晶圓廠產(chǎn)能告急 預(yù)計產(chǎn)能滿載情況會持續(xù)到2021年年中

隨著消費市場逐步復(fù)蘇，關(guān)鍵芯片零件晶圓的代工需求熱度持續(xù)發(fā)酵，臺積電、三星、格芯、聯(lián)電、中芯國際等晶圓代工企業(yè)的產(chǎn)能持續(xù)爆滿。

“產(chǎn)能非常緊張，我們預(yù)計產(chǎn)能滿載的情況會持續(xù)到明年年中，現(xiàn)在新的訂單已經(jīng)排不上了。”一芯片設(shè)計公司的負責(zé)人對第一財經(jīng)記者表示，部分熱銷芯片缺貨壓力很大。

為了補充上游產(chǎn)能，手機芯片廠商甚至開始“自掏腰包”租借設(shè)備，為代工廠擴產(chǎn)。

據(jù)了解，聯(lián)發(fā)科已在10月初對外表示，計劃再拿出16.2億新臺幣(約合3.79億元)購買用于芯片制造的設(shè)備，這批設(shè)備將租借給供應(yīng)鏈廠商力晶科技以提高產(chǎn)能。此前，聯(lián)發(fā)科已經(jīng)花了14.5億新臺幣(約合3.4億元)從泛林(Lam Research)、佳能和東京威力科創(chuàng)買光刻機等設(shè)備。

但芯片缺貨的壓力已經(jīng)傳導(dǎo)至手機、汽車等下游行業(yè)。“目前芯片普遍缺貨，比如套片(處理器)。”12月9日，realme方面對第一財經(jīng)記者表示，缺貨的情況預(yù)估會持續(xù)到明年。

而在汽車行業(yè)，受到MCU(微控制單元)短缺影響，部分車企的生產(chǎn)受到了一定影響。

“MCU缺口達到三分之一，部分訂單被延后到了2022年。”集微咨詢高級分析師陳躍楠對第一財經(jīng)記者表示，目前MCU中國整體市場大概占全球市場的三分之一，2021年市場規(guī)模在200億美元，而明年將達到250億美元左右。

芯片產(chǎn)能缺口擴大

汽車芯片的缺口引發(fā)了外界對芯片產(chǎn)能問題的關(guān)注，但芯片缺貨潮從去年開始就初現(xiàn)端倪，其中又以8英寸制造工藝的芯片為主。

“8英寸晶圓產(chǎn)能緊缺始于2019年，多攝像頭手機帶動CMOS圖像傳感器需求提升。今年以來，5G手機滲透率快速提升，電源管理芯片需求從每部手機1到2顆提高到每部手機最高10顆，使得電源管理芯片需求大幅增加。”國金證券分析師鄭弼禹在一份報告中指出，受疫情影響，全球在家辦公、在線教育增多，使得筆記本電腦、平板類產(chǎn)品需求增長，從而拉動驅(qū)動芯片及其他半導(dǎo)體產(chǎn)品需求增長，讓8英寸晶圓代工熱度超過往年。

據(jù)記者了解，8英寸晶圓產(chǎn)線的工藝制程集中在90nm尤其是110nm以上，下游需求主要來自電源管理芯片、CMOS圖像傳感芯片、指紋識別芯片、顯示驅(qū)動芯片、射頻芯片以及功率器件等領(lǐng)域。其中，晶圓廠商產(chǎn)能緊張的需求端驅(qū)動因素主要是模擬芯片和功率器件的需求量持續(xù)上升，而供給增速落后于需求增速。

而從行業(yè)發(fā)展驅(qū)動的角度看，5G通信、消費電子終端多元化、汽車電動化以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都在帶動模擬芯片和功率器件的需求量持續(xù)提升。

以手機行業(yè)為例，因為8英寸晶圓產(chǎn)能吃緊，PMIC芯片持續(xù)緊缺，套片價格出現(xiàn)分化趨勢。

群智咨詢分析師對記者表示，隨著8英寸晶圓出現(xiàn)漲價，4G芯片新訂單面臨漲價的可能。“頭部客戶原有訂單價格穩(wěn)定，而中小客戶和代理商議價能力弱，4G芯片價格將呈上漲趨勢。”

此外，以手機指紋芯片為例，由于產(chǎn)能需要優(yōu)先保證利潤高的產(chǎn)品供應(yīng)，所以，利潤較薄的電容式指紋供應(yīng)周期將會越來越長。

指紋芯片設(shè)計龍頭公司匯頂科技CFO侯學(xué)理在此前的一場財報溝通會中對記者表示，正在密切關(guān)注產(chǎn)業(yè)變化，與上下游客戶、供應(yīng)鏈緊密溝通，并且根據(jù)客戶需求提前和盡早安排生產(chǎn)計劃。“目前匯頂?shù)漠a(chǎn)品主要在8英寸和12英寸晶圓上生產(chǎn)。”侯學(xué)理說。

而對于汽車行業(yè)而言，短缺的芯片主要是應(yīng)用于ESP(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng))和ECU(電子控制模塊)中的8位功能MCU。

MCU為微控制單元，又稱單片微型計算機或者單片機，即把CPU的頻率和規(guī)格做適當(dāng)?shù)目s減，將接口電路整合在單一芯片上。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)終端領(lǐng)域，包括手機、PC外圍、遙控器、汽車電子等領(lǐng)域。作為物聯(lián)網(wǎng)的核心部件，MCU其價值量占比物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%~45%，每個終端都需要搭載MCU芯片。

進入11月以來，國際MCU芯片廠商出現(xiàn)全線延期，新排單基本無法承接，這也導(dǎo)致產(chǎn)品價格的全線上漲。

某電子元器件交易平臺數(shù)據(jù)顯示，此輪意法半導(dǎo)體ST單片機價格漲幅約為2到3倍，交期延長至24~30周。汽車電子供應(yīng)商瑞薩電子MCU交付期在16周以上，工廠基本處于超負荷運作狀態(tài)，而NXP恩智浦的MCU也持續(xù)吃緊，期貨卡到18周以上，價格一直處在高位。

陳躍楠對記者表示，此前MCU產(chǎn)品價格已有20%左右的漲幅，預(yù)計此輪漲價幅度有所縮小，平均在5%到10%之間。

缺貨潮持續(xù)至明年年中

一位不愿意透露姓名的手機廠商人員對記者表示，今年年中下的單，到明年年初才有貨，如果現(xiàn)在下單，訂單情況并不樂觀。

可以看到，繼8英寸晶圓產(chǎn)能緊缺漲價、半導(dǎo)體元器件上漲、覆銅板等原材料上漲后，由晶圓緊缺引發(fā)的“多米諾骨牌效應(yīng)”開始逐步蔓延，晶圓漲、材料漲、PCB板漲、封測漲、芯片漲，不只是國外IC漲，國產(chǎn)芯片也開始出現(xiàn)緊缺。

根據(jù)全球市場研究機構(gòu)TrendForce旗下半導(dǎo)體研究，下游芯片交期將再延長2到4周時間，部分芯片交期已長達10個月以上。

Canalys分析師賈沫對記者表示，從目前的情況來看，消費電子行業(yè)的主要品類都或多或少出現(xiàn)原材料供應(yīng)問題。比如筆記本電腦和平板市場因為疫情所導(dǎo)致的在家辦公、在家學(xué)習(xí)等需求高漲，一直也處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。智能手機在東南亞、印度等市場也成了學(xué)生用來學(xué)習(xí)的屏幕，需求緊俏，多品類消費產(chǎn)品的需求激增也直接導(dǎo)致了原材料的緊缺。比如芯片漲價也是由多品類產(chǎn)品均出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況所導(dǎo)致的。

“我們預(yù)計(缺貨潮)將會持續(xù)到明年，隨著疫苗的普及，全球大部分國家的消費者生活步入正常化而逐漸緩解。明年上半年可能依舊還存在一些供應(yīng)問題，但是下半年會極大程度緩解。”

為了緩解產(chǎn)能緊缺的問題，晶圓代工廠商也開始了擴產(chǎn)步伐。

據(jù)了解，臺積電今年的資本開支約為170億美元，新的8英寸廠將在2020年完工，并投入量產(chǎn)。而三星晶圓代工業(yè)務(wù)部也在針對旗下的8英寸晶圓廠進行自動化擴建投資，以提高生產(chǎn)效率。但另一方面，自動化升級也有著不菲的成本。據(jù)三星估計，如果要在所有8英寸晶圓廠中導(dǎo)入自動化運輸設(shè)備，可能需要萬億韓元投入。

而在8月7日的二季度業(yè)績電話會議上，中芯國際聯(lián)合CEO趙海軍也表示：“5G的相關(guān)應(yīng)用上來后，0.18微米和0.15微米這兩個成熟工藝的需求缺口特別大，且客戶在市場上的盈利很高，所以8英寸晶圓的平均售價會上漲。”他重申，“為緩解產(chǎn)能供不應(yīng)求的狀況，今年年底前公司8英寸的月產(chǎn)能會增加3萬片，12英寸的月產(chǎn)能會增加2萬片。”

此外，中金公司發(fā)布的關(guān)于華虹半導(dǎo)體的調(diào)研紀(jì)要顯示，該公司8英寸晶圓產(chǎn)線全部滿負荷運行。目前，華虹半導(dǎo)體擁有三家8英寸晶圓廠，月產(chǎn)能約為18萬片;建有一家12英寸晶圓廠，月產(chǎn)能規(guī)劃為4萬片。華潤微則在一份調(diào)研紀(jì)要中表示：“進入三季度以來，8英寸產(chǎn)線滿載，整體產(chǎn)能利用率在90%以上。”目前華潤微擁有6英寸晶圓制造產(chǎn)能約為247萬片/年，8英寸晶圓制造產(chǎn)能約為133萬片/年。

據(jù)芯思想研究院2月發(fā)布的《中國晶圓制造線白皮書》數(shù)據(jù)，我國已經(jīng)投產(chǎn)、在建和規(guī)劃中的8英寸生產(chǎn)線共有38條，其中實現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)線共有19條，對應(yīng)月產(chǎn)能約為81.7萬片。考慮投產(chǎn)晶圓廠產(chǎn)能爬坡時間和在建項目建設(shè)時間，預(yù)估2019年至2021年我國8英寸晶圓線的年產(chǎn)能增速約為10%。

此外，IC Insights數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國純晶圓代工市場份額增長了2個百分點，達到21%，預(yù)計2020年中國在純晶圓代工領(lǐng)域的銷售額將增長26%，市場份額將達到22%，而在十年前，這一數(shù)字僅為5%左右。