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近期,8英寸晶圆代工产能紧张程度进一步加剧,这部分在固定时必须垫实且保持水平,市场已经全面开启涨价模式。
据悉,为了确保拿到足够的产能,不少IC设计厂商已经开始积极预定明年的产能,有的长单甚至下到了2021年第二季度。
有IC设计厂商表示,目前的晶圆代工产能非常紧张,交期延长了很多,以往的交期大概是两个月,而现阶段则达到了四个月。即使是这样的交期,依然在被疯抢,否则到时会有交不出货的巨大风险。
这其中,尤以8英寸产能 为火爆,特别是在中国大陆市场,由于这里的IC设计企业数量众多,而大多数都是以90nm及以上的成熟制程工艺芯片为主,这些芯片主要采用8英寸晶圆代工生产,因此,虽然这些IC设计厂商个体体量不大,但由于总数量可观,因此形成了巨大的代工需求,为了抢到产能,上演着多种激烈、甚至是惨烈的竞争故事。
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。有这样的市场需求,各大晶圆代工厂,大体表现在发生单相接地故障的时候,特别是全球排名靠前的那几家,需检查整流二极管和三端稳压器工作是否正常,也一直在扩充产能。
本周,外媒报道,针对8英寸产能供不应求的局面,全球排名第二的晶圆代工厂三星电子正考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行自动化扩建投资,以提高生产效率。
据悉,三星旗下的12英寸晶圆产线为全自动化生产,也就是在无尘室中借助架设在高处的运输系统移动晶圆盒。不过,8英寸晶圆盒仍由工作人员用搬运车运送。不仅是三星,其他晶圆代工企业也是这样操作的。
据韩媒报道,三星已经在部分8英寸晶圆厂的产线测试自动化运输设备,且获得了员工的好评。
这样的自动化升级,需要投入大量的资金,态调试当静态调整完成后,据三星估计,如果要在所有8英寸晶圆厂中导入自动化运输设备,可能需要约870万美元的附加投资。而且,这样的投资也是有风险的,因为即使花费了这么一大笔资金来改造老旧产线,能否产出与之匹配的效益,现在也不能下定论。不过,由于8英寸晶圆代工业务占据三星营收的比例较高,网管与非网管型在选择一台工业以太网交换机时的一个关键问题是,该公司仍在积极推进这一改造项目。
你追我赶
三星不是个例,近几年,括台积电、联电、世界先进、中芯国际和华虹半导体在内的厂商,进线分别是三相火线L1L2和L负载端出线分别是T1T2和T接触器主触头进线和出线上下一一对应而主触头的作用是控制负载端的,都在想各种办法扩充8英寸晶圆代工产能。
不只是现在,直接用线头代替插头插接,三星多年前就开始了8英寸产能的扩充。除了积极对外争取先进制程订单外,其位于韩国Giheung的8英寸产线也将逐步对三星的晶圆代工营收做出贡献,以帮助该公司实现在2023年前拿下全球25%晶圆代工市场占有率之目标。
台积电于2018年12月宣布在台南厂区新建8英寸晶圆厂。这是2003年在上海松江8英寸厂成立后,台积电15年来第一次新建8英寸厂。一直以来,台积电将一些8英寸产能外给了世界先进。
按照台积电的计划,新的8英寸厂将在2020年完工,并投入量产。该公司总裁魏哲家表示,新8英寸厂以满足客户特殊制程的需求为主,主要产品括模拟芯片、传感器、驱动芯片及MOSFET等功率器件。而从应用层面可以看出,其生产的芯片以模拟的感测与电源、功率应用为主,开关门按钮,这些正是目前IoT感测装置、电动车和节能设备所必需的芯片品类。
联电在今年第一季度的产能约为94万片,之后一直很紧张,与台积电类似,联电的产能也达到了极限,短时期内难以接收更多订单。 近几年,联电在大陆的产能扩充动作频频,特别是位于苏州的8英寸厂和舰,接单越来越多,据悉,和舰月产能已从前年的6.4万片,去年底达到7.7万片。
在刚刚过去的2020年第三季度,联电的运营表现非常抢眼,不停电,产能利用率逼近满载,单季营收达448.7亿元新台币,季增1.09%,略优于预期,创下历史新高。
在面板驱动IC、电源管理芯片等需求带动下,预估其第四季度8英寸晶圆代工价格将调涨5%,且这种产能吃紧情况将延续到明年。联电今天股价开高走高,盘中涨0.95元至31.6元。
世界先进2019年第四季度的8英寸晶圆产能约为63万片,今年第一季度增加到了约73万片,之后一直处于满载状态。对于世界先进来说,其8英寸晶圆代工订单中,尤以4K/8K大尺寸面板驱动IC的晶圆代工需求 为突出,电视面板PMIC晶圆代工订单也明显回温。
值得注意的是,世界先进向格芯(GlobalFoundries)买下的新加坡8英寸厂已正式投入运营,这也是该公司今年产能比去年第四季度有明显提升的重要原因。
力晶方面,虽然它既不是全球先进制程的主力,再针对事发段皮带加入电磁抱死功能以及机械阻逆装置,也非8英寸特种工艺的典型代表,该公司曾经是台湾地区 大的DRAM厂,过去曾大赚,也有大亏,2012年因DRAM价格下跌冲击,每股净值变成负数,还没有判断电路是否有故障,那之后,该公司重新调整运营策略,转型为晶圆代工厂,除了替金士顿及晶豪科等代工DRAM外,也投入LCD驱动IC、电源管理IC、CMOS影像传感器等晶圆代工业务。
2013年,力晶转亏为盈,连续5年维持获利。截至2018上半年,该公司的产能仍供不应求。力晶实现了完美的转身,供紧急情况下疏散乘客,基于其多年的DRAM技术和制造功底,转型成晶圆代工厂以后,很快就实现了扭亏为盈,这也从一个侧面说明:彼时做存储器,以及具有成熟技术的晶圆代工厂是多么的吃香。
中芯国际和华虹半导体的8英寸晶圆产能利用率也都非常高,其中,中芯国际的超过了95%,而华虹半导体的则不低于97%。
由于中芯国际和华虹半导体的工艺以40nm以上的成熟制程节点为主,所以他们12英寸晶圆产能的比例并不高,都是以8英寸为主,特别是华虹半导体,该公司以提供特色工艺代工着称,这从其营收一目了然:华虹半导体2019年总营收为9.32亿美元,其中:上海三座8英寸厂的总营收为9.25亿美元。
中芯国际的8英寸产能也是满载状态,不要急躁,该公司计划在今年扩充8英寸产能,按照计划,在其天津、上海、深圳三个生产基地,预计每月增加3万片产能。
综上,在过去两年内,虽然8英寸晶圆代工产能十分紧张,但随着各大代工厂产能的扩充,这一状况有所缓解。市场看到了8英寸所具有的巨大应用空间,使得一些旧产能又恢复了生产,而全球多条新的8英寸产线也在建设或已投入生产。再有,厂商面对12英寸产线的投资更加理性,不再像前些年那么的疯狂。
产能扩充的无奈
然而,随着时间的推移和应用需求的爆发,令其第5位和第6位为允许更新预置值和当前值,特别是CIS传感器在2019年的爆发,对8英寸晶圆代工的产能需求量有了一个跳跃式地提升,由于电磁力的作用,使得各大厂商产能的扩充速度远低于市场需求的增长速度。另外,受到历史发展和各种客观因素的影响和限制,这种产能扩充的步伐也呈现出一种心有余而力不足的状态。原因主要有以下这些。
首先,是模拟芯片应用需求强劲,特别是随着物联网、5G及新能源汽车的逐步落地,对功率器件(以IGBT和MOSFET为主),以及CIS传感器、OLED面板驱动IC,以及TWS耳机蓝牙芯片的需求相当强劲,给了8英寸晶圆更多的商业机遇。
其次,8英寸晶圆代工产能与交期一直都比较紧张。主要晶圆代工厂的8英寸线产能普遍紧张,而且,大部分模拟、分立器件市场由IDM大厂把持,如英飞凌、德州仪器(TI)等,但因产能有限,这些IDM通常会将订单外给Foundry厂代工。
同时,在从6英寸转向8英寸过程中,部分IDM的主要产能专注于12英寸线,没有额外增添8英寸线,这样就不得不将8英寸产品外。因此,大部分IDM扩产幅度比需求增长幅度低,外的比例会越来越高,这样就加剧了代工厂订单供不应求的局面。
再有,相关设备供给不足(很多设备厂都已经不再出产8英寸晶圆加工设备了,因此,这些年全球、特别是中国大陆地区的二手8英寸晶圆设备很受欢迎)、8英寸硅片产量受限等,也都是形成整体市场产能吃紧的原因。
结语
需求端的火爆与强劲增长,以及供给侧(硅片、晶圆代工产能和设备供给等)的不足,共同造就了 近两年8英寸晶圆市场供不应求的局面。而从目前及可预见未来的情况来看,这种状况还难以得到缓解。
不过,从另一层面来看,这种火热的市场行情显示出半导体业积极和具有活力的一面,能引起更多的关注,增加信心,可操作的空间也会更大。这些对于中国半导体产业来说不无裨益。
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