总投资金额将达到约新台币1500亿元。
联电表示，目前28/14nm制程设备交期拉长，而越精密、供应厂商越少的设备交期越长，最长可达30个月，因此，公司此番175亿人民币开支意在“先下手为强”，提前抢购2-3年后的生产所需设备。
为应对全球芯片荒，除了在中国台湾岛内扩厂，联电在大陆也同步启动扩产计划。在苏州和舰8英寸晶圆厂部分，预计到2022年第3季月产能增加1万片，增加幅度达到13%；厦门联芯的12英寸晶圆厂方面，产能则已达第一阶段满载2.75万片规模，联芯目前将以提升一厂营运效率为主，进一步提升28nm产能比例，并进行28nm及22nm特色工艺研发，以满足国内市场需求，实现差异化发展。
格芯
截止完稿前，格芯（GlobalFoundries）还未公布业绩，不过据其此前预测，去年Q4实现营收18亿-18.3亿美元，环比增幅5.9%-7.6%，同比增幅69.5%-72.3%，单季度营收也有望刷新历史记录。
晶圆代工市场市占率排名第四的格芯，日前也宣布因应当前晶圆产能供不应求的情况，联电曾表示，尽管最近增加了产能，但其芯片制造设施的利用率“超过100%”， 到2023年底的产能目前已全部售罄。
同时，公司首席财务官Dave Reeder表示，格芯现在拥有超过200亿美元的无法取消的“长期协议”，几乎相当于其过去12个月收入基数的四倍。该业务的很大一部分是“单一来源”交易，即抵消了芯片买家因为在别处找到供应而取消订单的风险。
对此，2021年中旬，格芯预计将投入超过60 亿美元的金额为全球客户增加产能，有40 亿美元将投放新加坡厂，扩产12英寸晶圆厂制程，每年预计将增加45万片的产能，预计新工厂将于2023年初开始生产。大多数新增产量将在2023年底前上线。
另外20亿元将分别投入于美国和德国厂。其中，在美国预计基于现有晶圆厂扩产，以年增15万片晶圆为主，后续有计划在此地新增一座晶圆厂。
此前，格芯已经宣布2021年将投资14亿美元扩充产能，此次60亿美元计划是对此前计划的补充。
晶圆代工报价能否持续上涨？
近一年来，受疫情及诸多应用领域需求爆发的影响，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，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。集邦咨询报告显示，2021年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。晶圆代工业2022年的市场情况也被业界所看好，预期今年晶圆代工产值将达1176.9亿美元，年增13.3%。
纵观行业动态，去年以来，各大晶圆代工巨头频频刷新业绩新高，毛利率也不断提升，背后原因基本离不开半导体市场供不应求，以及该趋势下汹涌的涨价潮。
去年晶圆厂涨价极有底气，有台积电“涨价函即刻生效”，也有三星等提前4-5个月便预告涨价，也有联电等签下长约绑定客户。从各家近期动态及消息来看，晶圆厂产能仍是满载，订单依旧爆满，能见可达2023年。由于稳坐“卖方市场宝座”，台积电、联电等多家厂商均已早早提出2022年Q1涨价计划。
但在“缺货涨价潮”持续了一年多以后，如今晶圆代工报价能否继续再涨也要画上一个问号。
集邦咨询发布的报告指出，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年及2023年开出，且新增产能集中在40nm及28nm制程，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。
从当前终端产品需求来看，驱动IC、非车用MCU等细分领域缺芯已缓解，但也有芯片产品持续短缺，价格继续上涨，例如，安森美半导体、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌等产品交期仍在拉长。
据Susquehanna更新的芯片交付周期报告，去年12月，企业采购半导体的交货周期拉长至约25.8周，比11月增加6天，创下2017年开始追踪数据以来最长纪录。德勤预测，2022年期间许多类型的芯片仍将面临短缺，但不会像2020年秋或2021年那么严重，也不会波及所有芯片。
台湾电子时报表示，晶圆代工产业已连续五个季度维持凶猛涨势，今年Q1也将维持上涨。但在需求下滑杂音不断，多家芯片客户难以再向下游传导成本压力的情况下，Q2晶圆代工报价将暂停上涨，或涨幅明显收敛。
晶圆代工格局难生变
除了上述行业四大巨头之外，英特尔、中芯国际、力积电等代工厂的表现依旧值得关注。
英特尔在2021年宣布其IDM 2.0 计划之后，正式重返晶圆代工市场。根据英特尔的计划，预计将斥资200亿美元在美国亚利桑那州新建2座晶圆厂。而目前已正式动工，预计自2024年开始量产7nm或更先进芯片，并将向外部客户开放晶圆代工业务，这意味着英特尔将在晶圆代工领域直接与台积电、三星展开竞争。
而英特尔的目标，也的确是赶超台积电。按照英特尔之前公布的芯片制程工艺升级路线图，它的计划是在2025年追赶上台积电的芯片制造技术。为了实现这一目标，英特尔制定了详细的计划，并且推出了庞大的IDM 2.0战略，大力推动自建工厂。
除此之外，英特尔还计划在欧洲投资新的晶圆产能，未来10年投资950亿美元（约合人民币6000亿元）建立芯片工厂。第一阶段将先建2座晶圆厂，之后持续增建，最后一共将建8座，总投资金额800亿欧元，年底决定设厂地点，2022年开始动工。另外，业界传出英特尔将在2023-2024年增加爱尔兰、以色列与美国的产能，整体规划在5年内扩增晶圆代工厂产能30%。
随着英特尔不断扩产，英特尔与台积电之间的竞合将变得更加激烈。客观来说，台积电虽然也在全球扩产，但其在美国和日本新厂的布局才刚刚起步，而欧洲市场更是没有定案，相比之下，英特尔展现出了更快速的全球布局速度。
另一边，作为中国大陆最大半导体制造业厂商，中芯国际2021年第三季的销售收入为14.15亿美元，环比增长5.3%，同比增长30.7%，销售收入和毛利率双创新高。
中芯国际表示，在2021年生产营运面临巨大挑战的情况下，公司聚焦在保障生产连续性和持续产能扩充两大重点，重新整理供应链，改良采购流程、加速供应商验证、提升生产规划和工程管理，预估全年营收年增率在39%左右。
据官网了解，中芯国际拥有全球化的制造和服务基地，在上海建有一座200mm晶圆厂，以及一座拥有实际控制权的300mm先进制程合资晶圆厂；在北京建有一座300mm晶圆厂和一座控股的300mm合资晶圆厂；在天津建有一座200mm晶圆厂；在深圳建有一座控股的200mm晶圆厂，能够向全球客户提供0.35微米到14nm 8英寸和12英寸芯片代工与技术服务。
面对当前全球缺芯以及产能紧缺的情况，有不少媒体对中芯国际的扩产计划和情况进行了报道，由于没有看到其官方公开信息和公告，笔者在比先不做揣测。大家如感兴趣，可自行查询了解。
重新回归资本市场的力积电，从力晶转型为晶圆代工企业后，积极整合力晶12英寸晶圆厂与巨晶8英寸晶圆厂。董事长黄崇仁指出，汽车电子将取代一般PC、智能手机，成为半导体芯片重大需求下，力积电与客户签好长约，2022年产能全满。力积电还计划投资兴建铜锣新厂，总投资达新台币2780亿元，总产能预计达每月10万片，自2023 年起分期投产。
从晶圆代工厂商的业绩看，在芯片持续短缺的情况下，过去一年多来晶圆代工厂赚的盆满钵满，可谓是缺芯时代的最大赢家。尝到甜头或看准时机的厂商，纷纷持续建厂、扩产，以满足市场需求，进而来巩固或改变行业地位。
根据TrendForce提供的2021年Q3全球晶圆代工厂商排名来看，台积电、三星、联电位列前三，格芯和中芯国际紧随其后。
众所周知，晶圆代工是一项需要巨额投资的半导体游戏，并不是所有企业都能承受，这使得行业集中度越来越高。据DigiTimes报道，在1998年亚洲金融风暴以前，排名前五的晶圆代工厂约占行业投资总额的27%，但是到了2008年全球金融危机以后，比例上升到58%，目前已达到72%。
调研机构IC Insights的研究报告指出，未来几年先进制程市场将掀起一场激烈的竞争，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。
从当前市场现状来看，主要集中在三星和台积电之间的争夺为主，联电、格芯放弃了先进制程的发展，奋起而追的英特尔还差的较远，受限于国际贸易关系的限制，中芯国际的发展也正面临举步维艰的艰难局面。
2021年底，台积电3nm工艺试产，立即成为英特尔、联发科、AMD、英伟达、苹果等夺争的对象。三星也在积极争夺3nm的先发优势，计划将于2022年上半年开始生产首批3nm芯片。按照规划，三星的3nm GAA工艺将采用MBCFET晶体管结构，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。
此外，三星与台积电在2nm工艺上的竞争也相当激烈。在去年召开的晶圆代工论坛上，三星电子总裁兼代工业务负责人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。
可见，3nm/2nm作为先进工艺下一代技术节点，成为三星、台积电的重点竞争环节。尤其是随着台积电与三星陆续在美建厂，双方在晶圆代工领域的竞争将更加激烈。
三星和台积电各具优势。三星是一家IDM企业，具有存储芯片和逻辑芯片的代工能力，其存储芯片领域在全球具有技术和市场占比领先的优势。且在芯片架构创新上，三星率先转向GAA，可能略胜一筹，但是在芯片产能和良率等方面的实力上，二者差距依旧巨大。台积电拥有全世界最先进的逻辑芯片制程工艺，并且在先进工艺制程产品良率、质量方面保持全球领先。从全球晶圆代工行业2021年第三季度营收占比来看，台积电占53.1%稳居第一，三星以17.1%的市场份额排在第二。
以两者的产能对比为例，三星晶圆代工的先进制程产能只有台积电的四分之一，其中三星有五成产能需要自用，仅有四成产能对外开放，这也就意味着三星的总产能要远少于台积电。虽然三星美国建厂或许能够弥补这一劣势，但考虑到台积电同样有“赴美建厂”的计划，所以想要光靠这一座工厂就想翻盘，显然是不现实的。
考虑到三星晶圆代工业务今年不到150亿美元的收入，无论在制程研发还是产能规模，都无法取代台积电。晶圆代工作为一个资本密集型产业，三星或许可以在一两个制程节点上暂时处于领先，甚至把握机会捉住三两个重要客户，但总体而言，至少目前还无法对台积电构成威胁。
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