全球晶圓代工收入創十年來新高，國內晶圓廠也有新機會？

2020-11-25 雷鋒網

儘管COVID-19大流行對全球經濟產生了負面影響，但是遠程教育和5G手機滲透率不斷提高以及電信基礎設施建設帶來的強勁的零件需求，以及一些新興行業出現讓半導體市場經濟表現良好。根據TrendForce最新調查研究，預計2020年全球晶圓代工收入將同比增長23.8%，為十年來最高。

具體是什麼因素刺激了晶圓代工的經濟增長？國產晶圓代工表現如何？

5nm產能擴張，28nm訂單爆滿

在晶片製造領域，消費電子對性能和功耗的追求讓先進位程備受關注，目前最先進的節點5nm工藝製程於2020年初開始量產，10nm以下先進工藝成為今年拉動全球晶圓代工收入增長的原因之一。

根據TrendForce的研究，在低於10nm節點的先進工藝上，目前臺積電和三星的晶圓產能已將近滿載。

最先進的5nm製程，由於臺積電無法為海思半導體繼續供貨，蘋果成為臺積電5nm製程的唯一客戶，使得臺積電2020年第2季度的5nm產能利用率約在85%-90%範圍內。

但隨著5G的到來，智慧型手機和基站的電源管理晶片（PMIC）需求已呈指數級增長，同時近些年UMC和Global Foundries已逐步退出先進工藝的競爭，臺積電依然在積極擴張5nm產能。TrendForce 預計臺積電5nm產能擴張能使該公司在2021年底之前佔領將近60%的先進工藝市場份額。

預計在2021年，臺積電除了蘋果公司用於A15 Bionic SoC的5nm+晶圓外，還將為一小批AMD 5nm Zen4 CPU 進行試生產。而從2021年末到2022年，聯發科、英偉達和高通都將開始5nm或4nm量產，英特爾的首批外包5nm CPU將有望在2020年投入生產，各方面的需求正促使臺積電擴大5nm產能。

與此同時，三星也計劃在2021年擴大其5nm產能，除了滿足高通驍龍885和三星自己的Exynos旗艦SoC需求之外，還將持續為英偉達的GeForce GPU提供支持。不過，5nm產能三星依然將落後臺積電20%。

晶圓代工經濟增長的另一個原因是AIoT的發展，28nm及以上製程的產品線更加廣泛，包括CMOS圖像傳感器、小尺寸面板驅動IC、射頻元件、電視系統單晶片、WiFi及藍牙晶片等眾多需求增長，28nm訂單持續爆滿。

收入增長背後是8英寸晶圓產能吃緊

不過，在全球晶圓代工收入破紀錄的背後，卻是8英寸晶圓產能吃緊。這一情況已經從2019年第二季度持續到現在，不但未見緩解跡象，反而越來越嚴峻，成為收入增長下半導體行業的隱憂。

圖片源自報告《Changing Wafer Size and the Move to 300mm》

在摩爾定律的驅動下，晶片晶圓尺寸從6英寸（150mm）發展到8英寸（200mm）再到12英寸（300mm），晶圓尺寸越大，意味著在同一塊晶圓能生產的晶片越多，能夠在降低成本的同時，提高良率。

從晶圓尺寸的發展歷程就能看出，相比於12英寸，8英寸產線更為陳舊落後。在良率相同的情況下，一片12英寸的晶圓生產的IC數量約為200顆，是一片8英寸晶圓的兩倍，前者有更高的成本效益。

不過，8英寸晶圓也有著自己的優勢，首先是擁有特殊的晶圓工藝，其次大部分折舊的固定資產成本較低，最重要的是對於產能要求不高的廠商而言更加經濟。

如果要從產品上將8英寸晶圓和12英寸晶圓區分開來，8英寸晶圓主要用於需要特徵技術或差異化技術的產品，包括功率晶片、圖像傳感器晶片、指紋識別晶片、MCU、無線通信晶片等，涵蓋消費電子、通信、計算、工業、汽車等領域。12英寸晶圓則主要用於製造CPU、邏輯IC和存儲器等高性能晶片，在PC、平板電腦和行動電話等領域使用較多。

因此，在傳統的IC市場上，8英寸和12英寸晶圓優勢互補，長期共存。

近幾年來，一方面由於8英寸晶圓廠設備老化，維修難度大且無新設備來補充，很多廠商陸續關閉8英寸晶圓廠。根據SEMI報告數據，全球8英寸晶圓產線數量在2007年達到最多200條，隨後開始下降，到2016年減少到188條。另一方面由於5G應用拉動8英寸需求爆發，例如一部5G手機的電源晶片就比一部4G手機的電源晶片多，導致目前8英寸晶圓市場受惠於強勁的電源晶片和顯示驅動晶片需求，產能長期供不應求，甚至出現漲價的情況。

大陸晶圓代工廠表現如何？

TrendForce表示，先進節點和8英寸產能是晶圓代工行業競爭力的關鍵。那麼大陸代工廠的實力表現如何？

在先進位程方面，純晶圓代工廠中芯國際是領頭羊，提供0.35μm到14nm各節點的晶圓代工和技術服務，包括邏輯電路、混合信號/CMOS射頻電路、高壓電路、系統級晶片、快閃記憶體內存、EEPROM、影像傳感器，以及矽上液晶微顯示技術。

近日中芯國際聯席CEO梁孟松博士在投資者調研會上表示，中芯國際14nm在去年第四季度進入量產，良率已經達到業界量產水準，第二代先進工藝n+1正在穩步推進，目前在做客戶產品驗證，進入小量試產階段。

與中芯國際實力相當的另一家晶圓代工廠是華虹集團，華虹集團旗下分為華虹半導體和上海華力兩家廠商。其中，華虹半導體提供多種1.0μm至65nm技術節點的可定製工藝，是智能化及微控制器等多種快速發展的嵌入式非易失性存儲器應的首選晶圓代工企業之一。上海華力則可以為廠商提供65/55nm至28/22nm不同技術節點的一站式晶片製造技術服務，生產的晶片產品涵蓋基帶處理器、圖像傳感器、中小尺寸液晶屏渠道晶片、觸控屏控制器、無線連接、射頻、無處理器、智慧卡、機頂盒集成晶片、電源管理晶片和現場可編程門陣列等。

今年1月，華虹集團曾向外界透露最新進展，14nm FinFET工藝全線貫穿，SRAM良率已達25%。

除中芯國際和華虹集團這兩家以集成電路製造為主業有晶圓代工廠之外，國內還有武漢新芯、華潤微電子、方正微電子、粵芯半導體、芯恩半導體等公司也有晶圓代工業務線。

2006年成立的武漢新芯是國內首家採用3D集成技術生產圖像傳感器、存儲器和AI加速器晶片的製造商，擁有55納米低功耗邏輯，55納米射頻以及55納米嵌入式快閃記憶體技術。

華潤微電子旗下的代工事業群華潤上華從事開放式晶圓代工業務，提供1.0μm至0.11μm的工藝製程和特色晶圓製造技術服務，主要提供模擬CMOS、BICMOS、射頻及混合CMOS、BCD、功率器件和MEMS等工藝。

方正微電子提供0.5μm和1.0μm的功率分立器件和功率集成電路等領域的晶圓製造技術。

2017年成立的粵芯半導體能夠提供90μm至0.18μm的平臺工藝，主要生產模擬晶片、分立器件和圖像傳感器。

圖片源自TheElec

在晶圓廠布局上，8英寸和12英寸晶圓廠數量相當，6英寸晶圓廠依然佔據一定比例。

其中，中芯國際和華虹集團的生產線數量最多，中芯國際擁有3座8英寸晶圓廠和5座12英寸晶圓廠（含合資控股），遍布北京、天津、上海和江陰。華虹集團擁有3座8英寸晶圓廠和3座12英寸晶圓廠，8英寸晶圓廠月產能約18萬片，12英寸晶圓月產能約4萬片，遍布上海、張江和無錫。

此外，擁有8英寸晶圓廠的還有華潤微電子、上海先進（積塔半導體）、士蘭微等公司，只有12英寸晶圓廠的有武漢新芯和粵芯半導體等公司，以華潤微電子和方正微電子為代表的公司依然有6英寸生產線。

在銷售方面，部分晶圓代工銷售增長，電源管理產品需求增加。

中芯國際2020年第三季的銷售額為1,082.5百萬美元，相較於2020年第二季的938.5百萬美元增加15.3%，相較於2019年第三季的816.5百萬美元增加32.6%，來自於電源管理、射頻信號處理、指紋識別，以及圖像信號處理相關收入增長顯著。

華虹半導體2020年上半年銷售收入4.828億美元，較2019年上半年減少5.0%，財報顯示主要是因為平均銷售價格下降及智慧卡晶片產品需求下降，部分被MCU和電源管理產品需求增加做抵消。

華潤微電子最新財報顯示，其2020年前三季度實現淨利潤7.58億元，同比增長113.63%。

雷鋒網小結

目前看來，擁有先進節點技術的中國大陸晶圓代工廠並不多，當前主要依賴中芯國際，華虹集團有望在未來幾年裡實現14nm量產。而8英寸晶圓廠和12英寸晶圓廠數量相當，在8英寸晶圓產能持續緊缺的情況下，正在建設8英寸晶圓廠的中國半導體公司未來將迎來新機遇。

本文參考來源：

https://www.trendforce.com/presscenter/news/20201118-10556.html

http://www.semimedia.cc/?p=1934

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