[原创] 成熟制程闹翻天
2022-01-14
14:00:11
来源: 半导体行业观察
在过去的一年里，成熟制程芯片（以8英寸晶圆为主）一路飘红，产能供不应求的状况有增无减。2021年，8英寸晶圆代工厂产能价格调升20~40%。2022刚开年，8英寸晶圆厂仍旧应接不暇。
SEMI预估，全球晶圆厂数量将由2019年的957座增长到2022年的1011座，其中，小于8英寸的晶圆厂预估增加6座，8英寸晶圆厂增加18座、12英寸晶圆厂增加30座，而8英寸以下成熟制程的新增产能将远低于先进制程。
在过去几年里，8英寸新增设备较少，晶圆代工厂只能通过并购同业旧厂取得新产能，或改善已有设备以提升生产效率。因此，8英寸晶圆产能供给明显不足，在现有产能有限，未来新增不多的情况下，相对先进制程，成熟制程产能更加稀缺。
供应链失序导致2021年长短料问题严重，包括面板、存储器、无源器件等长料的交期已逐渐改善，但由于成熟制程产能新增有限，预期PMIC、MCU、网通IC等缺货恐延续到2022年底。
Digitimes Research预测，在5G手机渗透率提升，快充及多镜头等3大因素推动下，2022年全球智能手机用PMIC出货将达122.2亿颗，年增29.9%，但是供给面产能吃紧，预计2022上半年智能手机用PMIC供不应求。
2021年，车用芯片严重短缺，而这正是成熟制程的主阵地，虽然各大车厂动用各种力量抢芯片，使得第三季度车用芯片短缺状况有所缓解，但整体上仍无法满足市场需求。
特别是在防疫、安防、工控、IoT等应用带动下，对MCU的需求大幅增加，加上2021年产品涨价，MCU厂商获利明显增长。
全球各地区不断加码成熟制程产能
在巨大的市场需求下，全球各个地区都在大幅提升成熟制程产能，争取在接下来的两年里大赚一笔。
2021年，最紧缺的芯片集中在以28nm制程为主的成熟制程芯片，这使得台积电罕见地在大陆南京厂扩增28nm制程生产线，还在日本熊本县投资22/28nm制程晶圆厂，显示出市场对成熟制程芯片的需求紧缺到台积电也必须回头扩产10年前技术的生产线。
2021年12月，市场传出联电将启动新一波长约涨价，涨幅在8%至12%之间，2022年元月起生效。据中国台湾《经济日报》报道，联电将于今年3月起调升全品类晶圆代工报价，涨幅约5%至10%。多家IC设计公司也证实，收到了联电的涨价通知。
据供应链分析，联电再度涨价的原因有二：一是光阻液等化学材料与周边耗材价格持续升高，加上晶圆代工成熟制程需求持续火热；二是新扩充的产能来不及满足客户需求。
digitimes指出，联电在今年1月和3月涨价后，估算主流28nm制程将达到3200美元，应会首度超过台积电28nm的平均报价3000~3100美元。
据悉，联电今年的资本支出达到23亿美元，创下放弃先进制程研发以来最高纪录，联电也携手大客户签下长约，扩充在台南科学园区的12英寸厂Fab12A的P5及P6厂区产能，以给予优先提供产能的合作关系，不仅协助客户确保产能供应，联电先前表示，目前长约与单一客户需求，已经达到订单三分之二，有信心维持高产能利用率。
联电P5扩产的1万片产能预计今年第二季度到位，P6的2.75万片产能预计2023年第二季度陆续投产。
力积电方面，该公司董事长黄崇仁强调，台积电、联电与力积电三大半导体代工厂产能全线满载，且多绑定长约，在合约签好，订单也明确的情况下，成熟制程需求量之大可见一斑。他表示，在汽车电子、智慧城市等多元化应用需求不断增长的趋势下，全球成熟制程产能仍不够，新建产能在5、6年后才能满足需求，中间会产生真空期。
格芯是代表企业，该公司执行长Tom Caulfield指出，格芯从2020年8月以来就产能满载，产能利用率更超过100%，2023年底前的产能已经全部出售，未来5~10 年，该公司会追求供应而不是需求。格芯还指出，将提高车用芯片至少1倍产能，并斥资60亿美元扩产，该公司还于近期与AMD签订长约，从2022至2025年，向格芯采购21亿美元价值的产能。
SK海力士旗下的晶圆代工厂Key Foundry今年产能已被全数预定，DB HiTek每半年接单一次，上半年订单全满，下半年开放接单时，预料一宣布就会立刻爆满。三星电子订单的火爆程度则有过之而无不及。
目前的情况是，去年订单还没出完，新单又接踵而至，生产瓶颈更为恶化。Key Foundry和DB HiTek都在尽力添置新设备、提高产线效率、改善人力管理，仍无法满足市场需求。
此外，SK海力士旗下企业SK Hynix System IC准备在2022年2月关闭韩国清州(Cheongju)M8厂，2022年5月该厂所有设备将迁往中国无锡，只有研发部门留在韩国。
SK Hynix System IC的无锡厂于2020年第一季度完工，新厂已经部份运营。SK Hynix System IC预计2022上半年完成迁厂事宜，届时会全力抢攻中国8英寸晶圆代工市场。无锡厂每月能生产10万片8英寸晶圆。
成熟制程的代表企业自然是中芯国际，其订单源源不断，但受美国禁令影响，半导体设备出口审批周期延长，设备交期本身也延长，使得中芯国际扩产的进度难以满足客户的产能需求。据悉，2021年中芯国际8英寸晶圆产能扩产4.5万片，较原先预期少35%。成熟制程扩产还需要3~6个月时间，2022、2023年扩产规模会持续提升。
中芯国际在北京兴建了28nm制程晶圆厂，还在上海、深圳建设新产线。
中芯国际资深副总裁、中芯北方总经理张昕指出，由中芯、国家大基金二期、亦庄国投合资成立中芯京城北京三期，今年5月就会有设备进厂。若3大地区的投资案都能顺利扩产，将有机会挑战联电行业老三的地位。
除了以上这些晶圆代工主产区，成熟制程产能的全球性短缺也给新市场提供了发展机遇和动力，例如印度。
近期，印度铁道、通信、电子和信息技术部部长Ashwini Vaishnaw披露了该国政府旨在从零开始建立本土半导体产业的计划进展。
Vaishnaw表示，印度政府正在努力构建完整的芯片制造生态体系，在政府补贴的刺激下，几乎所有国际半导体大公司都在与印度合作伙伴展开会谈，有不少公司甚至想直接来印度设厂。
根据印度政府的规划，一开始就准备同步介入芯片制造的数个阶段，包括晶圆厂和封装等。补贴计划要求候选厂商最初从28nm至45nm的成熟制程工艺着手，并提交逐步提升工艺制程的路线图。
对于政策落地的速度，Vaishnaw表示，印度政府希望能够在未来两到三年内，有10-12家半导体厂商投产。
带动产业链发展
成熟制程芯片产能的稀缺，晶圆厂的扩建，带动了产业链上游快速发展，特别是半导体设备和硅片。
本周二，SEMI在发布的季度世界晶圆厂预测报告中表示，2022年晶圆厂设备支出将在2021 年和2020年分别增长39%和17%之后再次增长。特别是与生产MCU相关的设备支出预计将在2022年增长47%，与电源管理芯片相关的设备也将出现33%的增长。
另外，成熟制程芯片的重要地区欧洲/中东是2022年第二大半导体设备消费地区，预计今年将实现145%的增长。这也从一个侧面体现出今年成熟制程芯片市场的火爆程度。
硅片方面，供应持续紧张，日本大厂SUMCO表示，没见过缺这么久的，该公司产能已满到2026年。
SUMCO会长兼CEO桥本真幸表示，逻辑用、存储器用12英寸硅片供需将紧张、无法因应库户端增加供应量的要求；在8英寸以下硅片部分，预计供不应求情况将持续。
结语
综上，成熟制程芯片产能的紧张状况再短期内恐怕难以缓解，至少三、四年内会一直处于供不应求的状态。
不过，也有机构持不同观点，例如瑞银（UBS）发报告预估，晶圆代工厂产能的短缺可能从2023年开始缓解，如果需求减速更快，则可能会从2022下半年开始。瑞银预计，成熟制程代工毛利率将在今年达到峰值39.1％，并在2023年回落至35.2％。
瑞银预计，2023-2025年12英寸晶圆28nm、40nm代工将出现8％到10％的供应过剩；50nm、65nm和90nm产能在2022-2025年将增长35％；随着PMIC、驱动IC过渡至12英寸晶圆，8英寸晶圆代工、供需将更为平衡。
报告指出，多数生产模拟芯片、MCU的IDM增加了资本支出，可能限制未来几年代工外包的机会，成熟制程代工价格上涨后，预计将稳定进入2023年，毛利率正常化。
另外，由于有利的定价趋势可能翻转，瑞银预估各厂将把代工成本转嫁给客户，将对MCU、显示驱动IC等产生负面影响。部分细分市场，例如车用芯片，可能会从芯片供应正常化中获得销量收益，但在中国等特定市场可能会出现价格战。
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