相較于3納米/2納米這樣的先進(jìn)制程,,在成熟制程領(lǐng)域的看客似乎越來(lái)越多,。一方面是因?yàn)槌墒熘瞥淌袌?chǎng)種類(lèi)百花齊放,,有模擬芯片,、功率半導(dǎo)體,、MCU,、射頻芯片等等,。再就是鎖定這塊市場(chǎng)的晶圓代工業(yè)者愈發(fā)多,隨著臺(tái)積電和三星開(kāi)始反攻成熟制程,,對(duì)于成熟制程晶圓廠商來(lái)說(shuō),,挑戰(zhàn)愈發(fā)大。最后還有在細(xì)分領(lǐng)域小而美的專(zhuān)業(yè)代工業(yè)者正在不斷蓄力,。成熟制程領(lǐng)域粥多僧多,,競(jìng)爭(zhēng)正處于前所未有的激烈。
先進(jìn)制程玩家反攻成熟制程
過(guò)往,,在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下,,晶圓廠一直在緊追先進(jìn)工藝,這場(chǎng)決賽的最后僅剩臺(tái)積電,、三星和英特爾這幾家,。隨著先進(jìn)制程逐漸逼近極限,現(xiàn)在這些晶圓代工廠開(kāi)始反攻成熟制程,,他們開(kāi)始紛紛大幅擴(kuò)產(chǎn)成熟工藝,,這是前所未有的現(xiàn)象。不過(guò)也表露出成熟制程的市場(chǎng)空間,,以臺(tái)積電為例,,其傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(16nm及以上成熟制程)的份額占其2021年收入的50%。
臺(tái)積電早在去年就放出要擴(kuò)產(chǎn)成熟產(chǎn)能的信號(hào),。為了解決車(chē)用及工控等芯片產(chǎn)能短缺問(wèn)題,,臺(tái)積電今年在高壓及電源管理IC、MEMS微機(jī)電及CMOS影像傳感器,、嵌入式快閃存儲(chǔ)器(eFlash)等特殊成熟制程領(lǐng)域大幅擴(kuò)產(chǎn),,資本支出達(dá)到過(guò)去三年平均支出的3.5倍,今年特殊成熟制程產(chǎn)能會(huì)較去年增加14%,,占整體成熟制程比重亦將提升到63%,。臺(tái)積電要擴(kuò)產(chǎn)的成熟工藝工廠主要有3個(gè):臺(tái)積電高雄Fab 22廠區(qū)將興建P1~P2廠,,還有就是南科Fab 14廠區(qū)P8廠,這些都將用來(lái)支援特殊成熟制程,。
三星在最近的年報(bào)中也披露今年將擴(kuò)大成熟制程晶圓代工布局,,主要是CIS所需的成熟制程產(chǎn)能,此舉勢(shì)必將瓜分聯(lián)電,、世界先進(jìn),、格芯等主攻成熟制程的晶圓廠訂單。三星也將繼續(xù)推出通過(guò)改進(jìn)成熟工藝,、提高性能和成本競(jìng)爭(zhēng)力的衍生工藝技術(shù),。三星還提到,中長(zhǎng)期將擴(kuò)大成熟制程產(chǎn)能,,并且不排除蓋新廠,,但三星并未揭露投資金額、新產(chǎn)能規(guī)畫(huà)等訊息,。
此前三星與聯(lián)電有緊密的合作關(guān)系,,去年三星將28納米的圖像信號(hào)處理器(ISP)給聯(lián)電代工,后雙方又合作開(kāi)發(fā)最先進(jìn)的22納米高壓制程,,聯(lián)電將為三星代工OLED驅(qū)動(dòng)芯片,。如今三星宣示要強(qiáng)化成熟制程晶圓代工布局,意味未來(lái)也將成為聯(lián)電的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,,雙方是既合作又競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,。
在代工領(lǐng)域,英特爾長(zhǎng)久以來(lái)都是只給自己代工,,但是去年英特爾的IDM 2.0策略中,,將晶圓代工業(yè)務(wù)重啟。英特爾在今年公布了2022第一季的代工業(yè)務(wù)表現(xiàn),,從去年的1.03億美元增至2.83億美元,,同比暴漲175%,雖然相比臺(tái)積電,、聯(lián)電仍有較大差距,,但已逐步逼近了力積電等廠商。根據(jù)英特爾對(duì)投資人公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,,主要來(lái)自思科,、亞馬遜等30多家客戶(hù)的訂單。這還不包括收購(gòu)的Tower Semiconductor,,若再完成合并高塔半導(dǎo)體,,整體體量會(huì)更大,將逐步進(jìn)逼力積電,、聯(lián)電等臺(tái)廠,。
晶圓廠的大幅擴(kuò)產(chǎn)也反映到了設(shè)備市場(chǎng)中,,光刻機(jī)設(shè)備供應(yīng)商ASML一季度賣(mài)出了62臺(tái)光刻機(jī),實(shí)現(xiàn)凈銷(xiāo)售額35億歐元,,凈利潤(rùn)6.95億歐元,,新增訂單金額70億歐元,其中25億歐元來(lái)自0.33 NA和0.55 NA EUV系統(tǒng)訂單以及大量的DUV訂單,,這反映了市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)和成熟節(jié)點(diǎn)持續(xù)性的強(qiáng)勁需求,。
成熟制程晶圓廠,,更要打造出差異化
所有這些都在搶食主攻成熟制程晶圓廠商的蛋糕,。在這樣的背景下,這些晶圓廠更應(yīng)該打造出差異化來(lái),。不過(guò),,他們?cè)诔墒熘瞥痰纳罡灿凶陨韮?yōu)勢(shì),除了產(chǎn)能方面,,還有價(jià)格優(yōu)勢(shì)等因素,。
聯(lián)電是全球第一家宣布放棄先進(jìn)工藝研發(fā)的晶圓代工廠,從那時(shí)起,,聯(lián)電將戰(zhàn)略重點(diǎn)放在改善公司的投資回報(bào)率上,,主攻28nm及以上的制程。目前,,聯(lián)電對(duì)成熟產(chǎn)能的押注也是史無(wú)前例,,尤其是28nm,并且甚至在22年來(lái)未擴(kuò)產(chǎn)的新加坡地區(qū)擴(kuò)建產(chǎn)能,。
今年4月份,,聯(lián)電斥資48.58億元將分3次收購(gòu)廈門(mén)聯(lián)芯所有股權(quán),聯(lián)芯集成為聯(lián)電與廈門(mén)市政府及福建省電子信息集團(tuán)合資成立的提供12英寸晶圓專(zhuān)工服務(wù)的晶圓廠,。聯(lián)電表示,,當(dāng)初與投資方簽約時(shí),即約定聯(lián)芯成立7年后,,將納為持股100%子公司,。聯(lián)電財(cái)報(bào)表示,廈門(mén)聯(lián)芯目前月產(chǎn)能2.75萬(wàn)片,,今年將擴(kuò)產(chǎn)至3.2萬(wàn)片,,主要以28納米以下制程為主。
成熟制程究竟有多搶手呢,?前段時(shí)間因?yàn)槊姘弪?qū)動(dòng)IC等消費(fèi)領(lǐng)域的砍單潮,,聯(lián)電釋放出產(chǎn)能松動(dòng)的信號(hào),接著國(guó)際車(chē)用芯片大廠英飛凌,、恩智浦,、德州儀器和Microchip紛紛來(lái)?yè)尞a(chǎn)能,,并喊出有多少產(chǎn)能都收。這四家客戶(hù)全球車(chē)用芯片市占總和超過(guò)三成,,車(chē)用芯片多以成熟制程生產(chǎn),,聯(lián)電在四大車(chē)用芯片大單挹注下,營(yíng)運(yùn)熱轉(zhuǎn),。
在技術(shù)層面,,聯(lián)電正透過(guò)旗下聯(lián)穎布局第三代半導(dǎo)體,鎖定6英寸氮化鎵產(chǎn)品,。并且與imec聯(lián)合研發(fā),。聯(lián)電透露,在6英寸氮化鎵領(lǐng)域站穩(wěn)腳步之后,,也將展開(kāi)碳化硅(SiC)布局,,并朝8英寸晶圓發(fā)展。
同樣放棄先進(jìn)制程的是格芯,,早在2018年,,格芯就意識(shí)到,通過(guò)建造更清潔的潔凈室和購(gòu)買(mǎi)單位數(shù)的EUV光刻機(jī)等晶圓廠工具,,它仍然可以滿(mǎn)足70%的市場(chǎng)需求,。相反,該公司將放棄追逐先進(jìn)工藝而節(jié)省下來(lái)的資金,,用于從現(xiàn)有工藝節(jié)點(diǎn)中開(kāi)發(fā)更多功能,。
今年初,格芯CEO Tom Caulfield在一份聲明中表示,,公司簽署了更多長(zhǎng)期合作協(xié)議,,有30家客戶(hù)承諾出資合計(jì)32億美元以幫助公司擴(kuò)產(chǎn),以支持強(qiáng)勁的芯片需求,。近日據(jù)日經(jīng)亞洲的報(bào)道,,格芯將在未來(lái)5到10 年內(nèi)繼續(xù)追求產(chǎn)能以滿(mǎn)足需求,并決定在今年底之前,,要選新加坡,、紐約或德國(guó)加碼投資擴(kuò)產(chǎn)。
在技術(shù)創(chuàng)新層面,,格芯與MRAM供應(yīng)商Everspin合作開(kāi)發(fā)了一種替代NVM技術(shù)——MRAM(磁性RAM)模塊,。將閃存擴(kuò)展到了28nm以下,該MRAM模塊可用于GF的12納米FinFET和22納米FDX平臺(tái),。該公司還為相同的平臺(tái)提供了RRAM(電阻RAM) NVM模塊,。
在模擬射頻芯片領(lǐng)域,格芯已轉(zhuǎn)向射頻SOI和SiGe晶體管,以將晶體管單位增益頻率 (fTs) 推向太赫茲,。今年5月,,格芯宣布了一個(gè)名為GF Connex的RF元平臺(tái),該平臺(tái)包含該公司的RF SOI,、FDX,、SiGe 和 FinFET平臺(tái)的元素。
再一個(gè)是硅光子芯片,,硅光子學(xué)可能是改變數(shù)據(jù)中心游戲規(guī)則的技術(shù),,數(shù)據(jù)中心已經(jīng)采用光互連實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間 200 Gbps 及以上的高速鏈路。目前該芯片的整體成本仍偏高,,業(yè)界都在努力降低系統(tǒng)級(jí)成本,。在這方面,格芯推出了SiPh平臺(tái),,到今年3月已發(fā)布了其第二代GF Fotonix SiPh平臺(tái),。該平臺(tái)使格芯能夠制造結(jié)合了光子發(fā)射器和檢測(cè)器,、硅光波導(dǎo),、射頻組件和高性能CMOS邏輯的單片器件。格芯采用各向異性蝕刻在單片硅光子芯片中創(chuàng)建精確的V形槽,,以簡(jiǎn)化直接,、無(wú)源光纖對(duì)準(zhǔn)和連接。
大陸晶圓廠小步快走
大陸晶圓代工因?yàn)闊o(wú)法向先進(jìn)制程進(jìn)擊,,所以也在加大力度投資成熟制程,。中芯國(guó)際在成熟晶圓制程領(lǐng)域也占據(jù)很重要的一席,從2020年?duì)I收39億美元,,到2021年的54億多美元,,中芯國(guó)際如今已成為全球前四大晶圓代工廠中成長(zhǎng)最快的公司。在成熟工藝方面,,中芯國(guó)際主要布局了8個(gè)主要產(chǎn)品平臺(tái),,其中,高壓,、驅(qū)動(dòng),、微控制器,超低功耗邏輯和特殊存儲(chǔ)器收入成長(zhǎng)最快,,其他平臺(tái)雖然市場(chǎng)需求很強(qiáng)但受到產(chǎn)能限制,。
中芯國(guó)際也加快了產(chǎn)能擴(kuò)張的步伐,據(jù)中芯國(guó)際聯(lián)合首席執(zhí)行官趙海軍在今年前兩月的業(yè)績(jī)溝通會(huì)上介紹,,中芯國(guó)際的投產(chǎn)計(jì)劃正在穩(wěn)步推進(jìn),,2022年初,上海臨港新廠破土動(dòng)工,北京和深圳兩個(gè)項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn),,預(yù)計(jì)2022年底前投入生產(chǎn),。上述三個(gè)新項(xiàng)目滿(mǎn)產(chǎn)后,中芯國(guó)際的產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)倍增,。中芯國(guó)際2022年的資本指出預(yù)計(jì)約為50億美元,,同比增長(zhǎng)11%。
值得一提的是,,中芯國(guó)際今年開(kāi)年就保持了良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭,,2022年前兩月實(shí)現(xiàn)營(yíng)收12.23億美元,較去年同期躍增59.1%,,凈利更大增94.9%至約3.09億美元,。
華虹半導(dǎo)體是一家特色工藝純晶圓代工企業(yè),特別專(zhuān)注于嵌入式非易失性存儲(chǔ)器,、功率器件,、模擬及電源管理和邏輯及射頻等差異化工藝平臺(tái),其中嵌入式非易失性存儲(chǔ)器仍是其營(yíng)收的主要來(lái)源,,主要是主要包括智能卡芯片和MCU兩大類(lèi)芯片應(yīng)用,;功率器件IGBT也已連續(xù)7年保持高增長(zhǎng),作為全球第一條12英寸功率器件代工生產(chǎn)線(xiàn),,公司的功率器件產(chǎn)品在12英寸已通過(guò)IATF 16949汽車(chē)質(zhì)量管理體系認(rèn)證,。除了這些平臺(tái)之外,華虹半導(dǎo)體還加強(qiáng)了射頻,、標(biāo)準(zhǔn)式存儲(chǔ)器,、圖像傳感器等工藝平臺(tái)的研發(fā),并在2021年取得豐碩回報(bào),。
2022年,,華虹半導(dǎo)體無(wú)錫12英寸產(chǎn)線(xiàn)將繼續(xù)擴(kuò)充,目前該廠的月投片量超6.5萬(wàn)片,,全年產(chǎn)能利用率均維持在100%以上,,擴(kuò)充之后預(yù)計(jì)到今年底將產(chǎn)能釋放至9萬(wàn)片/月。
另外一家大陸晶圓廠合肥晶合集成已經(jīng)躍居全球第一季度前十名,,第一季營(yíng)收達(dá)4.4億美元,,季增26.0%。晶合集成專(zhuān)注于12英寸的晶圓代工服務(wù),,以生產(chǎn)0.1Xμm及90nm大尺寸驅(qū)動(dòng)IC為主,,同時(shí)具備DDIC、CIS,、MCU,、PMIC、Mini LED、E-Tag 等工藝平臺(tái)晶圓代工的技術(shù)能力,。晶合集成目前正募資95億向更先進(jìn)的成熟制程升級(jí),,其中31億投資于“收購(gòu)制造基地廠房及廠務(wù)設(shè)施”,24.5億元用于“28納米邏輯及OLED芯片工藝平臺(tái)研發(fā)項(xiàng)目”,,15億元用于“40納米邏輯芯片工藝平臺(tái)研發(fā)項(xiàng)目”,,這是晶合集成投資最高的三大募投項(xiàng)目。
力積電主要進(jìn)行先進(jìn)存儲(chǔ),、客制化邏輯IC電路與分離式元件的三大晶圓代工服務(wù),。并陸續(xù)發(fā)展晶圓堆棧(3D interchip)、新影像傳感器,、GaN功率元件,、40nm顯示器驅(qū)動(dòng)芯片、90nm 電源管理等制程技術(shù)以及48nm NOR產(chǎn)品線(xiàn),。2021年力積電依計(jì)劃擴(kuò)大了8英寸,、12英寸晶圓廠的產(chǎn)能,并順利啟動(dòng)銅鑼P5廠興建計(jì)劃,,計(jì)劃于今年建成,,今年4月初P5廠兩座12英寸晶圓廠舉行了上梁典禮。
小而美的專(zhuān)業(yè)代工廠繼續(xù)蓄力
在射頻PA代工領(lǐng)域,,穩(wěn)懋就是一個(gè)不容小看的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,,穩(wěn)懋是全球最大的砷化鎵晶圓代工龍頭,,砷化鎵是制作功率放大器(PA)的重要材料,,穩(wěn)懋的市占率超過(guò)70%。而且在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域,,穩(wěn)懋十年前就與客戶(hù)投入開(kāi)發(fā)第三代半導(dǎo)體,,目前在GaN on SiC已有穩(wěn)定營(yíng)收貢獻(xiàn),主要用于5G和衛(wèi)星相關(guān)領(lǐng)域,,占總營(yíng)收的個(gè)位數(shù),。穩(wěn)懋今年持續(xù)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn),晶圓C廠和南科高雄園區(qū)路竹廠均為擴(kuò)產(chǎn)之列,。穩(wěn)懋預(yù)估,,今年資本支出在120億元左右,由于新產(chǎn)能加入,,折舊費(fèi)用預(yù)計(jì)較2021年增加1成到2成,。
在射頻領(lǐng)域還有Tower Semiconductor,不過(guò)已經(jīng)被英特爾收購(gòu),,Tower Semiconductor專(zhuān)門(mén)為制造差異化產(chǎn)品提供定制模擬解決方案,,提供尖端工藝技術(shù),包括射頻 (RF)、高性能模擬 (HPA),、集成電源管理,、CMOS 圖像傳感器 (CIS)、非成像傳感器 (NIS)和混合信號(hào) CMOS,,以及微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 功能,。
X-Fab是一家專(zhuān)門(mén)從事模擬/混合信號(hào)應(yīng)用的純晶圓代工廠,主要提供從 1.0 ?m到130 nm 的模塊化 CMOS 和 SOI 工藝,,以及特殊的MEMS和SiC工藝能力,。尤為值得一提的是其SiC代工能力。第一季度X-Fab的SiC收入與去年同期相比幾乎翻了一番,,達(dá)到1210萬(wàn)美元,。而且市場(chǎng)對(duì)X-Fab SiC技術(shù)的需求進(jìn)一步加速,第一季度訂單達(dá)到2140萬(wàn)美元,,同比增長(zhǎng)149%,,環(huán)比增長(zhǎng)26%。
X-FAB也正在擴(kuò)大所有工廠的產(chǎn)能,,第一季度X-Fab資本支出大幅增加至4880萬(wàn)美元,,主要是2021年設(shè)備訂單在2022年第一季度交付。全年資本支出預(yù)計(jì)約為2億美元,。
寫(xiě)在最后
對(duì)于成熟制程,,有人認(rèn)為明年產(chǎn)能將過(guò)剩,有人說(shuō)前景不被看好,,至于最終結(jié)果如何,,沒(méi)有準(zhǔn)確答案,不如交給市場(chǎng),。但是有一點(diǎn)可以確認(rèn),,隨著晶圓廠一直不斷加碼擴(kuò)產(chǎn),成熟制程的戰(zhàn)爭(zhēng)將異常激烈,。