天津廠則是產(chǎn)能擴充,從現(xiàn)在的每月4.5萬片提高至15萬片,有望成為世界上單體規(guī)模最大的200毫米晶圓生產(chǎn)線。
中芯國際今天還發(fā)布了2016年第三季度財報,收入創(chuàng)紀錄達7.748億美元,同比增長36%,利潤同樣創(chuàng)紀錄達1.136億美元,同比增長37.4%,也是季度利潤第一次超過1億美元,同時連續(xù)兩個季度凈資產(chǎn)收益率超過10%。
全球晶圓代工服務市場預測與分析
2015年晶圓代工營收成長,主要是受蘋果(Apple)的20到14奈米制程需求所帶動,對整體晶圓代工營收貢獻度超過10%。未來幾年,包括蘋果、三星(Samsung),還有迅速崛起的華為、小米等各家行動產(chǎn)品制造商,仍將持續(xù)展現(xiàn)對先進制程技術的需求。受此趨勢影響,以先進制程進行晶圓代工的相關營收金額將維持高水位,但Gartner預測未來幾年晶圓代工營收的年成長率將較過去三年大幅趨慢,原因是智慧型手機單位成長已經(jīng)飽和,個人電腦(PC)產(chǎn)量也逐漸下滑。
由于IC設計/IDM代工客戶庫存去化緩慢,再加上美元升值,不論短期或長期來看晶圓代工營收數(shù)據(jù)都遭到下修。供應鏈出現(xiàn)整合風潮,大企業(yè)之間的合并案金額屢創(chuàng)新高—包括恩智浦(NXP)與英飛凌(Infineon)、Microsemi與PMC-Sierra,還有DialogSemiconductor與Atmel—將造成短期委外業(yè)務營收減少。大陸官方積極培植半導體產(chǎn)業(yè)的舉動也不容忽視,盡管未來一到三年內全球半導體制造的競爭版圖仍難以撼動。由于資金充足,許多大陸業(yè)者開始出手收購全球性企業(yè),像是紫光集團、閃勝投資、華芯投資與北京亦莊國投。未來將有更多全球企業(yè)有意和中國業(yè)者合作,以便從相關投資案中獲利。未來十年內,半導體與晶圓代工產(chǎn)業(yè)的市場占有率將逐漸對中國供應商更有利。
終端市場需求
智慧型手機成長日趨溫和,因此從2016 到2019 年期間,晶圓代工需求每年將較我們先前預測減少1% 。
過去幾季以來,智慧型手機單位產(chǎn)量的成長率持續(xù)下修。最新的預測是2016年將增加12%,低于最早所預測的15%。由于最先進制程及最高價的晶圓都是用來生產(chǎn)智慧型手機,智慧型手機單位產(chǎn)量減少一定會對晶圓代工營收造成負面沖擊,但應用處理器(例如蘋果的A9)晶片尺寸大于預期將帶動市場對先進制程晶圓的需求。綜合以上各項變化,結果就是2016到2019年期間,晶圓代工營收每年將減少5億美元。
庫存在2015 年第三季達到高峰,2016 年第一季晶圓代工廠將與IC 設計/IDM 代工客戶合作降低庫存;2016 年第二季需求可望復蘇。
2015年第三季期間晶圓代工廠無論庫存與庫存天數(shù)都達到高峰,到2015年第四季已見回跌。本預測假設2016年第一季廠商將持續(xù)去化庫存,導致未來幾個月晶圓代工營收下滑。由于庫存水準將在2016年第一季底回跌,2016年第二季晶圓代工業(yè)務可望復蘇。根據(jù)我們的晶圓代工營收模型顯示,2015年第四季到2016年第二季期間,各季營收將較分別前一季下滑1.2%、下滑0.6%以及成長5.5%。
由于預測中提及期間的市場競爭激烈,廠商壓低晶圓價格與提升技術特色的壓力將有利于大型晶圓廠,小廠則成為犧牲品。
電子系統(tǒng)硬體成本持續(xù)降低的趨勢,已促使IDM代工廠與IC設計客戶尋找各種方法降低產(chǎn)品成本,同時尋找更好的制程技術以便為自家產(chǎn)品提供市場區(qū)隔性。大型晶圓代工廠有自家資源可以利用,更有能力滿足顧客需求;無論是既有制程或先進制程,他們都有足夠預算來開發(fā)創(chuàng)新技術,還可以利用12吋晶圓廠以各種制程來生產(chǎn)晶圓。12吋晶圓廠的設備更為先進,生產(chǎn)的晶片良率與品質都比較高,成本更低。小型晶圓代工廠的8吋晶圓廠預算有限,未來將因為大廠搶走客戶而飽受沖擊。根據(jù)最新預測,我們預測2016到2019年小型晶圓代工廠每年營收平均下滑4%,且無論哪種制程大廠都將持續(xù)在市占上取得領先,尤其是同時擁有8吋與12吋廠的業(yè)者。大型業(yè)者也預計將針對部分8吋廠進行收購。
晶圓代工定價與利潤
由于部分晶圓廠良率提升的表現(xiàn)不佳,2016 年中16 與14 奈米制程晶圓將可避免生產(chǎn)過?,F(xiàn)象。
臺積電與三星格羅方德(Samsung-Globalfoundries)都在提升16/14奈米制程產(chǎn)能,到2016年第四季,兩家公司的16與14奈米制程月投片量(wpm)都將達到9萬片以上。在晶圓代工史上,從來沒有其他制程能在投產(chǎn)第二年就達到這樣的產(chǎn)能。據(jù)傳格羅方德將在2016年第一季之前為超微(AMD)完成投產(chǎn)準備,聯(lián)電的14奈米制程則鎖定要在年底前開始下線(tape-out);兩家公司的先進制程產(chǎn)能擴張腳步都可能趨于保守,市占成長幅度也可能因此受限。倘若晶圓代工廠無法在2016年底以前全面達成每100平方毫米晶片50%良率,就可避免掉先前預測2016年第四季四家晶圓代工廠14奈米制程將出現(xiàn)20%生產(chǎn)過剩的現(xiàn)象,不過2016年各家晶圓代工業(yè)者的28奈米與16/14奈米制程可望出現(xiàn)激烈價格競爭。
技術發(fā)展架構
第一線晶圓代工業(yè)者將10 奈米與7 奈米制程時間表提前,是為了滿足智慧型手機對高效能晶片的需求,但制程技術復雜程度大幅提升,10 奈米制程要到2017 年才得以進入量產(chǎn)。
即使英特爾(Intel)已將10奈米制程時間表推遲到2017年,三星與臺積電卻都表現(xiàn)積極,將采用鰭式場效電晶體(FinFET)的10奈米發(fā)展架構時程加以提前,宣稱可在2016年第四季前完成投產(chǎn)準備,預計2017年第一季便可帶來大筆營收。臺積電表示已開始使用10奈米制程生產(chǎn)128M靜態(tài)RAM(SRAM)測試晶片。三星與臺積電都將在2016年二月舉辦的國際固態(tài)電路研討會(ISSCC)中發(fā)表自家的10奈米制程進度。毫無疑問三星將用10奈米技術來生產(chǎn)自家Exynos應用程式處理器,蘋果與高通(Qualcomm)則可能針對行動裝置推動10奈米制程時程,不過兩家晶圓代工業(yè)者是否能依原定時程將10奈米制程導入投產(chǎn),仍待觀察。
由于10 奈米制程的速度最多只比16/14 奈米快上25% ,2019 年以前市場對10 奈米制程的需求將持續(xù)低迷。
目前供應商并未透露太多FinFET技術相關設計規(guī)則、裝置規(guī)格或作業(yè)流程與制程材料。報導指出,與16/14奈米相比,10奈米制程的速度最多可以快上25%,密度則可提升40%,而10奈米晶圓的應用可能限于高度競爭的應用程式處理器,因為它們需要新增各種功能且晶片尺寸更大,但對于其他對速度提升需求更高的應用來說,對10奈米制程的需求就可能十分有限。這種趨勢似乎已在賽靈思(Xilink)身上應驗,因為該公司已宣布將跳過16/14奈米技術,從20奈米直接轉進10奈米制程。
隨著10奈米與7奈米制程的復雜度越來越高,我們對于各家晶圓廠是否能依照原訂目標進入量產(chǎn)保持懷疑態(tài)度。到了2017年,10奈米制程將為晶圓代工產(chǎn)業(yè)貢獻大筆營收,可能會在2019年達到60億美元的高峰。
盡管其他晶圓廠的10 奈米制程開發(fā)時程和英特爾不相上下,但在這場邏輯技術競賽當中他們仍然遠遠落后。
雖然英特爾、三星與臺積電都把最新制程技術命名為16奈米、14奈米,下一個制程則稱為10奈米,但這并不代表它們都是一樣的技術。一般認為英特爾在邏輯技術方面仍遙遙領先,晶圓代工廠的10奈米技術只介于英特爾的14奈米與10奈米之間。如果用電晶體閘極間距乘以金屬間距判的數(shù)值來判斷制程的復雜度,英特爾仍在這場邏輯技術競賽中領先其他晶圓廠兩年之久。
臺積電投入晶圓級封裝業(yè)務,將加速晶片制造商采用扇出型(fan-out )封裝技術,預計未來兩到三年將貢獻臺積電營收約1% 到2% 。
臺積電所推廣的CoWoS(Chip-On-Wafer-On-Substrate)封裝業(yè)務,雖然因為成本過高而未大獲成功,但該公司最新研發(fā)的整合型扇出型(integratedfan-out; InFO)封裝技術,應該會受到智慧型手機應用程式晶片制造商歡迎。InFO技術不只成本較低、外型更薄,且頻寬更高、散熱效果更佳,最適合系統(tǒng)封裝(system-in-a-package)應用。臺積電已經(jīng)預估,2016年第二季起InFO封裝業(yè)務每季將帶來1億美元以上營收。有了像蘋果這樣的大客戶開始采用,其他顧客也會有信心采用整合型扇出型封裝,而這項技術現(xiàn)在也受其他半導體封裝測試(SATS)業(yè)者積極推廣,像是日月光和艾克爾( Amkor)。雖然某種程度來說臺積電與封裝測試廠商在先進封裝技術方面具有競爭關系,但事實上臺積電的成功很可能有利于封裝測試業(yè)者。
晶圓代工業(yè)的資本支出
積極將28 奈米與20 奈米產(chǎn)能升級至14 奈米制程,將降低2016 與2017 年對新產(chǎn)能投資的必要性。
如先前所提,我們的晶圓代工市場預測有一項變化就是2015年與2016年資本支出下滑。主要的原因是先前三星從28奈米轉換到14奈米制程,臺積電也從20奈米升級到16奈米制程。就臺積電的案例來說,2015年需求下滑造成20奈米產(chǎn)能過剩,尤其是2015年7月蘋果開始移轉至16/14奈米制程晶片。至于三星,2013年28奈米制程大客戶(也就是蘋果)大幅降低對28奈米制程的需求后,該公司28奈米產(chǎn)能便多半處于閑置。由于20奈米與28奈米產(chǎn)能將在2016年中完全轉換到14奈米制程,明年所省下的技術升級資本支出將較不明顯。綜合以上結果,未來兩年晶圓代工業(yè)資本支出將減少10%。
政府投資半導體產(chǎn)業(yè),未來五年中國晶圓代工產(chǎn)能年增20% 。
鼓勵建造新的晶圓廠并擴充產(chǎn)能,是大陸發(fā)展完整半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體策略之一,其中包含材料、設備、制造與設計技術各個環(huán)節(jié)。中國國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(NationalIntegrated Circuit Industry Investment Fund)是2014年成立的國家投資工具?;鹨?guī)模為189億美元,目的是提供巨額的半導體制造相關資本投資成本。目前已規(guī)劃10處全新晶圓廠或12吋晶圓廠擴產(chǎn)計畫,相關廠商包括中芯國際、武漢新芯、聯(lián)電、力晶還有最新公布的臺積電,此外預料上海華力微電子很快就會宣布加入。由于中國政府的主要目標之一就是在2020年以前讓半導體生產(chǎn)力增加一倍,可以假設大陸晶圓代工產(chǎn)能每年將增加20%以上。因為不是所有晶圓代工業(yè)者的業(yè)務都可以每年成長20%,預料將會導致嚴重的價格競爭。
各類制程產(chǎn)能
由于終端使用者需求低迷,大型晶圓代工業(yè)者的12吋晶圓廠將增加傳統(tǒng)制程比重,這將使得2015到2018年期間,小型8吋晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率每年以2%的幅度減少。
在業(yè)務萎縮、晶圓需求低迷的時候,晶圓代工大廠將利用12吋廠產(chǎn)能提供傳統(tǒng)制程,借此搶攻8吋廠對手業(yè)務。一片12吋晶圓的售價可能是8吋晶圓的兩倍,12吋晶圓上可用的晶片數(shù)量則是8吋的2.25倍。諸多因素使得轉進12吋技術無論對晶圓代工業(yè)者或顧客來說都是雙贏的策略。為了反擊,8吋晶圓代工廠必須針對裝置效能持續(xù)開發(fā)獨特優(yōu)勢,例如電阻漏源(drain-source)、更薄的晶圓厚度,或針對微機電(MEMS)裝置提高相容性。