全球硅晶圓缺貨嚴(yán)重,,已成為半導(dǎo)體廠營(yíng)運(yùn)成長(zhǎng)瓶頸,,且后續(xù)戰(zhàn)火恐將進(jìn)一步擴(kuò)大,半導(dǎo)體業(yè)者透露,,日本硅晶圓大廠Sumco決定砍掉大陸NOR Flash廠武漢新芯的硅晶圓訂單,,優(yōu)先供貨給臺(tái)積電,、英特爾(Intel)、美光(Micron)等大廠,,不僅加重NORFlash短缺情況,,日系供應(yīng)商供貨明顯偏向臺(tái)、美,、日廠,,恐讓大陸半導(dǎo)體發(fā)展陷入硅晶圓不足困境。
硅晶圓已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵物資,,過去10年來硅晶圓產(chǎn)能都是處于供過于求狀態(tài),,如今硅晶圓卻面臨缺貨,且已缺到影響半導(dǎo)體廠生產(chǎn)線運(yùn)作,,尤其是12寸規(guī)格硅晶圓,,包括晶圓代工、DRAM,、NAND Flash及NOR Flash廠等各方人馬搶翻天。
供應(yīng)鏈廠商透露,,面對(duì)這一波硅晶圓缺貨潮,,日本兩大硅晶圓廠Sumco和信越未來產(chǎn)能恐優(yōu)先供貨給東芝、英特爾,、美光,、GlobalFoundries、臺(tái)積電,、聯(lián)電等半導(dǎo)體大廠,,并特別支持DRAM和3D NAND供應(yīng)商,因?yàn)榇鎯?chǔ)器價(jià)格飆漲,,3D NAND單片產(chǎn)值高達(dá)5,,000~6,000美元,,絕對(duì)是NOR Flash望塵莫及,,這亦使得大陸業(yè)者受到最大影響。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的根基——晶圓
在半導(dǎo)體的新聞中,,總是會(huì)提到以尺寸標(biāo)示的晶圓廠,,如 8 寸或是 12 寸晶圓廠,然而,所謂的晶圓到底是什么東西,?
晶圓(wafer),,是制造各式電腦芯片的基礎(chǔ)。我們可以將芯片制造比擬成用樂高積木蓋房子,,藉由一層又一層的堆疊,,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。然而,,如果沒有良好的地基,,蓋出來的房子就會(huì)歪來歪去,不合自己所意,,為了做出完美的房子,,便需要一個(gè)平穩(wěn)的基板。對(duì)芯片制造來說,,這個(gè)基板就是接下來將描述的晶圓,。
日本半導(dǎo)體材料的市場(chǎng)地位
日本的材料行業(yè)在全球占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。日本企業(yè)在硅晶圓,、光刻膠,、鍵合引線、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面占有很高份額,,可以說沒有日本材料企業(yè),,全球的半導(dǎo)體制造就無法實(shí)現(xiàn)。
據(jù)了解,,即使在近來日元升值的背景下,,日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)上所占的份額(按美元計(jì)算)也達(dá)到約52%。而北美和歐洲分別占15%左右,,明顯可以看出日本企業(yè)占?jí)艛嗟匚?。其歷史背景是日本的半導(dǎo)體產(chǎn)能很高。日本現(xiàn)在也是一個(gè)很大的市場(chǎng),,僅次于排在首位的臺(tái)灣,,跟韓國(guó)一樣,每年消費(fèi)70億美元以上的半導(dǎo)體材料,,占總量的15%,。
12寸晶圓仍稱霸全球
另一方面,我們注意到,,此次日系供應(yīng)商主要停止的是12寸晶圓的訂單,,那么目前12寸晶圓在這個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中到底是什么樣的地位呢?
根據(jù)IC Insights的最新報(bào)告,,截至2015年底,,12寸晶圓占據(jù)全球晶圓產(chǎn)能的63.1%,,預(yù)測(cè)到2020年該比例將增加至68%。至于8寸晶圓在全球晶圓產(chǎn)能中占據(jù)的比例,,將由2015年的28.3%,,在2020年降低至25.3%;不過8寸晶圓產(chǎn)能在未來幾年仍將繼續(xù)成長(zhǎng)。而6寸(150mm)晶圓產(chǎn)能在預(yù)測(cè)期間的成長(zhǎng)表現(xiàn)相對(duì)較平坦,。
全球運(yùn)作中的12寸晶圓廠數(shù)量預(yù)計(jì)到2020年將持續(xù)增加,,而大多數(shù)12寸廠將繼續(xù)僅限于生產(chǎn)大量,、商品類型的元件,例如DRAM與快閃記憶體,、影像感測(cè)器,、電源管理元件,還有IC尺寸較大,、復(fù)雜的邏輯與微處理器;而有的晶圓代工廠會(huì)結(jié)合不同來源的訂單來填滿12寸晶圓廠產(chǎn)能,。
截至2015年底,全球有95座量產(chǎn)級(jí)晶圓廠采用12寸晶圓(世界各地還有不少研發(fā)晶圓廠以及少量生產(chǎn)晶圓廠使用12寸晶圓,,但并不在IC Insights統(tǒng)計(jì)之列);目前有8座12寸晶圓廠預(yù)計(jì)在2017年開幕,,是繼2014年有9座晶圓廠開幕后的單年最高數(shù)量。
IC Insights預(yù)計(jì)到2020年底,,還會(huì)有另外22座12寸晶圓廠開始營(yíng)運(yùn),,屆時(shí)全球12寸晶圓廠數(shù)量總計(jì)將達(dá)到117座;該機(jī)構(gòu)預(yù)期,12寸晶圓廠(量產(chǎn)級(jí))的最高峰數(shù)量將會(huì)落在125座左右,,而8寸晶圓廠的最高峰數(shù)量則是210座(截至2015年12月,,全球8寸廠數(shù)量為148座)。
硅晶圓供應(yīng)商在減少
硅晶圓制造挑戰(zhàn)重重,,但制造商卻獲益不多,。在過去的二十年,,硅晶圓供應(yīng)商從20多家,,兼并成現(xiàn)在的5家大玩家。而這些并購(gòu)掃除了產(chǎn)業(yè)的幾大問題,,首先是硅晶圓廠需要一個(gè)龐大的規(guī)模去和其他競(jìng)爭(zhēng)者競(jìng)爭(zhēng),,這樣的話小型制造商就跟不上第一陣型的步伐。
在2015年,,半導(dǎo)體市場(chǎng)上生產(chǎn)了7600萬片300mm硅晶圓,,但市場(chǎng)只消耗了5700萬片。所以從目前的市場(chǎng)看來,,如果硅晶圓廠產(chǎn)能全開,,所生產(chǎn)的硅晶圓能夠滿足所有Fab的生產(chǎn)需求。但根據(jù)監(jiān)視可知,在2016年,,只有74.6%的Fab投入運(yùn)營(yíng),。
但對(duì)硅晶圓生產(chǎn)者來說,,目前面臨的最大挑戰(zhàn)是硅晶圓需求日增,但價(jià)格上調(diào)困難,。硅晶圓供應(yīng)商需要去說服客戶接受價(jià)格調(diào)整,。這是一個(gè)信號(hào),在芯片制造商收益不錯(cuò)的時(shí)代,,如果能夠調(diào)整其價(jià)格,,對(duì)硅晶圓制造商來說,是一個(gè)鼓舞,。
市場(chǎng)預(yù)測(cè),,2016年的硅晶圓市場(chǎng)會(huì)達(dá)到70億美元,較之2015下降了1%,。而2016年的硅晶圓出貨尺寸會(huì)高達(dá)108億平方英寸,。較之去年反而有小許上升。
國(guó)內(nèi)12寸晶圓分布
中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)成為了全球最大的芯片消費(fèi)市場(chǎng),,而我國(guó)每年在進(jìn)口芯片上和進(jìn)口石油上花的錢一樣多(2000億美元左右),,中國(guó)本土的芯片制造商在技術(shù)和產(chǎn)能上都落后太多。
2017年來,,全球已建成300mm集成電路生產(chǎn)線共有8家,,就國(guó)內(nèi)而言,每月使用300mm硅片約42萬片,,若加上研發(fā),、測(cè)試、控片及擋片等,,每月需用約50-55萬片,,需求緊缺。
2017-2020年目前國(guó)內(nèi)正在興建多條先進(jìn)半導(dǎo)體芯片廠:2020年國(guó)內(nèi)300mm即將新增需求量預(yù)計(jì)約為63萬片/月,,再加上研發(fā),、測(cè)試、控片及擋片等至少70萬片/月,。2020年對(duì)于300mm硅片需求量將達(dá)110萬至120萬片/月,。
全球300mm硅片實(shí)際出片量已占各種硅片出片量的65%左右,目前國(guó)內(nèi)的產(chǎn)量幾乎為零,,這是產(chǎn)業(yè)鏈上最為緊缺的一環(huán),。
全球半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展過去以美國(guó)和日本為主,,后來逐漸向亞洲臺(tái)灣及南韓移動(dòng);如今我國(guó)將“中國(guó)制造”也明定在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,,雖然目前各地還在發(fā)展階段,,但這股新興的“中國(guó)制造”力量,將造成全球半導(dǎo)體業(yè)板塊向大陸挪移,。
甚至連一向自負(fù)的英特爾也不得不向中國(guó)低頭,,宣布斥資五十五億美元,,決定在大陸興建十二寸廠,生產(chǎn)手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)用的儲(chǔ)存型快閃記憶體(NAND Flash),。
在英特爾之前,,南韓三星和SK海力士都已搶先在西安、無錫設(shè)立12寸廠,,生產(chǎn)NAND Flash及DRAM,。
那么,對(duì)于世界市場(chǎng)而言,,日本半導(dǎo)體究竟有多重要呢,?
上世紀(jì)80年代中旬,日本半導(dǎo)體的世界份額曾經(jīng)超過了50%,。此后雖有所下降,,但2010年日本半導(dǎo)體產(chǎn)量的世界份額仍占20.8%。另外的80%則來自美國(guó),、歐洲,、韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣等亞洲地區(qū)的半導(dǎo)體廠商。
從材料領(lǐng)域來看,,日本半導(dǎo)體材料的總體份額超過了66%,。在這19種材料中,日本擁有超過50%份額的材料就占到了14種,!
另一方面,,從生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域來看,半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的日本總體份額為37%,。從每個(gè)設(shè)備的份額來看,,日本擁有10種超過50%以上份額的市場(chǎng)壟斷性設(shè)備,。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須崛起
中國(guó)大陸政策扶植半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)砸錢是不手軟的,,根據(jù)SEMI(國(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì))指出,,從去年起就有20項(xiàng)建圓晶廠的計(jì)劃,,今年的支出是比去年翻倍突破40億美元,2018年中國(guó)大陸晶圓廠資本支出規(guī)模將達(dá)100億,;從產(chǎn)能全球占有率來看,,大陸產(chǎn)能全球占有率在2020年上看18%,而臺(tái)灣目前在全球產(chǎn)能占比2成,。
在政府的扶持下,,大陸半導(dǎo)體產(chǎn)能將在未來兩三年內(nèi)出現(xiàn)明顯成長(zhǎng),預(yù)估到了2019年,,大陸晶圓產(chǎn)能將占全球晶圓產(chǎn)能的18%以上,,與臺(tái)灣地區(qū)、日本的差距明顯拉近,;從資本支出規(guī)模來看,,也將會(huì)從今年的70億美元,一下突破100億,,相當(dāng)于臺(tái)積電一年的資本支出,。
目前整體來看,外資在大陸投資晶圓廠仍比本土資金還高,,預(yù)計(jì)明年兩者比例會(huì)接近,,2019年本土資金才有可能超過外資;預(yù)估2019年,,中芯國(guó)際在晶圓投資金額將可能躍居第一,,其他二到五名分別為三星、聯(lián)電,、Intel,、臺(tái)積電。
但是面對(duì)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不斷蓬勃發(fā)展的應(yīng)用市場(chǎng),,中國(guó)企業(yè)要想在世界市場(chǎng)上利于不敗之地,,贏得更多的市場(chǎng)話語權(quán),就必須崛起,!