近些天，以臺積電為代表的7nm和5nm制程晶圓代工芯片產(chǎn)能同時成為了業(yè)界關(guān)注的焦點（這些先進制程大都采用12吋晶圓），原因在于：不僅剛剛實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的5nm產(chǎn)能供不應(yīng)求，且已經(jīng)處于成熟階段且平穩(wěn)輸出產(chǎn)能的7nm業(yè)務(wù)也愈發(fā)緊張，臺積電的多家老客戶紛紛加碼7nm訂單量，使得這家晶圓代工龍頭顯得有些應(yīng)接不暇。
無獨有偶，近兩年都處于緊俏狀態(tài)的8吋晶圓代工產(chǎn)能，昨天又爆出消息，相關(guān)芯片交期已從過去的2至3個月，延長到4個月，且價格可能在第四季度再上漲10%。而就在不久前的8月，以中國臺灣地區(qū)為代表的晶圓代工廠部分產(chǎn)線已經(jīng)提高過一次報價，有產(chǎn)業(yè)鏈人士透露，臺積電、聯(lián)電等將8吋晶圓代工報價上調(diào)了10%到20%。
供需矛盾與產(chǎn)能擴充
在半導(dǎo)體和IC市場，每年的第三、四季度屬于產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和需求旺季，特別是第四季度，大量的出貨和增庫存都出現(xiàn)在這一時段內(nèi)，而眼下正處于第三、四季度的過渡期內(nèi)，晶圓代工行情也正當(dāng)其時，非常應(yīng)景，12吋和8吋晶圓代工產(chǎn)能同時處于供不應(yīng)求的高點。
12吋晶圓先進制程產(chǎn)能方面，臺積電一家獨大，而近一年，對其產(chǎn)能需求增長最快的非AMD莫屬了，特別是7nm訂單，由于AMD的ZEN 2 和即將推出的ZEN 3架構(gòu)CPU都是基于7nm制程的，而該公司在CPU市場的增長勢頭非常猛。另外，AMD的GPU也由臺積電代工生產(chǎn)，且依然是以7nm制程為主。這些使得臺積電相關(guān)產(chǎn)能越發(fā)吃緊。
由于AMD的CPU和GPU在索尼和微軟新一代游戲機中占有非常重要的位置，而疫情使得市場對這些新游戲機的需求量大漲，這為AMD提供了絕佳的商機。
據(jù)悉，無論是索尼的PlayStation 5，還是微軟的XBOX Series X，都采用了AMD定制的8核Zen 2架構(gòu)CPU，GPU則采用了AMD的RDNA 2架構(gòu)產(chǎn)品。
來自供應(yīng)鏈的消息顯示，由于聯(lián)發(fā)科無法繼續(xù)給華為供貨手機芯片，前者原本12月要在臺積電投片的7nm制程芯片已暫停，這樣就釋放了約1.3萬片的12吋晶圓代工產(chǎn)能，而這部分缺口很可能由AMD填補上。市場預(yù)期，索尼和微軟的新一代游戲機會缺貨到2021年中旬，這樣，AMD為這兩大客戶定制的CPU和GPU“錢”景樂觀。據(jù)悉，今年下半年游戲機相關(guān)處理器在臺積電7nm制程產(chǎn)線的投片量高達10.2萬片，這從一個側(cè)面反應(yīng)出12吋晶圓代工產(chǎn)能的緊俏程度。
有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從8吋晶圓代工收入占公司總收入的比例來看，目前，中國大陸及臺灣地區(qū)主要晶圓代工廠中，華虹及世界先進8吋晶圓代工營收占比高達99%和100%，中芯國際占比75%，聯(lián)電占比46%、臺積電占比30%。
下面具體來看8吋晶圓代工產(chǎn)能，進入第三季度以來，由于市場對電源管理芯片、功率器件、顯示面板驅(qū)動IC，以及CMOS圖像傳感器（CIS）等需求愈加強勁，再加上新增產(chǎn)能有限，使得全球市場的8吋晶圓代工產(chǎn)能更加吃緊，在這種情況下，8吋晶圓代工龍頭企業(yè)聯(lián)電和世界先進的相關(guān)產(chǎn)能都已滿載。
這種情勢使代工廠進一步增強了定價話語權(quán)，以8吋晶圓代工產(chǎn)能主要來源地中國臺灣為例，相關(guān)廠商都表示，目前產(chǎn)能確實很滿，在與客戶洽談新的代工訂單與價格時，情勢對于晶圓代工廠較為有利。而相關(guān)IC設(shè)計廠商則表示，現(xiàn)在想新增投片量非常難。一般來說，長期合作且投片量大的客戶，會被代工廠列為優(yōu)先照顧對象。而投片量小、價格相對低，或合作關(guān)系較普通的IC設(shè)計廠，面臨產(chǎn)能不足時，加價換產(chǎn)能是一種方式，但就算加價，也不一定會拿到足夠的產(chǎn)能。
在具體制程方面，55nm的產(chǎn)能最為強手，因為相關(guān)芯片幾乎都是市場迫切需求的，如高端的CMOS圖像傳感器，NOR Flash，以及AMOLED驅(qū)動芯片等。這些芯片的應(yīng)用范圍越來越廣泛，包括家電、車用、安全監(jiān)控等。
此外，8吋晶圓代工產(chǎn)能的很大一部分用量都給了功率器件，其在2018年就呈現(xiàn)出了快速增長的態(tài)勢，當(dāng)時就是使8吋晶圓代工產(chǎn)能不足的主要力量。如今，這種供需矛盾更加突出。以MOSFET為例，相關(guān)芯片需求方即使主動加價，也難以獲得產(chǎn)能，即便加價后順利投片，也難以在下游客戶那里拿回增加的成本，這種現(xiàn)象越來越普遍。
為了尋求產(chǎn)能支持，有些MOSFET廠商在考慮從8吋晶圓升級到12吋晶圓生產(chǎn)，不過，這種想法的可操作性不強，主要原因在于，用12吋晶圓生產(chǎn)MOSFET在技術(shù)層面沒有問題，但就目前的產(chǎn)業(yè)情況來看，成本難以接受，要想實現(xiàn)這種規(guī)劃，恐怕還需要一些年頭。
廠商方面，臺積電以12吋晶圓代工為主，而8吋的典型代表企業(yè)則是聯(lián)電，而且，今年是該公司長期以來少有的豐收年，不僅8吋，聯(lián)電的12吋晶圓代工業(yè)務(wù)表現(xiàn)也非常搶眼。例如，近期，該公司12吋廠訂單大增，其中，聯(lián)發(fā)科因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求強，緊急增加了聯(lián)電22nm制程下單量，加上瑞昱主動式降噪無線藍牙耳機、擴充底座控制IC訂單涌入，都是主要訂單來源。另外，三星8月發(fā)布新機，其ISP影像處理器從9月開始追加聯(lián)電12吋晶圓投片量，估計總量將達1萬片，而且，三星28nm制程的OLED驅(qū)動芯片需求增加，訂單也交給了聯(lián)電12吋產(chǎn)線。同時，聯(lián)電80nm、90nm制程受惠TDDI芯片訂單量增加，在三星、聯(lián)發(fā)科、瑞昱等大客戶訂單帶動下，使得聯(lián)電12吋產(chǎn)能利用率同步滿載。
8吋晶圓代工代表企業(yè)世界先進產(chǎn)能吃緊狀況將延續(xù)到2021年，且近期也在醞釀漲價。由于世界先進早就看準8吋需求只增不減，2019年初宣布買下GlobalFoundries位于新加坡Tampines的8吋晶圓廠，成功抓住了這一波8吋晶圓代工需求窗口期。
臺積電方面，其每年在先進制程產(chǎn)能（12吋晶圓）擴充上的投資都不低于100億美元，現(xiàn)已確定的是南科F18廠1~3期為5nm生產(chǎn)基地，1、2期已量產(chǎn)，3期正在裝機，預(yù)估至2022年，其5nm產(chǎn)能較2020年將增加3倍。而Fab18廠4~6期為3nm基地，目前正在建設(shè)中。同時，南科還會建設(shè)特殊制程與先進封裝廠。
在中國大陸晶圓代工廠商中，中芯國際目前的產(chǎn)能利用率也在高位，今年第二季度達到了98.6%，而去年同期為91.1%，月產(chǎn)能從上一季度的47.6萬片增加至48萬片，在今年年底前，中芯國際8吋產(chǎn)能每月會增加3萬片，12吋每月會增加2萬片。
華虹半導(dǎo)體在今年第二季度的整體產(chǎn)能利用率達到93.4%，環(huán)比提升11%。該公司8吋晶圓代工廠月產(chǎn)能為17.8萬片，產(chǎn)能利用率高達100%，主要芯片產(chǎn)品是功率器件，如IGBT，另外還有MCU和CIS等。
談到晶圓代工，就不能不談一股新生勢力，那就是SK海力士，該公司一直在籌劃進入晶圓代工領(lǐng)域，SK海力士于今年3月斥資4.35億美元買下了MagnaChip的晶圓代工部門，取得了后者8吋晶圓代工的產(chǎn)線及技術(shù)，該部門最快將于今年年底完成分拆，預(yù)計該業(yè)務(wù)將會向市場釋放出一部分8吋晶圓代工產(chǎn)能。
以上主要談了晶圓代工產(chǎn)商，而在非晶圓代工的IDM領(lǐng)域，無論是8吋廠，還是12吋廠，整體上也都呈現(xiàn)出產(chǎn)能擴充的態(tài)勢。據(jù)IC Insights統(tǒng)計和預(yù)測，2020年全球?qū)⒂?0座新的12吋晶圓廠進入量產(chǎn)階段，全球晶圓產(chǎn)能將新增1790萬片8吋約當(dāng)晶圓，2021年新增產(chǎn)能將創(chuàng)歷史新高，達到2080萬片8吋約當(dāng)晶圓。新增產(chǎn)能主要來自于韓國大廠三星及SK海力士，還有中國的長江儲存、武漢新芯，以及華虹宏力等。
結(jié)語
今年，特別是進入第三季度以來，全球8吋和12吋晶圓代工產(chǎn)能愈發(fā)緊張，一方面是因為近兩年行業(yè)一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，另一方面就是行業(yè)從傳統(tǒng)淡季進入了旺季，需求更多了，而同時增加出來的產(chǎn)能很有限。另外，還有一點，那就是華為效應(yīng)，即由于受到貿(mào)易限制，華為在今年的第二和第三季度大大增加了各種芯片的投片量，這使得以臺積電、聯(lián)發(fā)科為首的廠商在相應(yīng)時期內(nèi)的出貨量和營收猛漲，這在短期內(nèi)也對晶圓代工產(chǎn)能更加趨于緊張起到了推波助瀾的作用。