近日,根據臺灣電子時報報道稱,隨著電子行業傳統旺季的到來,以及眾多客戶受疫情影響將新品發布推遲到下半年,使得近期8英寸晶圓產能訂單火爆,需求非常緊張,預計2020年下半年8寸晶圓交期延長至3——4個月,價格將較上半年調漲5——10%,20Q4急單價格調漲10%,預計2021年8寸晶圓代工價格將會年增10%左右。
雖然諸多供應商皆有產能擴充計劃,但產能無法短期內大幅增加,2021年供給缺口約達2成左右。
聯電表示,2021年市場需求熱絡,晶圓代工價格將從過去客戶主導,轉變為賣方拿回發言權,整體ASP價格可能略微調漲。
世界先進提出,已有客戶陸續預訂2021年產能,預期產能吃緊情況會延續到一整年。
在此背景之下,主要依賴于8英寸產能的IC芯片、功率器件產能也開始吃緊。特別是需求旺盛的MOSFET,缺貨跡象已現。
由于消費/工控/汽車產品對MOSFET需求持續提升,而新一代CPU、GPU平臺,都需要加裝MOSFET芯片出貨,疊加國內兩輪電動車產量攀升趨勢不改,MOSFET產品需求極其旺盛。但是由于芯片設計廠商MOSFET產品在搶占產能時的優先級略低于電源管理IC產品,因此造成缺貨跡象尤為明顯。供需緊張的態勢將使得部分產品價格開始出現上漲。
據了解,目前8英寸晶圓的加工費已調漲了10% 。本周國內兩家MOSFET廠齊發漲價函,漲幅接近20%。由于終端需求旺盛,再加上8英寸晶圓漲價的趨勢會進一步傳導到MOSFET上,使得功率MOSFET價格有望進一步上漲,而兼具產能優勢和成本優勢的國內功率IDM企業將最大程度受益。
一、MOSFET 需求旺盛
中國是全球最大的 MOSFET 市場,對于 MOSFET 有巨大的需求。在 MOSFET 應用中,汽車電子占比達 20%以上,消費電子占比亦有 20%,工業和通信領域應用約占 20%左右,家電領域應用約占 10%左右。
1、汽車電子:新能源汽車滲透率提升推動功率半導體量價齊升
傳統燃油汽車中,電氣系統電源通常來源于 12V 蓄電池,功率管理、轉換需求在 10kW 以下,單車功率半導體總成本約在 71 美元左右。而混合動力/電動車集成了高壓動力電池(通常 144V 或336V),電機驅動功率為 20-150kW。更高的電壓、功率需求帶動整車功率半導體價值量提升,根據英飛凌的數據,BEV-純電動車中功率半導體成本達 350 美元,是傳統燃油汽車的近 5 倍。銷量方面,根據 GGII 和 EV Sales 的統計和預測,2019 年新能源乘用車的銷量為 221 萬輛,至 2025年有望達到 1150 萬輛,增長 5 倍以上。量與價的同時大幅度提升使得汽車電子成為未來功率半導體市場增長的主要動能。
2、消費電子:快充興起帶動 MOSFET 需求提升
快充通過提高電壓來達到高電流高功率充電,但高電壓存在安全隱患,需要添加同步整流的 MOS管來調整,增加了 MOS 管的用量;后來出現較為安全的“閃充”模式,即通過低電壓高電流來實現高速充電,對同步整流 MOS 管提出了更高的要求,發熱少、體積小的 GaN-MOS 管成為主流。BCC Research 預計 2022 年快充占比將達到 21%,整個充電器市場規模將近 130 億美元,為 MOS管市場帶來顯著增量。、
3、家電:家電變頻化趨勢為功率半導體帶來巨大增量市場
變頻家電擁有節能、低噪音等優勢:變頻空調其壓縮機不會頻繁開啟,整體節能達到 15%-30%的效果,變頻洗衣機高速脫水時電機嘯聲可比定頻洗衣機減少 10 至 20 分貝,變頻冰箱的速凍能力比普通冰箱提高 20%。因此,變頻家電滲透率迅速提升,到 2022 年有望達到 65%,相比 2017 年增長近一倍。從 MOSFET 等分立器件的用量來看,變頻家電功率半導體價值相比普通家電增長 12倍以上。受益于上述驅動,全球家電功率半導體規模有望從 2017 年的 31.4 億美元增長至 2022 年 的 68.6 億美元,5 年 CAGR 近 17%。
4、工業領域:“中國制造 2025”推動功率半導體用量穩步提升
國務院《中國制造 2025》戰略規劃,提出了未來發展的十大重點發展領域,其中包括了機器人、數控機床、電力裝備等方向,明確了智能制造、工業強基、高端裝備創新等五項重大工程,為工業半導體帶來持續的增長動能。根據安森美半導體的數據,人力制造向機器人制造升級將帶來單機250 美元的功率半導體增量,交流感應驅動電機向可變頻驅動電機升級亦會帶來單機 40 美元的功率半導體增量。
5、5G 建設:5G 建設即將進入高峰期,多方面拉動 MOS 管需求
5G 對 MOSFET 需求的拉動主要來自如下四個部分:
1) 5G 基站相比 4G 更為密集,功率更大,帶來更多的電源供應需求。基站數量方面,5G 通信頻譜分布在高頻段,信號衰減更快,覆蓋能力大幅減弱,相比于 4G,通信信號覆蓋相同的區域,5G 基站的數量將大幅增加。據戰新 PCB 產業研究所調查,目前 4G 基站的密度約為 500 米一個,郊區 1.5 公里,農村 5 公里左右。5G 覆蓋城市中心區域大概需要 200-300 米一個 5G基站,郊區大概 500 米-1 公里左右 1 個 5G 基站,農村需要 1.5-2.5 公里一個 5G 基站,總體基站數量需求是 4G 的 2-3 倍。基站功率方面,根據華為公布的數據顯示,5G 基站功率較 4G基站提升幅度達到 68%。更高的覆蓋密度、更大的功率需求都對 MOSFET 等功率半導體器件產生了更大的需求。
2) Massive MIMO 技術的采用使得基站射頻端需要 4 倍于原來的功率半導體。Massive MIMO指的是發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,信號可以通過發射端與接收端的多個天線發送和接收,在不增加頻譜資源和天線發送功率的情況下,提升系統信道容量和信號覆蓋范圍。根據英飛凌的統計,傳統 MIMO 天線需要的功率半導體價值大約為 25 美元,而過渡為 Massvie MIMO 天線陣列后,所需的 MOSFET 等功率半導體價值增加至 100 美元,達到原來的 4 倍。
3) 5G 時代數據量大幅增加,云計算中心擴容帶動功率半導體用量提升。一方面,5G 具備更高的速率,其理論上能提供最高 10Gbps 的峰值傳輸速率,相比于 4G 100Mbps 的峰值速率提升了 100 倍,使得蜂窩網絡傳輸承載的數據量變大。另一方面,5G 大連接的特性推動了物聯網行業的發展,眾多物聯網終端均是數據的提供者。數據量的快速提升創造了巨大的數據運算需求,推動了云計算中心的擴容,整體運算功率提升,增加了 MOSFET 等功率半導體的應用需求。
4) 霧計算中心的出現帶來全新增量市場。與云計算相比,霧計算所采用的架構呈分布式,更接近網絡邊緣。霧計算將數據、數據處理和應用程序集中在網絡邊緣的設備中,數據的存儲及處理更依賴本地設備,本地運算設備的增加帶動 MOSFET 用量提升。
以上各領域的應用極大地拉動了 MOSFET 的需求,使得 MOSFET 需求持續旺盛。根據 IHS 的統計,全球 MOSFET 市場規模將由 2019 年的 76 億美元增長至 2023 年的 92 億美元以上。
二、上游晶圓產能緊張
MOSFET 的生產目前主要用8英寸及6英寸晶圓,6英寸晶圓主要用于平面工藝上的產品,以中壓和高壓 MOS 管為主,8英寸晶圓用在中低壓 MOS 上。12英寸片方面暫時不適宜 MOSFET 的應用,一方面,12英寸晶圓采用更低線寬的工藝制程,設備折舊成本高,更適合邏輯運算等領域;另一方面12英寸片進行 MOSFET 生產的技術成熟度不如8英寸片。
8英寸晶圓受多元化需求驅動,供給緊張。從產品結構來看,除了邏輯器件以外,200mm 晶圓主要用于制造模擬、分立器件、傳感器等成熟制程工藝產品。
受益于 5G 手機、物聯網、汽車和工業等下游領域需求的驅動,SEMI 預計從 2019 年到 2022 年,MEMS 和傳感器的晶圓需求預計將增長 25%,功率器件晶圓需求將增長 23%。從供給端來看,2022 年全球 200mm 晶圓產能相比 2019年預計將提高 70 萬片/月,總產能達到 650 萬片/月,相比于 2019 年增長 14%。供需綜合來看,未來兩年 200mm 晶圓的供給增速將落后于需求增速。
2020Q2 代工廠 8 寸片產能利用率已達到滿載。面對下游的強勁需求,華虹半導體(8 寸)、聯電(8 寸占比 46%)、世界先進(8 寸)、中芯國際(8 寸占比 75%)等廠商 2020Q2 產能利用率已經接近 100%。
三、國產替代空間巨大,需求持續存在缺口
根據 IHS 的統計,2019 年全球 MOSFET 市場規模為 76 億美元,國內市場占比達到 39%。而從MOSFET 分立器件全球市場格局來看,僅聞泰收購的安世半導體在全球占據了 3.8%的市場份額,其他國內廠商市場份額均不足 2%,國內廠商市場份額最多不超過 20%。因此,國內供需嚴重不匹配,國產替代空間巨大,未來較長時間內需求持續存在國產品無法滿足的缺口。
加劇的供需緊張態勢下,根據電子發燒友網的報道,國內已有兩家廠商發布漲價通知,10 月開始MOS 管漲幅將達 20%,國內廠商將迎來量價齊升的機遇。
MOSFET 需求旺盛,上游晶圓供給緊張,國產化趨勢進一步加劇了緊張的供需態勢,MOSFET 有望掀起提價潮,尤其是中低壓 MOSFET,從而帶來相關公司盈利的提升。利好具備制造能力的 IDM廠和功率半導體代工廠。而功率IDM企業不僅擁有豐富產能,可以最大限度吸收豐富訂單,同時在制造端擁有極強的成本優勢,將充分受益。
責任編輯:tzh
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