[原创] 中国晶圆代工双雄的现状与未来
2020-02-17
14:00:11
来源: 半导体行业观察
近期，中芯国际、华虹半导体双双发布了2019年第4季度财报，作为本土晶圆代工领域的领头羊，中芯和华宏最近也都在追逐先进工艺，公司在某些业务上也有竞争关系。通过他们的财报，我们又会看到哪些异同？
首先看中芯国际方面，据最新财报数据显示，中芯国际
2019年第四季度实现销售额8.394亿美元，环比增长2.8%、同比增长6.6%
。
中芯国际表示，第四季度销售额增加主要由于晶圆付运量增加所致。
毛利率方面，中芯国际2019年第四季度的毛利率为23.8%，这相比2018年第四季度的17.0%，有了明显的提升。
第四季度晶圆收入占比为91.6%，光罩制造、晶圆测试及其它的收入占比为8.4%，后者占比较上一年同期及上一季度均有所增长。
其中比较亮眼的是，在各技术占晶圆销售额的百分比中，第四季度14nm贡献了1%的营收，主要是第一代 FinFET 14nm 已顺利量产。
此外，中芯国际月产能由2019第三季度的44. 385万片8英寸等值晶圆增加至2019年第四季度的44.85万片英寸等值晶圆。2019年第四季度产能利用率为98.8%，较上一年同期的89.9%与上季度的97.0%均有提升。
再看华虹半导体，据显示，华虹半导体2019年第四季度实现销售收入2.428亿美元，同比下降2.5%，主要由于晶圆销售量下降，环比增长1.6%。
毛利率方面，华虹半导体2019年第四季度毛利率为27.2%，同比下降6.8个百分点，环比下降3.8个百分点。
华虹半导体2019年第四季度晶圆收入占比为96.1%，其他收入占比3.9%，后者与上一年同期相比有所上升。
月产能方面，华虹半导体2019年第四季度末月产能达20.1万片8英寸等值晶圆。总体产能利用率为88.0%。本季度付运晶圆51.5万片，同比减少3.0%，环比减少1.7%。
与中芯国际财报强调14nm营收贡献一样，华虹半导体在财报中强调了新建的无锡12英寸生产线的营收贡献。华虹半导体总裁兼执行董事唐均君指出，华虹无锡第四季度实现了740万美元的出货目标，这对公司未来的发展意义重大，并对于无锡新厂于2019年第四季度正式投产感到非常自豪。其中自于华虹8英寸和华虹无锡的销售收入分别为2.354亿美元、740万美元。
从第四季度数据看向2019全年，虽然2019年全球半导体市场并不景气，甚至下滑幅度到达两位数，但中芯国际和华虹半导体仍有可圈可点之处，中芯国际全年总营收为31.2亿美元，较2018年下降7.3%，但第一代 FinFET 14nm 已顺利量产。 华虹半导体全年总营收为9.32亿美元，较2018年增长0.2%，成功创历史新高。
虽然两家公司都有追逐先进制程的目标，但双方目前的现状有所不同。
中芯国际是目前国内技术最先进、配套最完善、规模最大、跨国经营的IC制造（集成电路制造）企业，是国内先进工艺的代表。提供0.35微米到14nm不同技术节点的晶圆代工与技术服务。总部位于上海，拥有全球化的制造和服务基地。
中芯国际在上海建有一座300mm晶圆厂和一座200mm晶圆厂，以及一座控股的300mm先进制程晶圆厂在建设中;在北京建有一座300mm晶圆厂和一座控股的300mm先进制程晶圆厂;在天津和深圳各建有一座200mm晶圆厂;在江阴有一座控股的300mm凸块加工合资厂。
目前，中芯国际14nm工艺已经量产，改进版的新工艺也在导入中，在先进工艺上又更进一步。除此以外，中芯国际在其他制程上也稳步推进，不断扩大公司业务。
从第四季度财报看，中芯国际收入占比分别为通讯44.4%、消费38.1%、电脑5.5%、汽车/工业3.1%、其他8.9%。其中，消费类相比于上一年同期及上一季度有较为明显的提升，汽车/工业类则比上一年同期的8.0%有所下降。
从技术上划分，中芯国际在0.15/0.18微米工艺上的营收占比是最高的，紧随其后的是55/65nm，显然目前中芯国际仍然以成熟工艺为主。不过根据其公开资料显示，未来计划注重成熟和先进工艺的平衡发展。未来将继续加大研发投入，开发基于FinFET平台上的更先进技术节点。除此之外，中芯国际设定在成熟制程平台推进产品差异化战略，目前拥有包括 CIS（图像传感器），RF（射频），电源管理芯片、MCU。
华虹半导体方面，根据最新一季财报显示，华虹半导体在过去的一个季度获得的2.4亿美金中，有9800万美元是来自嵌入式非易失性存储器，主要由于智能卡芯片的需求减少；分立器件方面，华虹则在本季度收获了8790万美元，同比增长了1.2%，主要由于IGBT及超级结产品的需求增加；在模拟与电源管理方面，华虹本季的营收为3030万美元，同比减少3.4%，主要由于模拟和LED照明产品需求减少；本季度逻辑及射频销售收入2300万美元，同比减少16.6%，主要由于逻辑和射频产品的需求减少。
从以上数据可以看到，逻辑类产品只占了他们营收的很少一部分，现在获得大利润的产品虽然有市场作用的结果。但归根到底，这与华虹走特色工艺的坚持密不可分。
华虹半导体专注于嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理和逻辑及射频等差异化特色工艺平台，其卓越的质量管理体系亦满足汽车电子芯片生产的严苛要求。
华虹半导体在上海金桥和张江建有三座 200mm 晶圆厂(华虹一厂、二厂、及三厂)，月产能约 17.8 万片; 同时在无锡高新技术产业开发区内新建一条月产能4万片的 300mm 集成电路生产线(华虹七厂)，无锡厂的建设，能够进一步强化华虹半导体的影响力，同时也能应对产能紧缺的状态。
总体看来，两者在技术和方向上，有各自的专注和追求，但无论是中芯国际还是华虹半导体，都逃不过追赶先进制程的魔咒。
根据中芯国际最新财报显示 ，中芯国际14nm工艺已经量产，并为中芯国际带来了768万美元的营收，中芯国际联席CEO梁孟松表示，中芯国际还将推出基于14nm改良的12nm工艺，据介绍，该工艺比14nm晶体管尺寸进一步缩微，功耗降低20%、性能提升10%，错误率降低20%，目前已经进入了客户导入阶段。
同时，在本次财报会议上，梁孟松也首次公开了中芯国际的N+1、N+2工艺的情况。梁孟松博士指出，中芯国际的N+1工艺和现有的14nm工艺相比，性能提升了20%，功耗降低了57%，逻辑面积缩小了63%，SoC面积减少了55%。其并未明确这个N+1工艺是10nm工艺还是7nm工艺。
中芯国际14nm工艺能够量产对于国内集成电路产业来说其实意义重大，因为它真正代表着国产14nm先进工艺有能力在商业市场上一战了。先进工艺研发出来是从0到1的进步，这非常重要。
华虹半导体方面，公开资料显示，目前华虹半导体 28nm工艺（28LP/28HK/28HKC+）均实现量产，22nm研发快速推进，14nm研发或重大进展，更先进技术节点的先导工艺研发快速部署。尤其是最新一代的工艺，华虹集团总工程师赵宇航指出其14nm FinFET工艺已经全线贯通，SRAM良率25%，2020年将快速推进，这也是华虹首次对外公布14nm工艺的具体良率情况。
尽管中芯国际已经量产14nm，且华虹也在14nm处于良率爬坡阶段，但是集成电路制造依然是大陆集成电路产业的短板。目前，主流的国产芯片基本都是台积电制造。打消他们的顾虑让其转投入中芯国际或者华虹的产能中，这是首要挑战。
其次，从两者的毛利率来看，和行业龙头台积电相比还有非常大的差距。第四季度中芯国际的毛利率为23.8%，第四季度华虹半导体的毛利率为27.2%。再来看台积电的毛利率，台积电 2019 年第四季度的毛利率为 50.2%。在营收和毛利率双双都不及台积电的情况下，两者此后的追赶过程将异常“吃力”。
晶圆代工市场是一个赢者通吃的世界。台积电是全球大客户的第一供应商，占有全球晶圆代工市场 55%以上的市场，是晶圆代工市场当之无愧的老大，其净利率维持在 30-40%之间，占有全球代工市场净利润 90%以上。
台积电的研发支出一直维持在 7-8%之间，根据统计，2014 年到 2018 年台积电研发投入为 500 亿美元，2019 年投入超过 100 亿美元。而中芯国际全年总营收为31.2亿美元，华虹半导体全年总营收为9.32亿美元，差距非常明显。
多年来，台积电一直对于新技术进行索命式追赶，据最新报道指出，台积电5nm的量产计划将会在2020年上半年正式展开，其中主要是来自苹果和海思的订单。5nm之后，台积电还会推出一个叫做 N5P 的增强版本，辅以 FEOL 和 MOL 优化，以便让芯片在相同功率下提升 7% 的性能、或在同频下降低 15% 的功耗。2021年可能会试产3nm，2022年正式量产。台积电董事长、联席CEO刘德音还表示，先进的2nm工艺也进入了先导规划中。2nm工厂将设置在位于台湾新竹的南方科技园，预计2024年投入生产。
此举也对业内晶圆代工厂造成了极大压力，三星为了加快追赶台积电，2018年就直接上了7nm EUV工艺，并且在7nm EUV遇阻量产前，还退而求其次的推出了8nm工艺。与此同时，三星还在加码研发5nm工艺。为追赶先进制程，联电和中芯国际的净利率从多年来一直在个位数徘徊。格芯更是连续10年亏损。以至现在格芯、联电表示暂时退出先进制造竞赛。
此前有消息传出，中芯国际已经从竞争对手台积电手中夺得华为旗下芯片企业海思半导体公司的14nm FinFET工艺的芯片代工订单，如果消息成真，对于中芯国际来说将会是一个良好的开端。
但在先进制程的投入上，“烧钱”的压力将会一直存在，集成电路制造是资本与技术密集型的产业，需要不断地进行资本投入，尤其是想要在“金字塔”塔尖上的晶圆代工中“超车”，需要承受巨大的开支以及“翻车”的风险。毕竟连三星这种“大财主”也连连败给台积电，中芯国际与华虹半导体想要在先进工艺上追赶甚至超越台积电，还有很长的路要走。
注：全球硅晶圆代工从工艺来看可分为16nm及以下工艺、16-28nm 先进工艺、28-90nm成熟工艺、90nm以上8寸工艺、其他。
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