作者 | 中遠(yuǎn)亞電子
2021年的半導(dǎo)體行業(yè)關(guān)鍵詞之一就是“缺芯”,而芯片之所以緊缺的根本原因在于晶圓產(chǎn)能供應(yīng)不足,產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于市場的需求,從而導(dǎo)致了“芯片荒”的現(xiàn)象。因此,缺芯的本質(zhì)是晶圓的短缺。
由于時代的發(fā)展,F(xiàn)abless(無晶圓制造設(shè)計)成為多數(shù)科技公司的首選,如華為、蘋果。如今,隨著新冠疫情的爆發(fā),加上5G、新能源行業(yè)的快速發(fā)展,晶圓產(chǎn)能供應(yīng)鏈短缺的問題日益嚴(yán)重,需求失衡的重災(zāi)區(qū)首當(dāng)其沖的是汽車電子行業(yè)。為此,眾多半導(dǎo)體廠商開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)陣地,或建晶圓廠,或增加產(chǎn)線擴產(chǎn)等,晶圓代工的地位逐日攀升,這也帶動了全球近兩年晶圓代工的產(chǎn)值高速成長。
據(jù)分析公司TrendForce稱,今年全球前十大代工公司的總收入預(yù)計將超過1000億美元,到2022年,他們的總收入將增長13.3%,達(dá)到1176.9億美元。
那么,在晶圓建廠火熱開展的背景下,2022年的晶圓產(chǎn)能是否跟得上市場需求,實現(xiàn)供需平衡呢?
半導(dǎo)體制造商的晶圓廠擴產(chǎn)一覽
全球芯片短缺對各行各業(yè)都造成了一定的影響,汽車電子行業(yè)尤甚。據(jù)顧問公司AlixPartners日前的市場分析報告顯示,芯片短缺的問題預(yù)計將使全球汽車產(chǎn)業(yè)在2021年減少770萬輛的汽車出貨,損失金額高達(dá)2,100 億美元。
為此,半導(dǎo)體制造商為了挽救“缺芯荒”的現(xiàn)狀,不讓情況繼續(xù)惡劣下去,從2021年開始,建廠擴產(chǎn)大動作頻頻,未曾間斷。
下面,我們先來看下半導(dǎo)體制造商對晶圓建廠擴產(chǎn)的規(guī)劃與安排——
1)臺積電
臺積電作為全球芯片“代工之王”,它的一舉一動皆受全球半導(dǎo)體市場矚目。
據(jù)悉,2021年臺積電資本開支由年初的250億美元至280億美元提升至300億美元,其中約80%將用于3納米、5納米和7納米等先進工藝;約10%分配給先進封裝和光罩;約10%用于特殊工藝。
2020年5月15日,臺積電宣布于美國亞利桑那州興建5納米制程的12英寸晶圓廠;2021年4月宣布將于2024年完工,屆時將具有月產(chǎn)能2萬片的規(guī)模。
2021年4月22日,臺積電宣布28.87億美元投資在南京廠,擴充月產(chǎn)2萬片28nm及以上工藝產(chǎn)能,預(yù)計于2022年下半年開始量產(chǎn),并在2023年完成2萬片的規(guī)模。
2021年7月28日,中國臺灣有關(guān)部門正式批準(zhǔn)了臺積電在新竹寶山鎮(zhèn)新建2nm工廠的規(guī)劃,目前正在建設(shè)中。臺積電2nm工藝預(yù)計2023年試產(chǎn)、2024年量產(chǎn)。
2021年11月9日,臺積電董事會宣布以21億美元在日本設(shè)立子公司,將提供12英寸22-28納米晶圓代工服務(wù),預(yù)計2022年開始建廠,2024年4月正式投產(chǎn),屆時將具有月產(chǎn)能4.5萬片的規(guī)模。
2021年11月9日,臺積電宣布在高雄建設(shè)的新晶圓廠,計劃采用先進的7納米工藝和成熟的28納米工藝,預(yù)計2022年開始建廠,2024年正式投產(chǎn)。
2021年12月11日,據(jù)臺灣《經(jīng)濟日報》消息,針對臺積電赴德國設(shè)廠,臺積電相關(guān)負(fù)責(zé)人指出,“目前仍屬于非常早期階段”。
2021年12月28日,臺積電現(xiàn)已確定將在中國臺灣省的中科園區(qū)進行建廠。據(jù)相關(guān)人士透露,臺積電在中科除了規(guī)劃2nm新廠,后續(xù)的1nm廠也將落腳此處。
2)聯(lián)電
被稱為中國臺灣地區(qū)的“晶圓代工雙雄”之一的聯(lián)電,占據(jù)著全球芯片代工市場的高份額。據(jù)市調(diào)機構(gòu)TrendForce的報告顯示,2021年第一季度聯(lián)電的晶圓代工營收為16.03億美元,排名全球第三。
聯(lián)電2021年資本支出金額23億美元,其中85%用于12英寸產(chǎn)能擴產(chǎn),15%用于8英寸產(chǎn)能擴產(chǎn)。
2020年2月11日,聯(lián)電將透過子公司蘇州和艦,參與12寸晶圓廠廈門聯(lián)芯增資,總金額人民幣35億元,協(xié)助聯(lián)芯擴產(chǎn)。目前,聯(lián)芯12寸廠月產(chǎn)能已達(dá)約1.7萬片,其中,28納米月產(chǎn)能約5,000片,第二階段擴產(chǎn)進行中。
2021年4月22日,聯(lián)電宣布與部分客戶合作,投資新臺幣1000億(約合23億人民幣)擴充Fab 12A P6廠區(qū)的28nm芯片產(chǎn)能,未來還可升級為14nm產(chǎn)能。P6廠區(qū)擴建產(chǎn)能將于2022年開始動工,計劃于2023年第二季度投入生產(chǎn)。
2021年12月中旬,聯(lián)電宣布進行南科Fab 12A 的P5及P6廠區(qū)的擴產(chǎn),預(yù)計投入762.73 億元新臺幣(約合175億人民幣)將以采購設(shè)備為主,以滿足產(chǎn)能擴充需求。
聯(lián)電在蘇州和艦的8英寸晶圓廠,預(yù)計到2022年第3季月產(chǎn)能增加1萬片,增加幅度達(dá)到13%。
3)三星電子
作為全球晶圓代工大廠的三星電子,早在2021年10月,三星電子宣布預(yù)計在2026年前將晶圓代工產(chǎn)能提高到目前三倍。據(jù)日經(jīng)近日報道稱,有半導(dǎo)體設(shè)備商表示,三星已提供2021年設(shè)備采購計劃,資本支出將進一步增加20%至30%。
2021年6月,三星旗下的平澤新擴建采用極紫外光***(EUV)的5nm廠已開出新產(chǎn)能,而且該廠區(qū)并力拼4nm與3nm開始展開風(fēng)險試產(chǎn)的動作。
2021年11月24日,三星電子正式宣布,將在得克薩斯州泰勒市新建一半導(dǎo)體制造工廠,投資規(guī)模高達(dá)170億美元。新廠將于2022年上半年破土動工,目標(biāo)是在2024年下半年投入運營。
4)格芯
在全球晶圓代工市場市占率排名第四的格芯在2021年宣布,將提高車用芯片產(chǎn)量至少一倍,并將斥資60億美元擴產(chǎn)。
2021年6月28日,格芯宣布將投入40億美元設(shè)立新加坡新廠,預(yù)計于2023年啟用,預(yù)計建設(shè)工作將于2023年底完成,年新增45萬片12英寸晶圓產(chǎn)能。
2021年7月19日,格芯在紐約馬耳他投資10億美元擴建,預(yù)計年增15萬片12英寸晶圓產(chǎn)能,以彌補FAB10出售形成的產(chǎn)能空缺。未來還將建設(shè)一座年產(chǎn)能50萬片12英寸晶圓的新工廠。
2021年8月19日,格芯在德累斯頓未來兩年內(nèi)將投資10億美元,以最大限度地提高當(dāng)前晶圓廠的制造能力。
5)英特爾
2021年3月,英特爾自從宣布“IDM 2.0”戰(zhàn)略,重返晶圓代工市場之后,便開始積極擴展全球產(chǎn)能布局。
2021年3月24日,英特爾宣布了多項擴產(chǎn)計劃,一方面擬在美國亞利桑那州投資約200億美元新建兩座工廠(晶圓廠)。目前已正式動工,預(yù)計自2024年開始量產(chǎn)7納米或更先進芯片,并設(shè)立代工服務(wù)部門,為其他半導(dǎo)體廠代工制造芯片。
2021年12月16日,英特爾將投資逾70億美元在馬來西亞新建一個芯片封裝和測試工廠,該工廠預(yù)計將于2024年開始投產(chǎn)。
目前來看英特爾在歐洲的建廠情況——英特爾在歐洲只有愛爾蘭設(shè)有晶圓制造工廠,目前有計劃在德國興建第二個晶圓制造基地。第一階段將先建2座晶圓廠,最終將興建8座晶圓廠,總投資金額800億歐元。
6)中芯國際
中芯國際作為中國大陸的芯片代工巨頭,在晶圓產(chǎn)能尤為短缺的情況下,中芯國際宣布了多項擴產(chǎn)計劃以滿足客戶需求。
2021年1月4日,中芯國際臨港基地宣告正式啟動建設(shè)。規(guī)劃建設(shè)產(chǎn)能為10萬片/月的12英寸晶圓代工生產(chǎn)線項目,主要聚焦于提供28納米及以上技術(shù)節(jié)點的集成電路晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。
2021年3月,中芯國際宣布將在深圳再建一座12英寸晶圓廠,重點生產(chǎn)28納米及以上的集成電路和提供技術(shù)服務(wù),旨在實現(xiàn)最終每月約4萬片12英寸晶圓的產(chǎn)能,預(yù)期將于2022年開始生產(chǎn)。
2021年12月,中芯國際集成電路制造(深圳)有限公司2010萬元競得坪山區(qū)G12205-0007宗地。根據(jù)《深圳市重點產(chǎn)業(yè)項目產(chǎn)業(yè)發(fā)展監(jiān)管協(xié)議》,將用于12英寸晶圓代工生產(chǎn)線配套廠房項目。
除了以上半導(dǎo)體代工大廠進行的晶圓擴產(chǎn)外,中國臺灣的晶圓廠商力積電在2021年3月25日動用2780億新臺幣投資銅鑼12英寸晶圓廠已開工建設(shè),制程技術(shù)涵蓋10納米級到50納米,預(yù)計2023年開始分期投產(chǎn),達(dá)產(chǎn)后月產(chǎn)能將達(dá)到10萬片;此外,還有德州儀器、世界先進等等半導(dǎo)體制造商,都積極投身建廠擴充產(chǎn)能的隊伍中。
2022年晶圓產(chǎn)能的預(yù)估與展望
盡管各大半導(dǎo)體制造商在積極建廠提高產(chǎn)能,但是這些新增的產(chǎn)能將于2022年,或者2023年才開始陸續(xù)投放,加上未來兩年的產(chǎn)能已被各大廠爭先預(yù)購售空,因此,2022年的晶圓產(chǎn)能看來不容樂觀。
1月5日,在摩根大通科技/汽車峰會上,就有多位半導(dǎo)體行業(yè)高管表示,無論是電腦芯片還是汽車芯片,短期內(nèi)短缺問題都無法解決。大多數(shù)企業(yè)高管都預(yù)計,在2022年中期以前都無法看到芯片供應(yīng)短缺改善的跡象,而且很多高管甚至預(yù)計,今年全年都難以改善。
英偉達(dá)首席財務(wù)長克雷斯(Colette Kress)表示,預(yù)計下半年的芯片供應(yīng)將有所改善。由于芯片嚴(yán)重短缺,英偉達(dá)生產(chǎn)的顯卡芯片在市場上的售價已經(jīng)比其零售定價高出數(shù)千美元。
安森美半導(dǎo)體公司首席執(zhí)行長哈桑納·埃爾-庫里(Hassane el - koury)也認(rèn)為,今年全年的剩余時間里,芯片都將供不應(yīng)求。安森美半導(dǎo)體公司主要生產(chǎn)汽車電源管理芯片,這一芯片對于電動車尤其關(guān)鍵。
多數(shù)行業(yè)高管都認(rèn)為,當(dāng)前的芯片需求旺盛完全反映了客戶的實際需求,目前還沒有跡象表明存在那種可能導(dǎo)致庫存過剩、隨后需求崩潰的囤積行為。
此外,中國臺灣大多數(shù)晶圓代工企業(yè)指出,2022年上半年產(chǎn)能都已被客戶預(yù)訂一空,下半年超過九成產(chǎn)能也已賣完,訂單能見度已看到2022年下半年。并且,由于業(yè)界看好疫情趨緩及經(jīng)濟解封后,芯片短缺問題會延續(xù)到2023年之后,所以超過半數(shù)客戶都選擇簽訂2~3年長約,更見2022年的晶圓產(chǎn)能仍處于緊俏的地步。
據(jù)國外市場分析機構(gòu)digitimes報道,消息人士稱,大部分汽車芯片都是在 8 英寸晶圓廠制造的。因此,在缺芯的重災(zāi)區(qū)汽車電子行業(yè)來看,8英寸和12英寸的產(chǎn)能供應(yīng)至關(guān)重要。然而,在TrendForce 看來,8英寸晶圓和12英寸晶圓產(chǎn)能仍將是嚴(yán)重瓶頸,相關(guān)產(chǎn)能增長預(yù)計也相當(dāng)有限,相關(guān)人士認(rèn)為可能到 2025 年才會有所緩解,未來幾年 8 英寸晶圓廠的大部分產(chǎn)能已被完全預(yù)訂,擴大產(chǎn)能也越來越困難。
同時,由于市場需求持續(xù)火爆,2022年晶圓代工已開啟第一輪的漲價浪潮。由芯片代工龍頭臺積電引漲2022年晶圓代工價格10%-20%后,其他晶圓代工廠包括聯(lián)電、力積電、世界先進等企業(yè),后續(xù)也陸續(xù)通知客戶將在2022年第一季再度調(diào)漲晶圓代工價格,漲幅約8%-10%,有些熱門制程漲幅則超過一成。
中遠(yuǎn)亞電子小結(jié)
2022年的晶圓產(chǎn)能是否吃緊?答案不言而喻。
據(jù)集邦科技預(yù)估,2021年至2023年全球12英寸晶圓產(chǎn)能將逐年增加13%至15%,月產(chǎn)能將每年增加20萬至30萬片規(guī)模。因臺廠新增的成熟制程產(chǎn)能于2023年才會有晶圓產(chǎn)出貢獻,預(yù)期芯片缺貨潮要等到2023年才能緩解。
盡管半導(dǎo)體制造商已新增晶圓產(chǎn)能,但是距離投入使用還有一段時間。遠(yuǎn)水解不了近渴,因此2022年的晶圓短缺現(xiàn)象或?qū)⒊掷m(xù)。
但是,臺積電南京廠擴建的28納米產(chǎn)能將在2022年下半年量產(chǎn),并于2023年中達(dá)到月產(chǎn)4萬片,同時隨著聯(lián)電、三星電子、格芯等半導(dǎo)體制造商的產(chǎn)能陸續(xù)釋放,相信2022年下半年至2023年“芯片荒”的現(xiàn)象將會緩解,晶圓產(chǎn)能也將不再吃緊,市場供需達(dá)到平衡狀態(tài)。(cr:中遠(yuǎn)亞電子)
審核編輯:符乾江
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