當下,全球市場對晶圓代工產能需求的迫切程度達到了歷史最高點,在此背景下,不只是傳統晶圓代工廠,一些IDM大廠也相繼擴大投資,如英特爾宣布將重點投入晶圓代工業務,SK海力士也宣布將擴大投入晶圓代工業務。
這波芯片缺貨潮主要由電源管理IC、顯示驅動IC引起,之后進一步蔓延至 MCU、NAND Flash控制芯片、NOR Flash、CIS等。全球性缺貨使得晶圓代工產能供不應求,出現大幅漲價、競標搶產能等前所未見的情況。臺積電認為,這種產能短缺現象,2023年之前恐怕無法緩解。
最近,有4家廠商在晶圓代工產能擴充方面有較大動作,引起了業內的關注,分別是SK海力士、臺積電、力積電和英特爾。
存儲IDM轉型
上周,SK海力士CEO暗示,將針對晶圓代工業務加大投資,因為這是該公司業務轉型的關鍵。
目前,晶圓代工業務僅占SK海力士營收的5%,還有很大的發展空間。該公司通過SK Hynix System IC子公司提供代工服務,最近,該子公司將其工廠從韓國清州遷到了中國無錫。
2020年,SK海力士通過參與基金間接購買了Key Foundry公司49.8%的股份,Key Foundry是從Magnachip剝離出來的晶圓代工業務更名而來。
SK Hynix System IC子公司和Key Foundry主要生產8英寸晶圓成熟制程芯片,從其CEO的表態來看,SK海力士希望能夠在先進制程方面有所突破。
由于SK海力士晶圓代工營收占整體營收不到5%,業界解讀,該公司可能會繼續收購晶圓代工廠或入股投資,以擴大晶圓代工業務比重。
從2016下半年到2018上半年,全球存儲器市場出現了大規模的缺貨和漲價狀況,因此,全球三大存儲器廠商三星、SK海力士和美光賺的盆滿缽滿。但從2018下半年開始,行情開始出現變化,DRAM和NAND Flash的價格一路下滑,因此,三星、SK海力士和美光的營收在一年多的時間內,從大起,轉為大落。
在這樣的情勢下,SK海力士對外宣布,要在今后幾年加大對非存儲業務的投入,重點關注晶圓代工和邏輯芯片,以降低風險,減小單一領域大起大落對公司營收的影響。
2018年2月,SK海力士宣布,將投資1070億美元建設4座晶圓廠,以鞏固其存儲芯片的行業地位。
由于手機基帶和AP處理器,以及汽車芯片等邏輯器件隨應用增加而供不應求,使得許多晶圓代工廠的 8 英寸產能處于滿載狀態。為了應對市場需求,2019年,SK海力士收購了邏輯芯片制造商美格納半導體 (MagnaChip)在韓國清州市的晶圓代工廠,以擴大其 8英寸晶圓生產線。
晶圓代工是臺積電的本行,而邏輯芯片,特別是采用先進制程的邏輯芯片(如手機基帶、AP芯片,CPU、FPGA等)是臺積電核心競爭力的體現,SK海力士在這方面大規模的投資計劃,客觀上在與臺積電競爭。
龍頭南京擴產
近期,臺積電宣布3年投資1000億美元擴建晶圓廠,上周,該公司還確認將投資28.87億美元擴充南京廠28nm制程工藝產能,每月增加4萬片晶圓產量,主要用于生產汽車芯片。
臺積電指出,目前臺灣地區的晶圓廠已經沒有潔塵室空間,只有南京廠有現成空間可用,可以直接設置生產線,有利于快速形成產能。
按照計劃,臺積電南京廠的28nm制程產能將于2022年下半年量產,2023年中達到4萬片晶圓/月的滿載產能目標。目前,臺積電的南京工廠主要生產16nm芯片,月產能約為2萬片晶圓。
臺積電南京廠于2015年立項,該廠從興建,到生產,再到盈利,幾乎是以火箭的速度進行,打破了臺積電多項紀錄,從動土到設備進廠只用了14個月,成為該公司建廠最快、上線最快的廠區,更重要的是,實現量產后的第二年就實現了盈利,這在整個半導體行業內也是罕見的。
反摩爾定律
3月下旬,力積電舉行了銅鑼12英寸晶圓廠動土典禮,總投資額達新臺幣2780億元,總產能每月10萬片,將從2023年起分期投產,滿載年產值超過600億元。
針對力積電銅鑼新廠的營運策略,力積電董事長黃崇仁獨創了反摩爾定律(Reverse-Moore‘s Law)來說明:一條12英寸晶圓生產線的投資動輒千億元新臺幣,3nm制程的12英寸新廠投資更接近6000億元,晶圓制造廠承受了極大的財務、技術和營運風險,而毛利率如果有20-30%就算不錯了,反觀IC設計和其他半導體周邊配套行業,卻享受著本小利厚的經營果實,Reverse-Moore’s Law就是要改變這種失衡的供應鏈結構,晶圓制造與其它上下游周邊行業必須要建立利潤共享、風險分擔的新合作模式,才能讓半導體產業健康發展下去。
預計該新廠將于明年 9 月裝機,第一期月產能 2.5 萬片,2023 年起分期投產,總產能估每月 10 萬片。
力積電曾是臺灣地區最大的DRAM廠,過去曾大賺,也有大虧,2012年因DRAM價格下跌沖擊,每股凈值變成負數,那之后,該公司重新調整運營策略,轉型為晶圓代工廠,除了替金士頓及晶豪科等代工DRAM外,也投入LCD驅動IC、電源管理IC、CMOS影像傳感器等晶圓代工業務。
2013年,力積電轉虧為盈,已經連續7年維持獲利。特別是2017和2018上半年存儲器缺貨漲價,使得力積電大賺,2018年利潤超過百億元新臺幣。但是,2018下半年以來,隨著半導體業景氣度下滑,特別是DRAM價格暴跌,使得力積電代工DRAM產能利用率較低。不過,近期全球晶圓代工產能嚴重短缺,給了力積電機會,加碼12英寸晶圓廠必須跟上。
除了投資產能之外,創新也是晶圓制造產業提升價值的方向;力積電是全球唯一同時擁有存儲和邏輯制程技術的晶圓代工廠商,雖然制程不是最尖端,但該公司善用獨特專長,已成功推出存儲與邏輯晶圓堆棧的Interchip技術,通過異質晶圓堆棧突破了芯片之間數據傳輸的瓶頸。
IDM龍頭加入戰團
在過去的十幾年里,在看到晶圓代工業務的逐步成熟、高效率,以及良好的業績之后,多家IDM大廠先后進入晶圓代工業,以尋求更好的發展機會。如前文提到的SK海力士,以及行業霸主英特爾。
英特爾于2013年跨入晶圓代工領域,但業務始終未能見到起色。當時,英特爾宣布采用自家的20nm制程工藝給Altera(后來被英特爾收購)代工生產FPGA,在業界引起了軒然大波,大概也就是從那時起,人們才相信英特爾真的想進入晶圓代工業了。后來,英特爾也正是宣布進入代工業,但由于長久運營的IDM模式與Foundry有著非常大的區別,轉型需要做非常大的調整,包括思維方式的調整,這對于習慣了IDM式高利潤的英特爾來說,確實是困難重重。
也正是從為Altera代工生產FPGA開始,英特爾似乎也看到了晶圓代工這一商業模式的可取之處,特別是在2012年前后,以及之后的幾年里,智能手機快速發展,高通就是憑借其在3G方面的提前布局,占領了先機,在當時的市場風光無限,市值一度超過了英特爾。而手機相關芯片,特別是處理器是晶圓代工市場的龍頭產品,三星和臺積電都因此大賺。這也刺激了英特爾,不但看到了代工生產芯片的巨大商機,從而進一步涉獵該領域。
基于此,今年3月,該IDM霸主借著新CEO上任,以及全球芯片產能嚴重短缺的契機,推出了IDM 2.0戰略,將重點投資晶圓代工產業,為此,英特爾還成立了新事業部,并宣示該業務將爭取像蘋果這種類型的客戶;據英特爾規劃,兩座新建晶圓廠將在 2024 年投產,屆時將有能力生產 7nm制程芯片。
結語
以上只列出了近期備受關注的幾個晶圓代工擴產項目,實際上,在產能嚴重短缺的當下,還有多家廠商宣布擴產,如聯電、中芯國際等,都在投資擴充產線,以抓住未來兩三年的訂單機會。相信這股晶圓代工擴產熱會在接下來的一年內越燒越旺。
原文標題:愈演愈烈的晶圓代工
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