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【芯观点】过时?8寸晶圆仍是一座金矿

李延·08-09 20:57·老杳吧  来源: 爱集微

先进制程不断演进的过程中,略显过时的8英寸晶圆代工却在闷声发大财。

近日,台湾地区的台积电、联华电子等晶圆代工厂,都已经提高了8英寸晶圆的制造报价,上调了10%~20%。

与之对应,中芯国际联合首席执行官赵海军也表示,因为5G应用的增加,0.18微米和0.15微米这两个成熟工艺的需求缺口特别大,且客户在市场上的盈利很高,所以中芯国际8英寸晶圆的平均售价会上涨。

这种情况从去年延续到了今年,使得中芯国际二季度相关晶圆业务的收入环比增长7%,同比增长25%,带动消费电子类业务收入增长。

世界先进(VIS)的8英寸晶圆生产线也出现了供不应求的局面,可见的订单已经延长至未来两个月。

根据VIS的报告,由于大尺寸显示驱动器IC(DDIC)、电源管理芯片(PWM IC),以及新收购的新加坡8英寸晶圆厂的订单增加,其2020年第二季度的收入环比增长4.9%,达到2.8亿美元,为连续第二个季度创历史新高。

新冠疫情是这波行情的催化剂。在家办公开始流行,对数据中芯和服务器的需求强劲增加,使得在处理器之外,PWM IC也有了更多的应用空间。同时,出于对PC和电视需求增加,DDIC也获得了更多的订单。当然,智能手机的需求疲软,使得小型DDIC的订单有了下滑。

电源管理、DDIC都是8英寸晶圆厂的主力产品,除此之外,MCU、传感器和无线连接产品也是8英寸厂的成熟工艺和特色工艺所擅长的。

这些都是物联网市场规模最大的几类芯片,销量一直在持续增加。为了赶上这波行情,各大晶圆厂在18年就开始扩产和新建8英寸晶圆厂。在2019年全球新建的15个晶圆厂项目中,8英寸项目就占到了50%以上。

代工之王台积电目前共有6座8英寸晶圆厂,与12英寸晶圆厂数量相同。提高8英寸晶圆的制造报价,也就意味着台积电8英寸晶圆厂的营收,在下半年会有明显提升。

如果回溯历史,2015年是8英寸晶圆厂重新爆发的元年。当时,基于成熟工艺的芯片需求突然激增,这些芯片可以在较旧的8英寸晶圆厂中生产,但因为没有对8英寸晶圆厂的持续投资,芯片制造商的产能已经不能满足需求。于是,从2016年到2018年,8英寸晶圆厂产能已售罄。

不过,对8英寸晶圆产能的需求也非直线上升。例如,2019年上半年的8英寸晶圆市场就曾降温,不过在年底开始了反弹。

这波反弹一直延续到2020年上半年,让晶圆厂的8英寸线满负荷运转。例如,联电在2020年第一季度的8英寸晶圆厂利用率就维持在90%的水平。“我们预计2020年第一季度后将有更高的8英寸利用率。”联电联席总裁Jason Wang在最近的电话会议上说。

在当前的全球市场,电源相关产品,例如、PMIC和分立器件,以及RF开关,MCU和显示驱动器IC仍是8英寸晶圆的主要支柱,MEMS传感器也是如此。

设备厂商对市场的感觉更为明显。尼康精密欧洲公司销售和营销副总裁斯Stuart Pinkney就说:“对于8英寸设备市场,2019年只是平缓增长一年, 2020/21年将会强劲增长。”

根据SEMI的数据,到2022年,全球8英寸装机容量预计将达到640万wpm,高于2019年的580万wpm。

然而,对晶圆厂来说,扩建或者新建8英寸晶圆厂也非易事。

首先是设备难寻。由于设备大厂早已停止生产8英寸设备,市场上8英寸设备一机难求。因此,一种选择是直接通过Fab设备供应商或OEM,其中许多都设有销售新的和翻新工具的部门。OEM在开发具有最新功能的8英寸设备,但价格不菲。另一个选择就是二手设备。

此外,8英寸设备的工艺分界线原来在90nm,现阶段已经上移至65nm等,导致8英寸生产线的投资金额大幅上升。

瑕不掩瑜,8英寸晶圆产业链的上中下游都呈现出满载状态。有限的供给和旺盛的多元化需求,大大提高行业的价值链变化,让市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。根据ICInsights的数据,到2021年,8英寸晶圆的IC产能仍将逐步增长,以可用硅晶圆面积计算,每年平均增长幅度为1.1%。

5G商用是不可逆的大趋势,将会成为延续多年的驱动力。5G智能手机规格升级,包括超薄屏下指纹辨识、飞时测距(ToF)及CMOS影像传感器(CIS)、电源管理IC及MOSFET、无线充电或有线快充控制IC等相关芯片,仍需求大量采用8英寸厂成熟制程量产。

同时,东京奥运前的4K/8K超高画质电视面板驱动IC及电源管理IC需求涌现,又吃掉不少8英寸晶圆代工产能。因此今年以来8英寸晶圆代工产能无法满足需求。

设备行业人士就指出,国际半导体设备厂多已停止或减少8英寸厂设备生产,二手设备也无法真正凑齐完整的8英寸晶圆生产线,因此要扩充产能只能靠着提高晶圆厂生产效率。由此来看,今年半导体市场上真正可量产的8寸晶圆厂产能增幅十分有限,8英寸晶圆代工市场上半年产能吃紧,下半年看来仍是供不应求。

当然,这也给了行业一个重新审视工艺的机会。虽然追逐先进制程是永恒的主题,但是老瓶装新酒的8英寸晶圆厂依然有巨大的潜力可挖。(校对/Andrew)

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