晶圓代工廠，瞄準新賽道
晶圓代工廠，瞄準新賽道
環(huán)顧當下，疫情紅利消散，加上全球高通脹影響，以消費電子為代表的多終端市場需求萎縮，導致供應鏈庫存急劇攀升難以消化，市場疲軟之勢難以逆轉，半導體市場進入下行周期。
在此形勢下，上游客戶砍單風浪迅速蔓延至晶圓代工廠。面對客戶大動作修正晶圓投片訂單，晶圓代工廠紛紛放緩投資/擴產進度，同時積極調整產品組合，尋找新一輪的增長賽道。
汽車賽道首當其中
晶圓代工廠之所以積極布局汽車芯片賽道，究其原因：
汽車市場增量大，產能持續(xù)緊張：整體規(guī)?？矗囆酒颊麄€集成電路市場的10%上下。但隨著汽車產業(yè)朝著智能化、電氣化等趨勢升級轉型，汽車芯片需求量正呈爆發(fā)式增長。
而另一邊，相比消費電子市場的疲軟態(tài)勢，汽車行業(yè)所需的芯片卻仍然緊張，如車規(guī)級MCU、接口芯片、電源芯片、功率半導體等，供需矛盾仍十分緊張，仍面臨缺貨和溢價問題。
產業(yè)鏈模式調整：汽車芯片是競爭激烈且由歐美IDM廠商長期占據統(tǒng)治地位的“狼性地帶”，晶圓代工廠過去在汽車芯片領域的投資以及業(yè)務拓展意愿向來不足。但隨著汽車產業(yè)升級，芯片用量越來越大，且主控芯片、AI芯片以及數字座艙、自動駕駛等芯片工藝制程正朝著高算力和先進制程方向演進，傳統(tǒng)汽車芯片供應商提供的芯片越來越難以滿足主機廠對于產品的迭代速度、成本和性能要求，促使晶圓代工廠的業(yè)務重心也開始向該領域傾斜。
同時，傳統(tǒng)汽車芯片廠商近年來開始輕制造化，尤其是AI芯片、汽車MCU等絕大多數都開始選擇外包的代工模式，逐漸對臺積電等代工廠的產線依賴嚴重。
“缺芯潮”后，汽車產業(yè)鏈重塑：過去一年多時間里，不少汽車企業(yè)都因“缺芯”問題限制了整車產能。因此，深諳供應鏈重要性的主機廠開始選擇跳過Tier1等中間廠商，直接與芯片企業(yè)和代工廠對接，降低芯片供應風險。
多重因素驅動下，晶圓代工廠開始看好車用芯片市場，紛紛加大布局力度。
臺積電：拿下70%車規(guī)級MCU市場，發(fā)力先進制程汽車芯片
隨著汽車功能越來越豐富，需要處理的功能越來越多，以及集中控制等需求，市場對功能強大的芯片需求越來越強烈，特別是自動駕駛、智能座艙等領域，出于性能和功耗考慮，更傾向于采用先進制程工藝。
對此，臺積電、三星兩家掌握尖端先進制造工藝的晶圓代工廠充分受益。
今年5月，恩智浦宣布采用臺積電5nm制程工藝打造新一代S32系列車用處理器。同時宣布，已與臺積電合作開發(fā)5nm ASIL D安全等級的SoC芯片；另外，高通、英偉達等廠商推出的數字座艙和自動駕駛芯片均依賴其先進工藝制程，部分產品已實現量產裝車。
而在MCU領域，臺積電生產的汽車MCU已占據約70%的市場份額，英飛凌、ST、NXP、TI、瑞薩電子等MCU主要供應商采用臺積電代工。中芯國際、華虹則是國內MCU主要代工企業(yè)。
在“2022全球智慧車高峰論壇”上，臺積電車用&微控制器業(yè)務開發(fā)部負責人林振銘表示，臺積電全力支持車用電子發(fā)展，2021年加碼50%產能，后來依然不夠用，因此2022年也在持續(xù)加碼，臺積電將全力支持汽車產業(yè)。
產能規(guī)劃方面，2021年4月，臺積電投資187億人民幣擴建南京晶圓代工廠，擴建后的晶圓廠主要用于車規(guī)級晶圓生產，晶圓制造工藝由16nm轉變?yōu)?8nm，月產量也由2萬片晶圓提升至4萬片。擴建廠區(qū)預計在2022年下半年實現量產，到2023年達到月產4萬片晶圓的標準。10月，臺積電再次傳來新廠建設的消息，擬于2022年在日本熊本縣建設22nm和28nm的晶圓制造產線，預計于2024年開始量產，該產線可能用于車規(guī)晶圓和家電晶圓的生產。
去年，臺積電還推出了N5A制程，聲稱這是世界上最先進的汽車半導體技術，正在接受汽車行業(yè)嚴格的質量、可靠性和功能安全標準的認證，包括 AEC-Q100、ISO 26262 和 IATF16949，預計將于 2022 年第三季度發(fā)布。
數據顯示，2021年臺積電來自汽車板塊業(yè)務收入同比增長64%，位居所有行業(yè)的首位。
在手機與消費電子相對疲弱之際，林振銘還建議車廠與車用芯片廠商建立緩沖庫存，提早做好產能規(guī)劃，避免芯片短缺問題。
談及未來汽車市場發(fā)展，林振銘看好ADAS、車用通信系統(tǒng)升級、域控制器三大發(fā)展趨勢，其認為這三大趨勢下，未來汽車半導體用量將持續(xù)增加。
三星：規(guī)劃汽車芯片新工廠
三星也是先進制程汽車芯片的受益者之一。其中，安霸以智能座艙為主戰(zhàn)場的5nm CV5芯片，以及繼特斯拉HW 3.0處理器后的7nm HW 4.0訂單均由三星代工打造。
2021年4月，為緩解芯片短缺的問題，三星助力韓國Telechips半導體設計公司，順利試產32nm車規(guī)級MCU，這是韓國首款自主研發(fā)的車規(guī)級MCU產品。
據報道，三星還可能將在歐洲投資建設新的晶圓代工廠，因為當地集聚著大量整車和零部件企業(yè)，以此來加強其汽車芯片代工業(yè)務。三星高管近期對外表態(tài)，公司將汽車芯片如ADAS、信息娛樂、存儲等視為重要機會，且公司正在積極尋找合適的并購標的。
聯電：拿下關鍵認證，通吃一線大廠
對于車用芯片布局，聯電強調，在公司營運規(guī)劃上，車用芯片確實是作為布局特殊制程的聚焦領域和主軸之一。
據了解，聯電已拿下八大車用芯片領域關鍵認證，涵蓋功率半導體、WiFi／藍牙等無線通訊應用、毫米波雷達感測器、Auto AP、MCU、CIS感測器、OLED／LCD驅動IC、MEMS傳感器等，幾乎所有車用芯片必備的認證都已到手。
聯電官網顯示，旗下車用制程涵蓋0.5μm到22nm，包含邏輯、高壓制程、BCD制程、嵌入式非易失存儲和MEMS技術，適用于智能座艙、ADAS、車身控制、信息娛樂等應用。
供應鏈指出，聯電已取得英飛凌、恩智浦、德州儀器、微芯科技等車用芯片大廠大單，這些客戶在全球車用芯片市占總和超過三成，聯電喊出“有多少產能都收”。聯電向來不評論客戶與訂單，其強調，車用市場需求仍非常強勁，不僅本季產能利用率超過100%、持續(xù)供不應求，預期到今年底供需也將依舊維持這種盛況。
格芯：擴產汽車芯片產能
格芯是博世、大眾、英飛凌等汽車供應商的主要芯片生產合作伙伴。2021年，格芯的汽車芯片出貨量已經比2020年增加超一倍，但這仍然無法滿足市場的需求。格芯計劃在全球工廠投資超60億美元來為汽車芯片增產，但見效的時間還需要時日。
力積電：汽車市場將是下一個主流趨勢
據力積電董事長黃崇仁透露，曾和臺積電總裁魏哲家討論過車用半導體商機話題，兩人認為車用芯片少部分是14nm以下先進制程，多數還是28nm以上成熟制程，所以大家都有機會，而且?guī)淼纳虣C會比手機更多。黃崇仁看來，未來汽車在AI、自動化的應用會越來越多，汽車市場將是帶動下波芯片設計及代工的主流趨勢。
華虹：挺進車規(guī)級芯片市場
2021年6月，華虹半導體與嘉興斯達半導體舉辦“華虹半導體車規(guī)級IGBT暨12英寸IGBT規(guī)模量產儀式”，并簽訂戰(zhàn)略合作協議，此舉代表華虹半導體全面挺進車規(guī)級芯片市場。
據華虹半導體介紹，針對車規(guī)級IGBT大電流、低損耗、耐高溫、更高安全性的特別要求，為車規(guī)級IGBT芯片的研發(fā)已搭建了良好的工藝平臺，通過和斯達半導的合作，成功研發(fā)了車用IGBT的技術方案。在大電流、高可靠性、小尺寸等各方面全力優(yōu)化之下，產品在電機控制器、車載充電機OBC、空調電動壓縮機的電控及暖風加熱OPC等應用領域具有極強的競爭力。
晶合：車規(guī)認證加速
晶合從2021年第一季度開始與部分優(yōu)質客戶合作開展車載芯片的研發(fā)，截止到2022年第一季度，已實現110nm車載中控臺顯示驅動芯片的量產，90nm車載監(jiān)控圖像傳感器芯片的量產，以及90nm車載操控區(qū)AMOLED液晶旋鈕顯示驅動芯片的流片。
展望未來，晶合將從自身與產業(yè)鏈推動車規(guī)級晶片代工業(yè)務發(fā)展。首先將持續(xù)推動芯片研發(fā)和車規(guī)認證工作，同時和更多客戶在車載芯片領域更廣泛合作，包含觸控顯示整合車載芯片、車載指紋識別芯片、車載微處理器及車載功率芯片。
目前晶合已完成90nm顯示驅動芯片和110nm顯示驅動芯片的AEC-Q100 的認證；此外，55nm顯示驅動芯片、110nm微處理器芯片、110nm電源管理芯片以及90nm圖像傳感器芯片的AEC-Q100 也會于2022年相繼完成。
摩根士丹利在“車用電子全速前進”為題的最新報告中強調，將持續(xù)看好車用電子市場，預計2025年市場規(guī)模將達2870億美元，年均復合成長率達12%，遠高于智能手機和PC僅3%的水準。
總的來說，車用芯片市場需求強勁，或將成為支撐全球半導體產業(yè)繼續(xù)成長的重大驅動力，也是晶圓代工廠接下來重點布局的賽道之一。
汽車之外，還有哪些賽道值得關注？
在全球總體經濟能見度低迷，電子產品消費力道未見起色的市況下，晶圓廠制程多元化及獨特性發(fā)展成為晶圓代工廠營運關鍵。
面對當前市場現狀，多家公司負責人在財報說明會上都發(fā)表了其對未來產能演變趨勢的看法：盡管消費電子需求疲軟，但東邊不亮西邊亮，比如HPC、汽車芯片、工業(yè)控制、AIoT等領域目前仍然處于火熱的情況，半導體行業(yè)的“冰與火之歌”正在上演。
臺積電：5G和HPC市場增長強勁
以全球晶圓代工龍頭臺積電為例，其營業(yè)收入的來源多種多樣，并不單純的依賴于消費電子。臺積電表示：“從近期景氣度看，22Q2增長主要受益于HPC、IoT以及汽車的強勁需求。展望未來，5nm和7nm將持續(xù)貢獻需求?！?/p>
有投資者在會上提問：“您認為至2023年上半年的庫存調整周期會像2018-2019年那樣嗎？”臺積電認為：“這次也是典型的周期調整，庫存調整可能會持續(xù)幾個季度至2023年上半年，但這次不會像2018年那樣的大衰退周期的調整。”
此外，臺積電還表示：“公司的資本支出和產能規(guī)劃基于市場的長期結構性需求，而非近期因素。我們正在與客戶合作，規(guī)劃長期產能，并投資于先進節(jié)點，我們對長期增長仍然充滿信心。憑借領先的技術、產能和客戶的信任，臺積電有能力從5G和HPC相關應用的結構性大趨勢中獲得多年的強勁增長?！逼渲?，HPC細分市場一直在穩(wěn)步上升，臺積電認為最終將永久超越智能手機細分市場，成為臺積電的最大收入來源。
聯電表示，由于車用、工業(yè)、服務器等需求仍穩(wěn)定，一消一漲之下，消費電子的疲軟將被其他強勁需求抵消。
三星電子：特色工藝與先進工藝“兩開花”
韓國經濟新聞報道稱，致力于開發(fā)最尖端半導體代工工藝的三星電子調整戰(zhàn)略方向，擴大投資“傳統(tǒng)和特色”工藝。
據稱，三星電子半導體代工事業(yè)部計劃到2024年將傳統(tǒng)和特色工藝的數量增加10個以上。到2027年，三星電子的傳統(tǒng)和特色工藝產能將達到2018年的2.3倍。
簡單來說，半導體代工工藝大致分為最尖端工藝、傳統(tǒng)工藝和特色工藝。傳統(tǒng)工藝是10nm、14nm、28nm、65nm、180nm等半導體代工企業(yè)從過去開始進行技術開發(fā)的過程中誕生的 "標準"工藝，也就是“舊工藝”，而特色工藝是針對特定客戶公司將傳統(tǒng)工藝進行定制化改進。
而在先進工藝部分，三星認為，隨著HPC、AI、5G/6G 連接和汽車應用市場的顯著增長，對先進半導體的需求急劇增加，這使得半導體工藝技術的創(chuàng)新對于代工客戶的業(yè)務成功至關重要。為此，三星強調了2027年將其最先進的工藝技術1.4 nm用于量產的承諾，并計劃到2027年將其先進節(jié)點的產能擴大3倍以上。
整體來看，三星電子半導體代工事業(yè)部的計劃是到2027年將規(guī)模擴大兩倍，其中移動仍然是最大的細分市場，但HPC/汽車市場將增長3.5倍，幾乎達到同樣規(guī)模。預計到2027年，包括HPC和汽車在內的非移動應用預計將超過其代工產品組合的50%。
中芯國際：調整產能分配，動態(tài)契合市場
中芯國際表示：“客戶的需求出現了結構性的變化，公司從去年底開始已經及時將產能分配做了一些調整，將產能轉換做一些需求旺盛的領域以及一些增量市場?！?/p>
從中芯國際的營收構成來看，智能手機業(yè)務在今年第一季度的營收占比僅為28.7%，去年第四季度則為31.2%，即便智能手機營收占比出現小幅下滑，但中芯國際的產能利用率并未像外界猜測般出現下降，反而從去年第四季度的99.4%上升至100.4%。這也意味著，中芯國際早已開始對產能分配進行了切換。
中芯國際CEO趙海軍博士透露，在不同周期的疊加下，不同應用領域出現了結構性分化的趨勢，智能手機仍然在消化庫存，消費電子需求疲軟，而以物聯網、數據中心、人工智能、新能源汽車等為代表的新興增量市場對產能和技術創(chuàng)新提出了更高的要求。
中芯國際從去年開始基建布局，加強與客戶，尤其是與終端整機公司的溝通，充分了解市場實際需求的情況，提前戰(zhàn)略性調整產能，削減大屏LGD driver、指紋識別、低端CIS等市場逐步飽和的產能，避免無序競爭，增加模擬和數?；旌项愄厣に嚠a品，如電源管理、高端MCU、OLED driver、WiFi 6等差異化平臺的產能，動態(tài)契合快速變化的市場，滿足終端不同應用的場景需求，積極開拓增量。
華虹：推進多元化發(fā)展戰(zhàn)略
華虹在財報中透露，在需求出現結構性分化的市場環(huán)境下，華虹將堅定不移地推進多元化發(fā)展戰(zhàn)略，將更多先進“特色IC+功率器件”工藝布局到“8英寸+12英寸”生產平臺，為全球客戶提供更全面、更優(yōu)質的特色工藝晶圓代工技術與服務。
華虹總裁兼執(zhí)行董事唐均君也表示，為進一步鞏固公司在特色工藝領域的龍頭地位，把握汽車電子、新能源等新興市場的機遇，華虹將堅定特色工藝高品質發(fā)展，繼續(xù)專注于深耕非易失性存儲器、功率器件、模擬和電源管理、邏輯和射頻及其他特色工藝平臺，為全球客戶提供卓越的產品解決方案。
此外，部分晶圓代工廠也在發(fā)力第三代半導體賽道。對此，半導體行業(yè)觀察在此前文章《代工廠布陣第三代半導體》中進行過概述。
第三代具備高功率、高頻率、低損耗的特點，在功率器件上有一定的優(yōu)勢。隨著電動車的發(fā)展，寬禁帶半導體的發(fā)展非?？?，普及度也非常廣。從當前布局來看，臺積電、聯電、世界先進等各大代工廠都已經加入這場競爭激烈的第三代半導體戰(zhàn)役中。
當前聯電、世界先進都已經向8英寸邁進，相信在不遠的將來，代工廠們在第三代半導體領域的付出會相繼顯現，這個產業(yè)也將變得更加旺盛。
寫在最后
經過過去一年“缺芯漲價”的大行情后，整個半導體行業(yè)供需趨勢已經從全面緊缺向結構性緊缺轉移。
消費電子、手機等存量市場進入了去庫存階段，面對客戶大動作修正晶圓投片訂單，晶圓代工廠紛紛放緩擴產進度，同時積極調整產品組合至汽車、工控、5G、物聯網等拉貨力道較為穩(wěn)定的應用。
可見，在全球總體經濟能見度低迷、電子產品消費力道未見起色的市況下，晶圓代工廠制程多元化布局，動態(tài)調整產品和產能結構及獨特性發(fā)展成為晶圓代工廠發(fā)展的關鍵，也是其在大浪淘沙中穿越產業(yè)周期迷霧，尋求新增長曲線的訣竅所在。
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