晶圓代工廠，瞄準(zhǔn)新賽道
晶圓代工廠，瞄準(zhǔn)新賽道
環(huán)顧當(dāng)下，疫情紅利消散，加上全球高通脹影響，以消費(fèi)電子為代表的多終端市場需求萎縮，導(dǎo)致供應(yīng)鏈庫存急劇攀升難以消化，市場疲軟之勢難以逆轉(zhuǎn)，半導(dǎo)體市場進(jìn)入下行周期。
在此形勢下，上游客戶砍單風(fēng)浪迅速蔓延至晶圓代工廠。面對客戶大動(dòng)作修正晶圓投片訂單，晶圓代工廠紛紛放緩?fù)顿Y/擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)積極調(diào)整產(chǎn)品組合，尋找新一輪的增長賽道。
汽車賽道首當(dāng)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(chǎn)能持續(xù)緊張：整體規(guī)模看，汽車芯片占整個(gè)集成電路市場的10%上下。但隨著汽車產(chǎn)業(yè)朝著智能化、電氣化等趨勢升級轉(zhuǎn)型，汽車芯片需求量正呈爆發(fā)式增長。
而另一邊，相比消費(fèi)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(dǎo)體等，供需矛盾仍十分緊張，仍面臨缺貨和溢價(jià)問題。
產(chǎn)業(yè)鏈模式調(diào)整：汽車芯片是競爭激烈且由歐美IDM廠商長期占據(jù)統(tǒng)治地位的“狼性地帶”，晶圓代工廠過去在汽車芯片領(lǐng)域的投資以及業(yè)務(wù)拓展意愿向來不足。但隨著汽車產(chǎn)業(yè)升級，芯片用量越來越大，且主控芯片、AI芯片以及數(shù)字座艙、自動(dòng)駕駛等芯片工藝制程正朝著高算力和先進(jìn)制程方向演進(jìn)，傳統(tǒng)汽車芯片供應(yīng)商提供的芯片越來越難以滿足主機(jī)廠對于產(chǎn)品的迭代速度、成本和性能要求，促使晶圓代工廠的業(yè)務(wù)重心也開始向該領(lǐng)域傾斜。
同時(shí)，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(shù)都開始選擇外包的代工模式，逐漸對臺積電等代工廠的產(chǎn)線依賴嚴(yán)重。
“缺芯潮”后，汽車產(chǎn)業(yè)鏈重塑：過去一年多時(shí)間里，不少汽車企業(yè)都因“缺芯”問題限制了整車產(chǎn)能。因此，深諳供應(yīng)鏈重要性的主機(jī)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(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。
多重因素驅(qū)動(dòng)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(jìn)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(qiáng)大的芯片需求越來越強(qiáng)烈，特別是自動(dòng)駕駛、智能座艙等領(lǐng)域，出于性能和功耗考慮，更傾向于采用先進(jìn)制程工藝。
對此，臺積電、三星兩家掌握尖端先進(jìn)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(shí)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(dá)等廠商推出的數(shù)字座艙和自動(dòng)駕駛芯片均依賴其先進(jìn)工藝制程，部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。
而在MCU領(lǐng)域，臺積電生產(chǎn)的汽車MCU已占據(jù)約70%的市場份額，英飛凌、ST、NXP、TI、瑞薩電子等MCU主要供應(yīng)商采用臺積電代工。中芯國際、華虹則是國內(nèi)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(wù)開發(fā)部負(fù)責(zé)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)。
產(chǎn)能規(guī)劃方面，2021年4月，臺積電投資187億人民幣擴(kuò)建南京晶圓代工廠，擴(kuò)建后的晶圓廠主要用于車規(guī)級晶圓生產(chǎn)，晶圓制造工藝由16nm轉(zhuǎn)變?yōu)?8nm，月產(chǎn)量也由2萬片晶圓提升至4萬片。擴(kuò)建廠區(qū)預(yù)計(jì)在2022年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，到2023年達(dá)到月產(chǎn)4萬片晶圓的標(biāo)準(zhǔn)。10月，臺積電再次傳來新廠建設(shè)的消息，擬于2022年在日本熊本縣建設(shè)22nm和28nm的晶圓制造產(chǎn)線，預(yù)計(jì)于2024年開始量產(chǎn)，該產(chǎn)線可能用于車規(guī)晶圓和家電晶圓的生產(chǎn)。
去年，臺積電還推出了N5A制程，聲稱這是世界上最先進(jìn)的汽車半導(dǎo)體技術(shù)，正在接受汽車行業(yè)嚴(yán)格的質(zhì)量、可靠性和功能安全標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，包括 AEC-Q100、ISO 26262 和 IATF16949，預(yù)計(jì)將于 2022 年第三季度發(fā)布。
數(shù)據(jù)顯示，2021年臺積電來自汽車板塊業(yè)務(wù)收入同比增長64%，位居所有行業(yè)的首位。
在手機(jī)與消費(fèi)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(chǎn)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(rèn)為這三大趨勢下，未來汽車半導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，順利試產(chǎn)32nm車規(guī)級MCU，這是韓國首款自主研發(fā)的車規(guī)級MCU產(chǎn)品。
據(jù)報(bào)道，三星還可能將在歐洲投資建設(shè)新的晶圓代工廠，因?yàn)楫?dāng)?shù)丶壑罅空嚭土悴考髽I(yè)，以此來加強(qiáng)其汽車芯片代工業(yè)務(wù)。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(jī)會(huì)，且公司正在積極尋找合適的并購標(biāo)的。
聯(lián)電：拿下關(guān)鍵認(rèn)證，通吃一線大廠
對于車用芯片布局，聯(lián)電強(qiáng)調(diào)，在公司營運(yùn)規(guī)劃上，車用芯片確實(shí)是作為布局特殊制程的聚焦領(lǐng)域和主軸之一。
據(jù)了解，聯(lián)電已拿下八大車用芯片領(lǐng)域關(guān)鍵認(rèn)證，涵蓋功率半導(dǎo)體、WiFi／藍(lán)牙等無線通訊應(yīng)用、毫米波雷達(dá)感測器、Auto AP、MCU、CIS感測器、OLED／LCD驅(qū)動(dòng)IC、MEMS傳感器等，幾乎所有車用芯片必備的認(rèn)證都已到手。
聯(lián)電官網(wǎng)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(shù)，適用于智能座艙、ADAS、車身控制、信息娛樂等應(yīng)用。
供應(yīng)鏈指出，聯(lián)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(lián)電喊出“有多少產(chǎn)能都收”。聯(lián)電向來不評論客戶與訂單，其強(qiáng)調(diào)，車用市場需求仍非常強(qiáng)勁，不僅本季產(chǎn)能利用率超過100%、持續(xù)供不應(yīng)求，預(yù)期到今年底供需也將依舊維持這種盛況。
格芯：擴(kuò)產(chǎn)汽車芯片產(chǎn)能
格芯是博世、大眾、英飛凌等汽車供應(yīng)商的主要芯片生產(chǎn)合作伙伴。2021年，格芯的汽車芯片出貨量已經(jīng)比2020年增加超一倍，但這仍然無法滿足市場的需求。格芯計(jì)劃在全球工廠投資超60億美元來為汽車芯片增產(chǎn)，但見效的時(shí)間還需要時(shí)日。
力積電：汽車市場將是下一個(gè)主流趨勢
據(jù)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(dǎo)體商機(jī)話題，兩人認(rèn)為車用芯片少部分是14nm以下先進(jìn)制程，多數(shù)還是28nm以上成熟制程，所以大家都有機(jī)會(huì)，而且?guī)淼纳虣C(jī)會(huì)比手機(jī)更多。黃崇仁看來，未來汽車在AI、自動(dòng)化的應(yīng)用會(huì)越來越多，汽車市場將是帶動(dòng)下波芯片設(shè)計(jì)及代工的主流趨勢。
華虹：挺進(jìn)車規(guī)級芯片市場
2021年6月，華虹半導(dǎo)體與嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體舉辦“華虹半導(dǎo)體車規(guī)級IGBT暨12英寸IGBT規(guī)模量產(chǎn)儀式”，并簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，此舉代表華虹半導(dǎo)體全面挺進(jìn)車規(guī)級芯片市場。
據(jù)華虹半導(dǎo)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(dá)半導(dǎo)的合作，成功研發(fā)了車用IGBT的技術(shù)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(chǎn)品在電機(jī)控制器、車載充電機(jī)OBC、空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)的電控及暖風(fēng)加熱OPC等應(yīng)用領(lǐng)域具有極強(qiáng)的競爭力。
晶合：車規(guī)認(rèn)證加速
晶合從2021年第一季度開始與部分優(yōu)質(zhì)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(shí)現(xiàn)110nm車載中控臺顯示驅(qū)動(dòng)芯片的量產(chǎn)，90nm車載監(jiān)控圖像傳感器芯片的量產(chǎn)，以及90nm車載操控區(qū)AMOLED液晶旋鈕顯示驅(qū)動(dòng)芯片的流片。
展望未來，晶合將從自身與產(chǎn)業(yè)鏈推動(dòng)車規(guī)級晶片代工業(yè)務(wù)發(fā)展。首先將持續(xù)推動(dòng)芯片研發(fā)和車規(guī)認(rèn)證工作，同時(shí)和更多客戶在車載芯片領(lǐng)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(qū)動(dòng)芯片和110nm顯示驅(qū)動(dòng)芯片的AEC-Q100 的認(rèn)證；此外，55nm顯示驅(qū)動(dòng)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(huì)于2022年相繼完成。
摩根士丹利在“車用電子全速前進(jìn)”為題的最新報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，將持續(xù)看好車用電子市場，預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將達(dá)2870億美元，年均復(fù)合成長率達(dá)12%，遠(yuǎn)高于智能手機(jī)和PC僅3%的水準(zhǔn)。
總的來說，車用芯片市場需求強(qiáng)勁，或?qū)⒊蔀橹稳虬雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)成長的重大驅(qū)動(dòng)力，也是晶圓代工廠接下來重點(diǎn)布局的賽道之一。
汽車之外，還有哪些賽道值得關(guān)注？
在全球總體經(jīng)濟(jì)能見度低迷，電子產(chǎn)品消費(fèi)力道未見起色的市況下，晶圓廠制程多元化及獨(dú)特性發(fā)展成為晶圓代工廠營運(yùn)關(guān)鍵。
面對當(dāng)前市場現(xiàn)狀，多家公司負(fù)責(zé)人在財(cái)報(bào)說明會(huì)上都發(fā)表了其對未來產(chǎn)能演變趨勢的看法：盡管消費(fèi)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(lǐng)域目前仍然處于火熱的情況，半導(dǎo)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(qiáng)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(fèi)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(qiáng)勁需求。展望未來，5nm和7nm將持續(xù)貢獻(xiàn)需求?！?/p>
有投資者在會(huì)上提問：“您認(rèn)為至2023年上半年的庫存調(diào)整周期會(huì)像2018-2019年那樣嗎？”臺積電認(rèn)為：“這次也是典型的周期調(diào)整，庫存調(diào)整可能會(huì)持續(xù)幾個(gè)季度至2023年上半年，但這次不會(huì)像2018年那樣的大衰退周期的調(diào)整?！?/p>
此外，臺積電還表示：“公司的資本支出和產(chǎn)能規(guī)劃基于市場的長期結(jié)構(gòu)性需求，而非近期因素。我們正在與客戶合作，規(guī)劃長期產(chǎn)能，并投資于先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，我們對長期增長仍然充滿信心。憑借領(lǐng)先的技術(shù)、產(chǎn)能和客戶的信任，臺積電有能力從5G和HPC相關(guān)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)性大趨勢中獲得多年的強(qiáng)勁增長?！逼渲?，HPC細(xì)分市場一直在穩(wěn)步上升，臺積電認(rèn)為最終將永久超越智能手機(jī)細(xì)分市場，成為臺積電的最大收入來源。
聯(lián)電表示，由于車用、工業(yè)、服務(wù)器等需求仍穩(wěn)定，一消一漲之下，消費(fèi)電子的疲軟將被其他強(qiáng)勁需求抵消。
三星電子：特色工藝與先進(jìn)工藝“兩開花”
韓國經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道稱，致力于開發(fā)最尖端半導(dǎo)體代工工藝的三星電子調(diào)整戰(zhàn)略方向，擴(kuò)大投資“傳統(tǒng)和特色”工藝。
據(jù)稱，三星電子半導(dǎo)體代工事業(yè)部計(jì)劃到2024年將傳統(tǒng)和特色工藝的數(shù)量增加10個(gè)以上。到2027年，三星電子的傳統(tǒng)和特色工藝產(chǎn)能將達(dá)到2018年的2.3倍。
簡單來說，半導(dǎo)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(dǎo)體代工企業(yè)從過去開始進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的過程中誕生的 "標(biāo)準(zhǔn)"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(jìn)行定制化改進(jìn)。
而在先進(jìn)工藝部分，三星認(rèn)為，隨著HPC、AI、5G/6G 連接和汽車應(yīng)用市場的顯著增長，對先進(jìn)半導(dǎo)體的需求急劇增加，這使得半導(dǎo)體工藝技術(shù)的創(chuàng)新對于代工客戶的業(yè)務(wù)成功至關(guān)重要。為此，三星強(qiáng)調(diào)了2027年將其最先進(jìn)的工藝技術(shù)1.4 nm用于量產(chǎn)的承諾，并計(jì)劃到2027年將其先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)能擴(kuò)大3倍以上。
整體來看，三星電子半導(dǎo)體代工事業(yè)部的計(jì)劃是到2027年將規(guī)模擴(kuò)大兩倍，其中移動(dòng)仍然是最大的細(xì)分市場，但HPC/汽車市場將增長3.5倍，幾乎達(dá)到同樣規(guī)模。預(yù)計(jì)到2027年，包括HPC和汽車在內(nèi)的非移動(dòng)應(yīng)用預(yù)計(jì)將超過其代工產(chǎn)品組合的50%。
中芯國際：調(diào)整產(chǎn)能分配，動(dòng)態(tài)契合市場
中芯國際表示：“客戶的需求出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的變化，公司從去年底開始已經(jīng)及時(shí)將產(chǎn)能分配做了一些調(diào)整，將產(chǎn)能轉(zhuǎn)換做一些需求旺盛的領(lǐng)域以及一些增量市場。”
從中芯國際的營收構(gòu)成來看，智能手機(jī)業(yè)務(wù)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(jī)營收占比出現(xiàn)小幅下滑，但中芯國際的產(chǎn)能利用率并未像外界猜測般出現(xiàn)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(chǎn)能分配進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性分化的趨勢，智能手機(jī)仍然在消化庫存，消費(fèi)電子需求疲軟，而以物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、人工智能、新能源汽車等為代表的新興增量市場對產(chǎn)能和技術(shù)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(qiáng)與客戶，尤其是與終端整機(jī)公司的溝通，充分了解市場實(shí)際需求的情況，提前戰(zhàn)略性調(diào)整產(chǎn)能，削減大屏LGD driver、指紋識別、低端CIS等市場逐步飽和的產(chǎn)能，避免無序競爭，增加模擬和數(shù)?；旌项愄厣に嚠a(chǎn)品，如電源管理、高端MCU、OLED driver、WiFi 6等差異化平臺的產(chǎn)能，動(dòng)態(tài)契合快速變化的市場，滿足終端不同應(yīng)用的場景需求，積極開拓增量。
華虹：推進(jìn)多元化發(fā)展戰(zhàn)略
華虹在財(cái)報(bào)中透露，在需求出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性分化的市場環(huán)境下，華虹將堅(jiān)定不移地推進(jìn)多元化發(fā)展戰(zhàn)略，將更多先進(jìn)“特色I(xiàn)C+功率器件”工藝布局到“8英寸+12英寸”生產(chǎn)平臺，為全球客戶提供更全面、更優(yōu)質(zhì)的特色工藝晶圓代工技術(shù)與服務(wù)。
華虹總裁兼執(zhí)行董事唐均君也表示，為進(jìn)一步鞏固公司在特色工藝領(lǐng)域的龍頭地位，把握汽車電子、新能源等新興市場的機(jī)遇，華虹將堅(jiān)定特色工藝高品質(zhì)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(chǎn)品解決方案。
此外，部分晶圓代工廠也在發(fā)力第三代半導(dǎo)體賽道。對此，半導(dǎo)體行業(yè)觀察在此前文章《代工廠布陣第三代半導(dǎo)體》中進(jìn)行過概述。
第三代具備高功率、高頻率、低損耗的特點(diǎn)，在功率器件上有一定的優(yōu)勢。隨著電動(dòng)車的發(fā)展，寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展非常快，普及度也非常廣。從當(dāng)前布局來看，臺積電、聯(lián)電、世界先進(jìn)等各大代工廠都已經(jīng)加入這場競爭激烈的第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)役中。
當(dāng)前聯(lián)電、世界先進(jìn)都已經(jīng)向8英寸邁進(jìn)，相信在不遠(yuǎn)的將來，代工廠們在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的付出會(huì)相繼顯現(xiàn)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)也將變得更加旺盛。
寫在最后
經(jīng)過過去一年“缺芯漲價(jià)”的大行情后，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)供需趨勢已經(jīng)從全面緊缺向結(jié)構(gòu)性緊缺轉(zhuǎn)移。
消費(fèi)電子、手機(jī)等存量市場進(jìn)入了去庫存階段，面對客戶大動(dòng)作修正晶圓投片訂單，晶圓代工廠紛紛放緩擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)積極調(diào)整產(chǎn)品組合至汽車、工控、5G、物聯(lián)網(wǎng)等拉貨力道較為穩(wěn)定的應(yīng)用。
可見，在全球總體經(jīng)濟(jì)能見度低迷、電子產(chǎn)品消費(fèi)力道未見起色的市況下，晶圓代工廠制程多元化布局，動(dòng)態(tài)調(diào)整產(chǎn)品和產(chǎn)能結(jié)構(gòu)及獨(dú)特性發(fā)展成為晶圓代工廠發(fā)展的關(guān)鍵，也是其在大浪淘沙中穿越產(chǎn)業(yè)周期迷霧，尋求新增長曲線的訣竅所在。
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