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晶圓供需深度剖析+盤點全球90餘家8英寸晶圓廠產能(附表)

近期,芯片行業漲價潮一波接一波,搶貨、恐慌性下單成為業內采購的日常。追根朔源,此次芯片漲價與上遊晶圓產能相關。從去年10月開始,8英寸晶圓產能緊缺問題特別突出,並由此引發了下遊芯片供應緊張、大規模漲價。在這樣的背景下,《國際電子商情》統計了全球30餘家企業、90多個8英寸晶圓廠的產能(詳見文末),分析了8英寸晶圓供需現狀及趨勢等問題。

8英寸晶圓的需求來自哪裏?

從去年下半年開始,晶圓產能緊張的熱度居高不下。大家都在談8英寸晶圓需求旺盛,但其中究竟包括了哪些需求?具體來看,主要由多重因素疊加所致。《國際電子商情》在下文做了詳細的分析。Wexesmc

首先,新冠疫情引發的“宅經濟”,加強了居家辦公、在線教育、視頻會議等應用,與其息息相關的筆記本電腦、平板電腦等電子產品暢銷,推升了CIS、功率器件、電源管理器件等需求。多家研究機構發布的數據顯示,全球PC市場受疫情因素影響正在加速增長。據Gartner統計,去年全球PC出貨量為2.75億台,同比增長4.8%,是十年來最高增幅。Wexesmc

其次,2020年是5G商用元年,智能手機從4G向5G轉移,後者配置了更多的射頻、CIS等器件。以射頻PA芯片(6μm到65nm不等)使用數量為例,2G/3G手機配備1-2顆,4G手機平均配置3-6顆,5G手機甚至可配備16顆。2020年年中,Counterpoint Research發布報告稱,智能手機CIS的銷量在過去十年間增長了八倍。預估2020年全年,智能手機用CIS的出貨量突破50億顆。Wexesmc

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表1. 5G和4G手機對射頻、CIS器件的需求Wexesmc

又據Digitimes Research數據顯示:去年,全球約銷售了2.8-3億部5G手機(2019年5G手機出貨量為2000萬部)。Fabless巨頭高通也預測,到2023年,全球5G手機出貨量將超過10億部。Wexesmc

再次,新能源汽車帶動IGBT、SiC以及SJ MOSFET需求。據麥肯錫統計,平均每輛傳統汽車中功率器件的成本為118美元,而純電動汽車功率器件的成本為387美元,後者功率器件成本是前者的3.28倍。Wexesmc

另外,去年12月,中國汽車工業協會副秘書長葉盛基表示,預計到2021年,我國新能源汽車銷量增速將超過30%,達到180萬輛。Wexesmc

假設每輛新能源汽車(包括純電動汽車和混合動力汽車)平均有370美元的功率半導體成本。2021年,僅在新能源汽車上,就會有6.66億美元的功率器件需求傳導至8英寸晶圓。Wexesmc

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圖1 每輛純電動汽車和傳統汽車功率器件成本結構(製圖:國際電子商情 數據來源:麥肯錫)Wexesmc

然後,5G基站促使MOSFET、電源管理IC需求大幅提升。國內累計開通的5G基站數量,在去年10月就已經超過70萬座。5G信號頻率高於4G基站,其信號的衰減速度也更快,這要求5G基站部署密度不能低於4G基站。當前,我國共計314萬座4G基站,要實現全國5G網絡覆蓋,預計需要建設600萬座5G基站。Wexesmc

最後,雲計算中心擴容提升功率半導體需求。5G商用正在帶來海量的數據爆發,這對雲服務數據中心的擴容也提出了要求,將帶動電源管理模塊的需求。Wexesmc

除了上述因素之外,其他需求也值得關注。比如,在國際貿易局勢和新冠疫情雙重壓力下,一些企業為保證後續的貨源穩定,選擇提前簽訂長期供貨合約;6英寸晶圓關廠趨勢明顯,TI、瑞薩、ADI 等廠商計劃在未來 1-3 年內,關閉旗下全部或部分6寸晶圓廠,導致產能需求轉向8英寸;IC設計企業創業潮興起,截至2020年年底,我國已經存在1萬多家芯片設計企業,這也將加劇相關晶圓產能的緊張。Wexesmc

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圖2 全球8英寸晶圓市場需求結構百分比% 製表:國際電子商情 來源:SEMI、企業年報Wexesmc

《國際電子商情》在綜合SEMI和企業年報數據基礎上統計出,全球8英寸晶圓市場主要由7類器件構成——其中,MOS邏輯器件約占25%,模擬器件約占22%,光電器件約占16%,功率分立器件約占15%,微邏輯器件約占9%,存儲器件約占8%,傳感器約占5%。Wexesmc

上述器件在快速增長的5G手機、汽車、物聯網等領域有較好的應用,給上遊的8英寸晶圓廠帶來了極大的產能壓力。Wexesmc

新增晶圓產能將創新高,但仍無法填補完空缺

在很長一段時間裏,8英寸晶圓一直被視為落後產線,其關鍵設備也麵臨停產的困擾。據SEMI數據顯示,全球8英寸晶圓產線數量,在2007年達到200條的巔峰。2008年,受全球金融危機影響,8英寸產線數量開始走下坡路;直到2015年,全球範圍內隻剩下178條產線。Wexesmc

隨著物聯網體係在2015年逐漸鋪開,智能產品、工業/汽車電子應用需求激增,帶來了MCU、電源管理IC、指紋識別IC等器件的大幅增長。此後,業內傳出了8英寸晶圓緊張的消息,一些廠商也開始加強對8英寸晶圓的投資。到2020年,全球8英寸產線恢複到191條,相當於2008年的水平,2021年預計將達到202條,超過2007年的高峰。Wexesmc

·8英寸晶圓向12英寸轉移有限

一般來說,晶圓的尺寸越大,其平均到每顆芯片的成本就越低。從長遠上看,在良率相同的情況下,麵積越大的晶圓帶來的利潤率越高。對廠商而言,如果條件允許,它們更傾向於投資12英寸晶圓。同時,一些原本基於8英寸晶圓的芯片,正切換到12英寸晶圓上來,但進程較緩慢,僅不到三分之一的模擬和混合信號器件完成轉移。

  • 求博主推個封測的產能附錄,打call
原創
本文為國際電子商情原創文章,未經授權禁止轉載。請尊重知識產權,違者本司保留追究責任的權利。
李晉
國際電子商情助理產業分析師,專注汽車電子、人工智能、消費電子等領域的市場及供應鏈趨勢。
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