晶圓代工賽道繁榮|挑戰聯電,臺灣晶圓代工「新秀」來勢洶洶

2020-12-20 騰訊網

目前晶圓代工產能全面吃緊,不論是8吋還是12吋晶圓產能都被各大IC設計廠及國際IDM大廠擠爆。特別是中國臺灣地區,作為全球晶圓代工業的核心地帶,有牽一髮而動全身的影響力。

晶圓代工行業持續增長,行業呈現寡頭集中

臺積電開啟晶圓代工時代,成為集成電路中最為重要的一個環節。1987年,臺積電的成立開啟了 晶圓代工時代,尤其在得到了英特爾的認證以後,晶圓代工被更多的半導體廠商所接受。晶圓代工 打破了IDM單一模式,成就了晶圓代工+IC設計模式。目前,半導體行業垂直分工成為了主流, 新進入者大多數擁抱fabless模式,部分IDM廠商也在逐漸走向fabless或者fablite模式。

全球晶圓代工市場一直呈現快速增長,未來有望持續。晶圓代工+IC設計成為行業趨勢以後,受益 網際網路、移動網際網路時代產品的強勁需求,整個行業一直保持快速增長。以臺積電為例,其營業收 入從1991年的1.7億美元增長到2019年的346億美元,1991-2019年,CAGR為21%。2019年全球晶圓代工市場達到了627億美元,佔全球半導體市場約15%。未來進入物聯網時代,在5G、 人工智慧、大數據強勁需求下,晶圓代工行業有望保持持續快速增長。

晶圓代工行業現狀,行業呈現寡頭集中。晶圓代工是製造業的顛覆,呈現資金壁壘高、技術難度大、 技術迭代快等特點,也因此導致了行業呈現寡頭集中,其中臺積電是晶圓代工行業絕對的領導者, 營收佔比超過50%,CR5約為90%。

晶圓代工行業資金壁壘高。晶圓代工廠的資本性支出巨大,並且隨著製程的提升,代工廠的資本支 出中樞不斷提升。臺積電資本支出從11年的443億元增長到19年的1094億元,CAGR 為12%。中芯國際資本性支出從11年的30億元增長到了19年的131億元,CAGR為20%,並且隨著14nm及 N+1製程的推進,公司將顯著增加2020年資本性支出,計劃為455億元。巨額投資將眾多追趕者擋在門外,新進入者難度極大。

隨著製程提升,晶圓代工難度顯著提升。隨著代工製程的提升,電晶體工藝、光刻、沉積、刻蝕、 檢測、封裝等技術需要全面創新,以此來支撐晶片性能天花板獲得突破。

晶片吃緊 力積電待價而沽

這是因為記憶體製造和一般的邏輯IC製造,設備配置大不相同,DRAM製造是前段製程多,邏輯IC製造是後段製程多。當年,中芯剛成立時,也想同時生產記憶體和邏輯IC,卻賠上大錢,因為如果找不到適合的產品生產,設備使用的效率會大為降低。

目前,力積電記憶體產品帶進的營收,約佔45%;謝再居透露,其中,標準型DRAM帶進的營收只剩15%,其他則是新的利基型記憶體。

據悉,因為力積電未來的計劃是,把自家生產的利基型記憶體透過異質封裝,跟臺積電等公司生產的高性能晶片封裝在同1顆晶片裡,大幅提高晶片的效能,或是可以跟其他邏輯晶片疊在一起,像蓋大樓一樣,在傳統的邏輯IC放在1樓,2樓加蓋力晶的記憶體,利用矽穿孔技術,晶片內訊號傳輸速度遠比傳到PCB板上快得多。

力積電目前邏輯IC帶進的營收約佔55%,不過,記憶體廠轉做代工,並非所有邏輯IC都能生產。目前力積電生產的特殊邏輯IC,主要有顯示器驅動、影像感測、電源管理及嵌入式IC,或是分離式元件,像電動車需要的IGBT、MOSFET等需要承載大電流的IC。

最近晶片產能緊缺,力積電的產能就待價而沽。近期,聯發科和力積電合作,力積電的銅鑼新廠完工後,由聯發科出資買設備,換取力積電的電源管理IC(PMIC)產能,除了聯發科,還有一家日本大客戶,正在跟力積電合作,開發電動車用的IGBT晶片。

聯電與世界先進都有弱點

力積電的專長在40到110納米的成熟製程,力積電有來自日本,用於12吋晶圓廠的鋁製程技術,因此生產成本比同業低;但要跟進到40納米以下的製程仍須銅製程,上市之後一定會往銅製程方向前進,甚至可以做到25納米,力積電將跟聯電競爭。黃崇仁表示,聯電沒有DRAM,這是未來物聯網和高速運算須具備的產品。

另一個競爭者是世界先進。這幾年,世界先進在IGBT等電源管理晶片著力甚深,但是,黃崇仁也看見了世界先進的弱點,就是沒有12吋廠。IGBT從8吋移到12吋,這是世界趨勢,黃崇仁透露,力積電將會用12吋生產IGBT晶片。

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