手机技术资讯 8吋代工市场为何如此火热?

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8吋晶圆代工产能自2019年底开始吃紧 , 至今仍未看到纾解迹象 , 甚至越来越严峻 , 世界、联电已相继证实涨价消息 , 并表示订单将满到2021年 。 过去一段时间 , 8吋晶圆代工被视为落后、老旧的产线 , 到底是什么样的原因 , 现在却能让客户不惜捧着现金加价 , 也要抢到8吋产能呢?本文带读者一窥中国台湾主要厂在8吋市场的布局与策略 。
8吋、12吋晶圆差别在哪?
两种尺寸的晶圆表面积的大小不同 , 以相同的良率标准做假设 , 十二吋大概一片可以生产200多颗IC , 是8吋的两倍 , 在生产成本不需大幅提高哪么多的话 , 比较符合成本效益 。 但也因为12吋一片产出的IC数量比较多 , 对应到终端需求 , 也是要足够的出货量去支撑 , 这也是很多厂商会停留在8吋的原因 , 一些中小型IC设计厂可能需要的量只有约几十片 , 要重新设计跨到12吋未必有利 。
以IC类型来看的话 , 粗略的划分 , 包括电源管理IC、驱动IC、指纹识别IC、CMOS、MosFET、功率元件等主力下在8吋晶圆;而采十二吋生产的则多是90nm制程以下 , 需要高效能、高速运算的产品 , 包括CPU、GPU、手机AP及通讯芯片等 。
为何供不应求?
5G、远距商机催化8吋需求大爆发 。 世界先进董事长方略认为 , 与2017年相比 , 这次有「结构性」的变化 , 包含生活形态改变所带动的需求 , 以及智能手机、5G对半导体需求提升 , 特别是电源管理IC用量非常的大 , 而且这次来自车用的需求还不高 。 预计直到2021年上半年 , 公司都将维持高产能利用率水准 , 看好这些结构性转变将支撑8吋代工中长期需求 。
部分8吋设备停产 , 设备取得不易 。 全球8吋厂数量在2007年达到高峰 , 之后许多厂房陆续关闭或转型成12吋厂 。 由于12吋仍是现今主流的晶圆尺寸 , 目前不少设备商皆已停止生产部分8吋机台 , 设备取得不易 , 这也是8吋厂难以扩充产能的原因之一 。
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8吋
SEMI统计 , 2020年8吋晶圆代工产能约600万片 , 至2022年成长将增至650万片 , 复合成长8% 。
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12吋
SEMI统计 , 2020年12吋晶圆厂投资较去年成长13% , 创历年新高 , 预计在2023年将再创高峰 。
中国台湾8吋设备供应
目前台厂也有自制8吋设备的能力 , 主要专精在半导体湿制程(wetprocessing)领域 。
虽然8吋代工需求相当旺盛 , 但直接盖一个新厂并非优选 。 根据过去统计数计 , 投资一座8吋厂约需要8到10亿元美金 , 换算成台币约几百亿的水准 , 对比其他同业早已折旧完了 , 在竞争上就是会输了一大截 。 因此 , 从提升生产效率、购买二手设备(或改机)与并购着手 , 对业者来说相对有利;不过 , 好标的难寻 , 加上设备供给有限 , 8吋产能仍无法快速增加 。
IC设计如何因应?
「现在就是卖方市场 , 这是以前从来没有出现过的 。 」IC设计厂高层坦言 。 今年至今8吋晶圆需求明显增加 , 逐步出现吃紧的态势 , 甚至今年第4季比起第3季还来得更紧 。 目前几乎所有产能量来说 , 代工厂只能给到今年的9成量 , 价格则是涨1~2成不等 , 并且将在明年1月1日开始实施 。
解方1:新增中国台湾合作伙伴 , 先拿到量再说
多数IC设计业者开始寻求更多供应商来因应挑战 , 像是义隆过去多数投片于联电 , 但从今年新增投片台积电 , 11月开始出货 , 第3家代工厂也将在明年下半年开始供货 , 应用于指纹辨识、LTDDI(带笔功能的驱动暨触控晶片)等 , 因此积极拓展伙伴之下 , 使得义隆明年整体产量总量 , 有机会较今年增加2成左右 。
解方2:新增中国大陆伙伴 , 双供应链保障
有厂商逆势操作 , 当中国芯片设计业者逃来台湾之时 , 将部分的产品投片中国代工厂 , 不但好协调 , 更能直供当地供应链 , 虽然较具有风险 , 但确实价、量都更具成本优势 。