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特色工藝推動國內(nèi)IDM潮流

2021-11-17
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
關(guān)鍵詞: IDM 半導(dǎo)體 微控制器

根據(jù)Gartner的報告顯示,全球芯片制造業(yè)廠商預(yù)估今年資本支出為1460億美元左右,,比前一年增加三成,,這些投資額是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)五年前支出規(guī)模的逾兩倍。但據(jù)Gartner 也估計,,這其中每6美元中只有不到1美元用于成熟制程的芯片生產(chǎn),。

但是從市場公開消息來看,臺積電,、聯(lián)電等在近幾年來都開始加大了對成熟的布局,。那么,這些芯片制造廠商投向的成熟制程都流向到了哪些領(lǐng)域,?

特色工藝成為成熟制程中的投資重點

今年,,臺積電CEO魏哲家確認在日本建一家專業(yè)技術(shù)晶圓廠的計劃,這也是臺積電的第三個主要海外工廠,。在10月14日的法說會上,,他表示,,該工廠將專注于22納米和28納米制程技術(shù),這些技術(shù)可應(yīng)用于從圖像傳感器到微控制器的多種芯片類型,。

11月,,臺積電和索尼雙雙在他們的官網(wǎng)上公布,將共同成立子公司日本先進半導(dǎo)體制造公司(JASM),。同時,,他們還簽署了一項價值70億美元的工廠協(xié)議,專注于較成熟的22nm和28nm工藝,,計劃在2024年完工,,具備月生產(chǎn)12英寸晶圓45000片的產(chǎn)能。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,,索尼以CMOS圖像傳感器而聞名,,而CMOS圖像傳感器也數(shù)據(jù)特殊制程的一部分。由此可見,,臺積電對于成熟制程的投資重點之一便是特色工藝,。

憑借在成熟制程上長期投入的聯(lián)電,也在產(chǎn)能緊缺的情況下,,成為了產(chǎn)業(yè)界的香餑餑,。從他們的建廠計劃上看,聯(lián)電在今年4月宣布投資約百億元人民幣,,擴充在臺南科學(xué)園區(qū)的 12吋廠Fab 12A P6廠區(qū)的28nm產(chǎn)能,。8月,聯(lián)電再次宣布將以南科12A廠P5,、P6為重點進行擴產(chǎn),。

而中國臺灣的媒體報道也有顯示,包括聯(lián)發(fā)科,、聯(lián)詠,、瑞昱、奇景,、奕力,、群聯(lián)、三星,、高通在內(nèi)的八大IC廠商已經(jīng)與聯(lián)電簽訂協(xié)議,。據(jù)雙方簽訂的協(xié)議,這八家客戶大多已與聯(lián)電簽下了長達六年的供貨協(xié)議,。在8月份的財報會議中,聯(lián)電的法人也強調(diào),,包括TDDI/OLED面板驅(qū)動IC,、CMOS相關(guān)應(yīng)用,、WiFi網(wǎng)通及電動車等應(yīng)用芯片都需28納米、40納米及45納米支援,。這些領(lǐng)域均離不開特色工藝的加持,。

中國大陸方面,中芯國際于2018年與紹興國資等資本聯(lián)合成立的紹興中芯集成電路制造股份有限公司(中芯集成),,是一家聚焦于功率,, 傳感和傳輸應(yīng)用領(lǐng)域,提供特色工藝集成電路芯片及模塊封裝的代工服務(wù)的制造商,。據(jù)浙江日報的報道顯示,,今年,中芯集成產(chǎn)能爬坡到7萬片晶圓/月,,而且量產(chǎn)達到99%,。

除此之外,格芯,、世界先進以及華虹等廠商在成熟工藝布局的過程當(dāng)中,,都對特色工藝有所偏重。在這種情況下,,我們看到特色工藝的地位得以日益提升,。

特色工藝在晶圓代工廠的地位日益提升

臺積電是晶圓代工領(lǐng)域的龍頭,他們在先進制程上的發(fā)展受到了業(yè)界的關(guān)注,,但他們在特色工藝上的布局也不容行業(yè)小覷,。從臺積電的官網(wǎng)顯示中看,他們的特色工藝包括 MEMS,、CMOS 圖像傳感器,、嵌入式 NVM、RF,、模擬,、高壓和 BCD-Power 工藝等,可涵蓋移動設(shè)備,、汽車電子系統(tǒng),、醫(yī)療系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,。

除此之外,,GaN第三代半導(dǎo)體的代工也是臺積電布局重點,他們認為,,快充,、數(shù)據(jù)中心、太陽能電力轉(zhuǎn)換器,、48V DC/DC,,以及電動車OBC/轉(zhuǎn)換器為GaN的發(fā)展提供了動力,。此前,從臺積電宣布與ST聯(lián)手,,加速GaN制程的開發(fā)中便可以看出,,他們對這一領(lǐng)域的重視。

新興市場的到來為特色工藝帶來了新的發(fā)展活力,,在近幾年中,,我們看到臺積電對于特色工藝的布局正在不斷擴大——3年前,臺積電特色工藝的營收僅占成熟制程工藝的45%,。今年臺積電將目標調(diào)升到60%,,特色工藝的產(chǎn)能(特別是從28 納米到16 納米)也將成長12%。

這種機遇同樣影響著聯(lián)電,。聯(lián)電認為,,隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等市場的發(fā)展,,與之相關(guān)的電源管理IC,、指紋識別芯片、CIS傳感器,、物聯(lián)網(wǎng)MCU,、功率半導(dǎo)體等需求不斷涌現(xiàn),特色工藝的需求正在不斷涌現(xiàn),。

這也使得本就專注于成熟制程和特色工藝發(fā)展的聯(lián)電迎來了新的發(fā)展時期,。根據(jù)聯(lián)電的年報顯示,聯(lián)電28nm高壓制程是晶圓代工業(yè)界第一個領(lǐng)先開發(fā)并量產(chǎn)OLED面板驅(qū)動IC,,22nm高壓22eHV制程研發(fā)進度符合預(yù)期目標,。射頻絕緣半導(dǎo)體(RFSOI)技術(shù)可滿足所有4G/5G手機對射頻開關(guān)的嚴格要求,目前90nm制程已進入量產(chǎn),,55nm制程即將導(dǎo)入量產(chǎn),,同時已著手開發(fā)40nm RFSOI技術(shù)平臺,以銜接后續(xù)5G及mmWave成長動能,。聯(lián)電嵌入式閃存(eFlash)制程的40nm導(dǎo)入量產(chǎn),,28nm研發(fā)符合預(yù)期,將可供應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)需求,。40nm電阻式隨機存取內(nèi)存(ReRAM)已經(jīng)進入量產(chǎn),,22nm ReRAM技術(shù)平臺和22nm嵌入式磁阻隨機存取內(nèi)存(eMRAM)制程平臺研發(fā)業(yè)已如期進行中,可應(yīng)用于人工智能物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)相關(guān)產(chǎn)品,。聯(lián)電也積極投入氮化鎵(GaN)功率組件與微波組件平臺開發(fā),,藉以布局高效能電源功率組件與5G微波組件市場。

華虹是中國大陸最大的特色工藝晶圓代工廠,,國內(nèi)第二大晶圓代工廠,,專攻較高毛利的特色工藝平臺,。今年11月,華虹的第三季度銷售收入再創(chuàng)歷史新高,,達4.515億美元,同比上升78.5%,,環(huán)比上升30.4%,。公司總裁兼執(zhí)行董事唐均君也表示,在本季度中幾乎所有細分市場都有強勁的需求,,尤其是MCU,、電源管理、IGBT,、超級結(jié),、CIS和邏輯及射頻為本季度的營收提供了增長的動力。

根據(jù)信達證券的調(diào)研報告顯示,,2020 年華虹五大特色代工業(yè)務(wù)占晶圓收入超過 99%,。其中功率分立 器件占比 36.8%,嵌入式非易失性存儲器占比 34.8%,,模擬與電源管理占比 14.1%,,邏輯與射頻占比 13.0%,獨立式非易失性存儲器占比 1.2%,。2020 年功率分立器件,、嵌入式非易失性存儲器代工是公司營收的主要來源。得益于CIS的需求增加,,邏輯與射頻代工業(yè)務(wù)營收快速增長37.3%,,模擬與電源管理芯片營收同比增長 9.4%。

除此之外,,于2017年成立的粵芯定位為特色工藝,,聚焦高端模擬,專注于物聯(lián)網(wǎng),、汽車電子,、工業(yè)控制、5G 等應(yīng)用領(lǐng)域,。按照粵芯的計劃,,粵芯半導(dǎo)體項目計劃將分為三期進行,一期主要技術(shù)節(jié)點為180-90nm制程,,二期技術(shù)節(jié)點延伸至 90-55nm 制程,,三期技術(shù)節(jié)點進一步延伸至55-40nm,22nm制程,,實現(xiàn)模擬芯片制造規(guī)模效應(yīng)和質(zhì)量效益,。從進展上看,,根據(jù)南方日報的消息顯示,粵芯主要產(chǎn)品包括圖像傳感器芯片,、指紋識別芯片,,顯示驅(qū)動,電源管理芯片以及功率器件,,都已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn),。

根據(jù)中國電子報此前的報道顯示,賽迪顧問分析師呂芃浩曾表示,,特色工藝的競爭點在于工藝的成熟度和穩(wěn)定性,,工藝平臺的多樣性,以及產(chǎn)品種類的豐富程度,。業(yè)內(nèi)人士王笑龍也表示,,特色工藝主要比拼廠商的技術(shù)經(jīng)驗、服務(wù)能力和特殊化開發(fā)能力,。

因此,,我們也看到了各大晶圓代工廠商在特色工藝領(lǐng)域的競爭日益激烈。

特色工藝推動國內(nèi)IDM潮流

除了晶圓代工廠之外,,以IDM模式運營的廠商,,例如英飛凌、索尼等都有都有自己的芯片制造工廠,,他們所掌握的特色工藝也是他們產(chǎn)品能受到市場青睞的優(yōu)勢之一,。而建廠擴建也被他們提到了日程中。

國內(nèi)方面,,士蘭微,、華微等IDM廠商也在積極加大對特色工藝產(chǎn)線的投入——今年5月,士蘭微發(fā)布公告宣布,,參股公司廈門士蘭集科微電子有限公司(以下簡稱“士蘭集科”)于近日啟動了第一條12吋芯片生產(chǎn)線“新增年產(chǎn)24萬片12英寸高壓集成電路和功率器件芯片技術(shù)提升及擴產(chǎn)項目”,。

更值得關(guān)注的是,在過去一段時間中,,國內(nèi)有一些芯片設(shè)計廠商開始向IDM模式靠攏,,以此來擴大自身的影響力。這些公司包括格科微和斯達半導(dǎo)體等,。

格科微是國內(nèi)CIS的佼佼者之一,,去年他們決定開始打造自己的12吋特色工藝產(chǎn)線。格科微的12吋CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)期為兩年,,項目建成后其將擁有月產(chǎn)20,,000片BSI晶圓的產(chǎn)能,屆時格科微部分產(chǎn)品將仍然通過外采的方式采購生產(chǎn)12英寸BSI晶圓所需的CIS邏輯電路晶圓,后道工序?qū)⒂勺杂挟a(chǎn)線完成,,掌握CIS特殊工藝關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié),。

IHS 2019年的數(shù)據(jù)顯示,斯達半導(dǎo)在全球IGBT模塊市場中排名第七(并列),。此前有媒體報道稱,,斯達半導(dǎo)體的Fabless模式影響了其在市占上的表現(xiàn)。為了擴大他們在市場中影響力,,搶占未來新能源汽車的市場,,斯達半導(dǎo)體在今年決定進行非公開增發(fā),擬募集資金不超過35億元,,主要用于高壓 IGBT 芯片、SiC 芯片的研發(fā)及生產(chǎn),,以及功率半導(dǎo)體模塊生產(chǎn)線自動化改造,。

按照他們的計劃,15億將用于高壓 IGBT 芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,。完工后6吋高壓 IGBT 產(chǎn)能預(yù)計將達 30 萬片/年,。高壓 IGBT 主要用于智能電網(wǎng)、軌道交通,、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域,。5億用于SiC芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。達產(chǎn)后6吋SiC芯片產(chǎn)能預(yù)計將達 6 萬片/年,。7億用于功率半導(dǎo)體模塊生產(chǎn)線自動化改造,。完工后預(yù)計新增產(chǎn)能400萬塊/年。

在芯片廠商走向IDM的背后,,或許也在預(yù)示著特色工藝的江湖地位將會變得越來越重要,。




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