晶圆国产化迫在眉睫 国产厂商如何布局
2021-01-11 13:58:00 来源:半导体器件应用网 点击:8965
2020年半导体行业的关键词就是缺货,下半年开始产能紧张传遍了整个行业,不只是高端的先进工艺缺产能,偏向中低端及特殊产品的8英寸晶圆产能更紧张,连代工老大台积电也没余力了,这意味着8寸晶圆产品遭到全球芯片厂商抢购,表明了28nm及其以上工艺的芯片需求量激增。
晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。在半导体行业,尤其是集成电路领域,晶圆的身影随处可见。晶圆代工也称为芯片代工生产,是半导体产业中最为重要的制造环节。晶圆代工兴起更为深远的影响在于全球化分工后,半导体行业的周期性波动也发生了明显的变化。现在很多晶圆代工厂还是投进去了很多资金、采购了很多设备。这足以说明晶圆代工将在不久的未来取得很大发展,占全球半导体产业的比重也将与日俱增。
一、缺货、涨价成为目前晶圆的标签
全球性“缺芯”、“涨价潮”也波及到了很多行业,甚至就连传统汽车厂商也未能够避免“缺芯”的尴尬局面,由于8寸硅晶圆产品缺货,遭到了很多IC厂商的疯狂抢购,而某知名老牌硅晶圆厂商不仅仅将8寸硅晶圆按片销售,同时还掀起了一股涨价潮,售价涨幅高达50%,可以看出目前晶圆产能已紧张到不可思议,客户对产能的需求已达恐慌程度,有业内人士预估明年下半年到2022年下半年,逻辑、DRAM市场都会缺货到无法想象的地步。
8英寸晶圆之所以比较紧张,主要是因为5G、汽车电子和AIoT等市场需求超预期增长。实际上,8英寸晶圆代工产能紧张程度已经持续了好几年,到目前形成了愈演愈烈之势。在晶圆持续缺货的背景下,许多终端制造厂纷纷寻找替代,因此也给国内厂商带来了机遇。
其中作为纯晶圆代工厂中的领头羊中芯国际也一直在积极布局,目前中芯国际的8英寸产能处于满载状态,公司已有计划在今年年底前增加3万片的8英寸月产能。值得一提的是,中芯国际14nm在去年第四季度进入量产,良率已经达到业界量产水准,第二代先进工艺n+1正在稳步推进,目前在做客户产品验证,进入小量试产阶段。
随着大陆晶圆产能不断扩大,晶圆再生的市场也不断扩大,一些国内企业例如至纯科技和协鑫集成开始布局晶圆再生相关业务,作为大陆大规模量产再生晶圆的先行者,有望从这个正在扩张的广阔市场中获益。
随着国内企业持续扩增产能,再生晶圆领域有望加速前进,其带动一系列产业链乘风而起,国产替代未来可期。
二、5G时代需求量上涨,晶圆代工持续发展
智能手机、PC 等下游应用和产品升级要求高端芯片在性能及功耗指标上进一步提升。随着对 于 5G 通信网络的建设不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、 存储效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,增加了终 端对芯片的需求范围。对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工赛道收益,未来市场前景极其广阔。
虽然全球晶圆代工市场已经连续5年实现增长,但是其规模在2019年是有所下降,即便如此,还是有研究机构预测,2020年又将恢复增长。那么从图中我们可知,在2019年,全球纯晶圆代工市场的规模达到了570亿美元,与2018年相比较的578亿美元减少了8亿美元;据预测全球纯晶圆代工市场的规模在2020年将会达到677亿美元,同比实现19%的增长。纯晶圆代工市场经历了一系列的繁荣和萧条之后,总体仍然保持稳健增长态势,也就意味着在他们看来,这一市场在未来将有望迎来新一轮的高潮。
三、全球晶圆发展情况分析
1、晶圆目前以12英寸为主
半导体晶圆的尺寸主要有2 英寸、3 英寸、4 英寸、16 英寸、8 英寸与 12 英寸等规格。从图中我们可知,12英寸的晶圆是主要核心,从2019年全球晶圆出货量中,12英寸晶圆占整体晶圆的67%,而8英寸晶圆出货量达到20%,相比2018年的全球8英寸晶圆出货量的26%是下滑了6%,此外还有一些6寸的、4寸的晶圆也有少量的销售。
由于主流半导体设备厂商多将资源放在12英寸设备,造成8英寸设备供给短缺,新的8英寸设备必须借由现有的12英寸设备进行修改,使得8英寸设备成本不低于12英寸设备,造成8英寸晶圆产能扩产步调缓慢,而晶圆制造端厂商对8英寸空白晶圆的扩产仍有动作。现在半导体设备厂商将大部份资源投入12英寸策略短期难以动摇,因此在此情形下12英寸的晶圆已经成为主力,出货量也是比其它尺寸的晶圆高很多。
2、 我国在晶圆市场不断扩大
全球半导体产品的重要材料硅晶圆市场近期出现了复苏的迹象。今年1月-3月,全球面向半导体的硅晶圆出货面积为29.2亿平方英寸,比上季度增加2.7%。虽然尚未达到去年同期水平,但这是自2018年7月-9月以来,时隔6个季度环比增加。有相关媒体报道,晶圆市场自2018年下半年起一直呈现负增长,但是中国5G业务发展迅猛,拉动了全球晶圆市场行情。
从图中的信息可知,2019年中国台湾地区的晶圆厂装机产能占整体的22%,同时也是位居全球首位,近年来中国大陆地区的产能扩张使其排名不断攀升,截至2019年12月,中国大陆地区的晶圆厂装机产能占全球的14%,虽然现在排名在后面,但是根据IC Insights预计到2022年有望跃升为全球第二,仅次于中国台湾地区。未来,我国在晶圆市场的产能份额将不断扩大,中国市场更加值得期待。
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