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半導體大蕭條必將到來,?

2021-09-18
作者: 湯之上隆
來源:半導體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 半導體

  自2020年2月前后開始,,新冠疫情在全球范圍內(nèi)蔓延,人們的生活也發(fā)生了巨大變化,。TSMC于今年(2021年)6月2日召開了一場科技座談會,會上指出下面的幾種新生活方式(New Normal)正在被推廣和普及。

  1. 八個星期的網(wǎng)購銷售額堪比過去十年,。

  2. 在三個月的時間里,遠程辦公人數(shù)增加到20倍,。

  3. 線上學習的人數(shù)在兩周內(nèi)增長至2億5,000萬,。

  4. 在五個月里,線上游戲的下載量堪比過去七年,。

  由于以上這些新生活方式的出現(xiàn),,各個領(lǐng)域都呈現(xiàn)出嚴重的半導體供給不足問題。逐一列舉如下:

  1.由于半導體供給不足以及東南亞零部件工廠發(fā)生聚集性感染的原因,,日本,、美國、歐洲等全球汽車廠家相繼停工,。2.由于多種半導體都存在供給不足問題,,PC、服務(wù)器無法按需生產(chǎn),。3.由于智能手機需要的半導體涉及90納米的傳統(tǒng)工藝到5納米的尖端工藝,,導致無法生產(chǎn)智能手機,。4.游戲機和各種家電產(chǎn)品也因半導體供給不足而無法生產(chǎn)。5.另外,,因為缺少半導體,,最終導致無法制造出半導體生產(chǎn)設(shè)備。

  為解決以上這些半導體供給不足的問題,,全球范圍內(nèi)正如火如荼地擴產(chǎn)半導體,。具體情況如下文所示。

  全球半導體市場和半導體生產(chǎn)設(shè)備市場的動向

  下圖1是全球半導體和生產(chǎn)設(shè)備市場的推移表,。2018年存儲半導體泡沫破裂,,當年全球半導體規(guī)模為4,688億美元(約人民幣30,472億元),達到峰值,,2019年半導體市場規(guī)模下滑至4,123億美元(約人民幣26,799億元),。然而,2020年雖然出現(xiàn)了新冠疫情,,市場規(guī)模卻恢復(fù)至4,404億美元(約人民幣28,626億元),。

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  圖1:全球半導體和生產(chǎn)設(shè)備市場的推移表。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖,。(圖片出自:jbpress)

  此外,,據(jù)世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)會(WSTS,World Semiconductor Trade Statistics)預(yù)測,,今年(2021年)的市場規(guī)模將會超過2018年,,達到5,272億美元(約人民幣34,268億元),而2022年將會達到歷史最高值,,為5,734億美元(約人民幣37,271億元),。但是,如果上調(diào)預(yù)測值,,可能在今年(最晚明年)就超過6,000億美元(約人民幣39,000億元),。

  圖1雖然記錄了全球半導體和半導體生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模的推移,但是僅從表格很難看出具體規(guī)模,,因此將生產(chǎn)設(shè)備相關(guān)的數(shù)值記錄在了右側(cè)(如下圖2),。全球半導體設(shè)備市場在2018年(存儲半導體泡沫)達到頂峰,為620.9億美元(約人民幣4,035.85億元),,在2019年下滑至597.5億美元(約人民幣3,883.75億元),,而在2020年迅速恢復(fù),甚至超過了2018年泡沫時期的峰值,,達到了711.9億美元(約人民幣4,,627.35億元),。

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  圖2 :全球半導體和生產(chǎn)設(shè)備市場的推移表。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖,。(圖片出自:jbpress)

  此外,,據(jù)業(yè)界組織SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)預(yù)測,,今年(2021年)也可能會刷新記錄,達到952億美元(約人民幣6,188億元),,明年(2022年)將首次超過1,000億美元,。此外,業(yè)界普遍認為還有可能再上調(diào)以上這些預(yù)測值,。

  把2000年IT泡沫時的數(shù)值看做單位“1”

  從圖1和圖2 可以看出半導體和生產(chǎn)設(shè)備市場的上下浮動趨勢基本保持一致,。但是也存在一些不同點。為了進一步看清二者的不同點,,我們分別把2000年IT泡沫時的雙方的數(shù)值看做單位“1”,即如下圖3所示,。

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  圖3:把2000年IT泡沫時的數(shù)值看做單位“1”后的半導體和生產(chǎn)設(shè)備的全球市場,。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖。(圖片出自:jbpress)

  全球半導體市場在2000年(IT泡沫)之后,,暫時下滑,,后又迅速恢復(fù),2004年“完美”地超過了IT泡沫時的峰值,。除去后來“雷曼沖擊”時的下滑,,幾乎呈直線上漲,2018年(存儲半導體泡沫)的規(guī)模是IT泡沫時的2.3倍,。

  另一方面,,生產(chǎn)設(shè)備市場在2000年(IT泡沫)之后,有幾次幾乎接近了“1”,,但是并沒有超過“1”,。在IT泡沫過去18年之后的2017年,超過了“1”,。后來,,就沒有低于“1”,2018年(存儲半導體泡沫)的規(guī)模是IT泡沫時的1.4倍,,2020年(新冠疫情)是IT泡沫時的1.6倍,,據(jù)預(yù)測,今年(2021年)的規(guī)模將會是IT泡沫時的2.1倍,,2022年為2.3倍,。

  半導體生產(chǎn)設(shè)備市場為什么沒有超過“1”?

  那么,,為什么半導體生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模一直沒有超過存儲半導體泡沫時的出貨金額呢,?筆者認為有兩條理由,第一,,各種設(shè)備的吐出量(每小時處理的晶圓數(shù)量)飛躍式上漲,。

  比方說,,與2000年相比,用于涂覆感光膠(Resist)的涂布顯影設(shè)備(Coater  Developer),、單片式清洗設(shè)備等的吐出量提高了5一一6倍,。因此,在2000年需要5一一6臺設(shè)備,,而如今僅需要一臺,。但是,盡管設(shè)備的吐出量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,,生產(chǎn)設(shè)備的單價卻沒有什么變化,。即,生產(chǎn)設(shè)備廠家用自己的努力“砸了自己的生意”,,真具諷刺意味,!

  第二個主要原因是研發(fā)微縮化的半導體廠家越來越少。2015年以后,,僅剩英特爾,、三星電子、TSMC三家公司,。結(jié)果導致需要尖端生產(chǎn)設(shè)備的半導體廠家也越來越少,,最終導致全球生產(chǎn)設(shè)備市場低迷。

  為什么2017年設(shè)備市場規(guī)模超過IT泡沫時,?

  由于各種生產(chǎn)設(shè)備的吐出量呈現(xiàn)飛躍式增長,,而對尖端微縮化進行研發(fā)的企業(yè)卻越來越少,最終導致半導體生產(chǎn)設(shè)備市場持續(xù)低迷,,那么為何2017年超過了IT泡沫時的規(guī)模呢,?

  最大的原因在于NAND型閃存(以下簡稱為:“NAND”)從2D過渡為3D。NAND的微縮化極限在15納米一一16納米,。如果進一步進行微縮化,,鄰近存儲單元格(Memory Cell)之間會出現(xiàn)串擾(Crosstalk)現(xiàn)象,因此很難通過微縮化來實現(xiàn)高集成度,。

  但是,,PC和服務(wù)器卻要求NAND進一步實現(xiàn)高集成化和低成本化。于是,,NAND開始采用豎向堆疊的3D方式,。自2016年開始,3D NAND開始被大批量生產(chǎn),。3D NAND的量產(chǎn)需要大量使用CVD設(shè)備(用于在存儲單元上成膜),、干蝕刻設(shè)備(Dry Etching,用于在存儲單元上開孔),。

  下圖4是各種生產(chǎn)設(shè)備的出貨金額推移表,。2015年以后,,干蝕刻設(shè)備的出貨金額超過了之前的TOP 1一一曝光設(shè)備的出貨金額,成為第一,。此外,,CVD設(shè)備市場也呈現(xiàn)飛躍式增長。很明顯,,這是3D NAND的作用,。

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  圖4:半導體生產(chǎn)設(shè)備的出貨金額推移表(一一2020年)。筆者根據(jù)野村證券的數(shù)據(jù)制作了此圖,。(圖片出自:jbpress)

  此外,,曝光設(shè)備的市場規(guī)模也在迅速擴大!這主要是受到3D NAND和DRAM市場增長的影響,,以及為實現(xiàn)邏輯半導體微縮化而使用的尖端曝光設(shè)備EUV(自2019年開始使用,,價格達到160億一一180億日元,約人民幣9.44億一一10.62億元)的影響,。此外,由于中國正在強化國產(chǎn)半導體生產(chǎn),,因此中國成了全球最大的半導體設(shè)備市場,,也是超過“1”獲得增長的主要原因。

  無論生產(chǎn)多少半導體,,都不夠用,!

  時隔18年,生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模超過了IT泡沫時期,,后來也是穩(wěn)步增長,。然而,在新冠疫情帶來的“新生活方式”之下,,半導體出現(xiàn)了嚴重的供給不足問題(如上文所述),。為了解決半導體供給不足問題,全球范圍內(nèi)在進行巨額投資,!

  TSMC計劃在未來三年內(nèi)投資約11兆日元(約人民幣6,490億元),,僅今年就投資了3.3兆日元(約人民幣1,947億元)。此外,,三星電子明確表示在2030年之前,,在Foundry業(yè)務(wù)上投資16.5兆日元(約人民幣9,735億元),剛剛獲釋的李在镕副會長表示,,要在未來三年內(nèi)投資約240兆韓元(約人民幣13,570億元)(但并未指出是否是半導體方向的投資),。更換了CEO的美國英特爾也計劃在未來三年內(nèi)投資240億美元(約人民幣1,560億元)。

  此外,,據(jù)說中國在《中國制造2025》中指出為了強化半導體的國產(chǎn)化,,預(yù)計投資約11,800億元,。與中國進行高科技戰(zhàn)爭的美國拜登政府也為了強化國內(nèi)半導體生產(chǎn),計劃投資520億美元(約人民幣3,380億元),。

  被玩弄的半導體廠家們

  據(jù)8月28日日本經(jīng)濟新聞報道,,全球十家半導體廠家僅今年就進行了約12兆日元(約人民幣7,080億元)的設(shè)備投資。此外,,據(jù)預(yù)測,,在2021年一一2022年期間,全球新建半導體工廠如下:美國六處,、中國臺灣八處,、中國大陸八處、韓國兩處,、日本兩處,,合計26處新工廠。

  即便如此,,巨額的投資與工廠的“泛濫”還是屬于異?,F(xiàn)象。在筆者看來,,瘋狂進行投資的半導體廠家就和電影《漢姆林衣色斑駁的吹笛手(英文名:The Pied Piper of Hamelin)》中的老鼠一樣,!如下圖5。

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  圖5:全球半導體擴產(chǎn)狂想曲,。(圖片出自:jbpress)

  乘著半導體供給不足這一浪潮,,各國半導體廠家都奔向了同一個方向!然而,,等在前方的是懸崖絕壁,。在懸崖的下面是“半導體價格大幅度下滑”!如果半導體價格大幅度下滑,,半導體行業(yè)將會出現(xiàn)嚴重的大蕭條,!

  這是半導體業(yè)界人士在歷史上多次經(jīng)歷的經(jīng)驗之談。2001年IT泡沫破裂時,,筆者被日立制作所勸退,,不得不離職。2008年雷曼沖擊時,,已經(jīng)啟動的投資計劃破產(chǎn),,筆者陷入困境,不得不靠失業(yè)保險度日,。

  2018年的存儲半導體泡沫破裂時,,很意外,筆者沒有受到任何影響。但是,,在新冠疫情襲擊的2020年,,由于與多家客戶中斷了顧問協(xié)議,不得不靠政府補助度過艱難時期,。

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  圖6:每個季度的DRAM出貨金額(一一2021年第二季度),。筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖。(圖片出自:jbpress)

  筆者認為半導體大蕭條會在2023年前后到來,,而半導體的大蕭條到底有多殘酷呢,?筆者能否順利都度過危機呢?不僅是筆者,,業(yè)界的同仁也請從現(xiàn)在就開始做好心理準備,!

 

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