2022年半導體晶圓代工廠發展現狀

作者 : 黃燁鋒,國際電子商情(ESMC)

晶圓代工廠的全線看漲與晶圓ASP上揚有很大的關係,畢竟在市場缺晶片大環境下,晶圓代工廠漲價相當稀鬆平常,很多企業在這波浪潮下獲得業績的大幅成長...

半導體有條相對較長的產業鏈,上游對下游的回應速讀會相對較慢。作為半導體產業的偏上游,半導體製造由於先前下游應用端大規模缺晶片的影響,即便當前部分更下游的市場需求走向飽和,其整體走勢仍然相當好。

SEMI在最新一季World Fab Forecast報告中指出,2022年晶圓前端製造設備設施的投入預計會達到1,090億美元,成就新的歷史記錄,也是首次突破1,000億美元。2022該值去年同期比增幅達到20%,雖然20%這個值相較於2021年去年同期比42%的增幅略有不及,但如果這一預測正確,那麼2022年將成為連續3年的持續高速成長。

SEMI總裁暨CEO Ajit Manocha表示:「這一歷史記錄為當前前所未有的持續產業成長寫下了驚嘆號。」說明1,090億美元這個預期投入的量級還是相當驚人,本文結合SEMI、Gartner、Counterpoint Research這幾家機構最近公佈的資料,看看半導體製造(包括晶圓代工)市場當前的發展情況。

 

(來源:SEMI)

 

製造設備投入還在提高,台灣仍居首

SEMI的報告提到,今年全球晶圓廠設備(equipment)擴容8%——相對而言去年的成長率為7%。SEMI認為晶圓廠設備市場容量成長還會延續到2023年,預期明年的漲幅在6%左右。

而歷史上,上一次出現去年同期比8%的增幅是在2010年——當時晶圓月產能達到了1600萬片(等效200mm晶圓);預計2023年的這一值會達到2,900萬片/月。2022年的半導體製造設備開銷裡,85%都來自於158家晶圓廠和產線的產能成長。

從地域來看,台灣仍將成為今年晶圓廠製造設備支出的首席,這方面的投入會達到340億美元,去年同期比成長52%;隨後是韓國,成長7%,具體值為255億美元;排位第三的中國市場,在SEMI看來,今年在晶圓廠設備上的投入金額會有14%的下滑,來到170億美元——這與去年高成長後的回落有很大關係。

與此同時,歐洲/中東市場的投入會達到創紀錄的93億美元,成長率176%。美洲2022、2023年這兩年的晶圓廠設備投入分別會有13%和19%的去年同期比成長,2023年大約也能達到93億美元。SEMI認為2023年台灣、韓國和東南亞在這方面都將有比較不錯的漲勢。

從晶圓代工廠Top 10來看

不同地域在製造設備方面的投入其實完全可預期。Gartner前不久發佈的半導體產業報告中,提供了2021年營收排名前10的晶圓代工廠——雖然並非全部的半導體製造領域,卻也能反映半導體製造產業的現狀。

營收排名前10的晶圓代工廠包括台積電(TSMC)、三星(Samsung)、聯電(UMC)、GlobalFoundries、中芯國際(SMIC)、力積電(PSMC)、上海華虹宏力、世界先進(VIS)、高塔半導體(Tower Semiconductor)、上海華力(HLMC)。台灣、中國和韓國顯然是其中主力。

 

 

這些晶圓代工廠2021年的營收,即便是增速最慢的高塔半導體,增幅也有19%;像中芯國際、GlobalFoundries這類市場參與者的營收成長幅度甚至來到了35%以上;營收增速最快的3家是三星Foundry、力積電、上海華虹宏力,增幅分別為66%、74%、70%。

Gartner提到,三星Foundry的主要成長點來自高通(Qualcomm) 5G晶片、Nvidia GPU、Google TPU製造,以及去年非常熱的礦機市場對礦卡的誇張需求。而力積電的業務成長則來自DDI晶片,及其部分特色製程。上海華虹宏力去年的高速成長與其無錫工廠產能開出、整體產能大幅增加有很大關係。Gartner也特別提到了中芯國際的14nm製程產能增加,成為支撐營收成長的重要因素。

當然在營收絕對值上,還沒有一家晶圓代工廠能與台積電相提並論。這家公司去年的營收超過500億美元,而Top 10的另外9個,沒有一家超過100億美元。從總體上來看,2021年晶圓代工廠總營收1,002億美元,平均增幅31.3%;在基數上貢獻最多的還是台積電。

 

 

Counterpoint Research最近發佈2022年第一季的晶圓代工廠營收佔比數據,如上圖所示,整體情況和去年基本類似。台積電今年第一季財報提到其營收驅動力來自HPC,包括蘋果(Apple)、AMD、Nvidia等客戶。

值得一提的是,晶圓代工廠的全線看漲與晶圓ASP (average selling price)上漲有很大的關係。畢竟在市場缺晶片大環境下,晶圓代工廠漲價相當稀鬆平常。很多企業在這波浪潮下獲得了業績的大幅成長,其中比較具有代表性的如力積電。

 

 

上面這張圖是近10年,兩種不同製程(及其對應的8吋與12吋晶圓)的價格走勢。0.18μm與28nm也都是出貨量較大的製程,如其中的0.18μm製程的8吋晶圓,價格低點主要出現在2019年——這是半導體產業整體衰退的一年,晶圓價格跌破500美元。去年其價格已反彈至接近或超過800美元。28nm的12吋晶圓價格走勢也相對類似,這樣的成熟製程價格也在一段時間內面臨如此漲勢。

晶圓代工廠下游客戶,也就是晶片設計業者,在晶片短缺潮期間也不得不接受晶圓漲價的現實——而且因為害怕價格持續躥升,為保產能還會與晶圓代工廠簽訂一些長期協議。半導體產業的全域結構性缺晶片預期很快就要結束,雖然部分領域還將持續短缺;而半導體長產業鏈的特性,使上游晶圓代工廠仍在嘗試抓住這波行情最後的機會。

不同製程的成長情況

從Counterpoint Research公佈的資料來看,2022年第一季佔晶圓代工廠最大營收比例的製程是7nm/6nm,佔比為18%。這個製程下的主要晶片類型包括智慧型手機AP/SoC,平板APU、GPU和CPU。16/14/12nm則成為營收第二多的製程(將這些製程放在一起是因為它們同屬於一個製程家族),主要營收來源是智慧型手機射頻IC/4G SoC,穿戴式裝置設備的處理器、SSD控制器、PC相關的部分IC。

 

 

Gartner前不久還提出2021年不同製程的營收增幅。其中營收成長最快的毫無疑問是5nm製程,2021年5nm製程帶來的市場價值比2020年成長了198%——畢竟這是旗艦手機AP/SoC晶片的主力,還有蘋果Mac晶片這樣的應用。Gartner的資料也顯示,目前7nm是所有製程裡營收佔比最大的——去年起營收去年同期比成長速度也達到了17%。

2021年價格成長比較快的,包括了不少成熟和傳統製程。比如說28nm、65nm,畢竟MCU等晶片的產品需求量也非常大。65nm製程2021年的營收比2020年成長了多達48%——從中實則也能看出市場需求情況。

 

 

不同製程的營收取決於晶圓代工廠對其投資力道。Gartner認為28nm製程當前的投資規模較大,未來幾年內28nm供貨能力將大幅增加。其中包括中芯國際在北京、上海、深圳都有28nm工廠的建設計畫。從上圖能夠部分窺見當前晶圓代工廠的製程投資偏向性,瞭解可能的缺貨或供過於求市場走向。年底再來看不同製程的營收情況,多少也能發現不同應用市場的半導體產品供貨是否趨於飽和。

作為強週期產業,半導體產業原本就在供和需的不同配比間發生著各種傾斜,除非技術革新到頭,否則產業的上漲與下滑都反覆呈現出週期性變化。上游的半導體製造對市場的反應相對更為緩慢,以當前不少晶片類別走向需求飽和,2023~2024年再來觀察半導體製造市場的發展情況應當會有一番不同的光景。

本文原刊登於國際電子商情

 

 

 

 

 

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