2021年全球晶圓代工市場：缺貨漲價仍將繼續(xù)，蘋果獨(dú)霸超五成5nm產(chǎn)能！
根據(jù)近期市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Counterpoint公布最新研究報告顯示，全球晶圓代工業(yè)在2020年成長超乎預(yù)期，營收規(guī)模達(dá)820億美元，同比大幅增長23%。預(yù)計2021年將較2020年再增長12%至920億美元。
報告指出，2020年到2021 年全球晶圓代工市場會有大幅增長的主因，一方面是因?yàn)檎w產(chǎn)業(yè)環(huán)境仍然十分的熱，比如新冠肺炎疫情、美中貿(mào)易摩擦等都導(dǎo)致下游廠商必須增加庫存，這使得晶圓訂單數(shù)量增加，也造成先進(jìn)制程技術(shù)發(fā)展十分快速。另一方面，整個產(chǎn)業(yè)對于增加產(chǎn)能較為理性，二線代工廠對于建設(shè)新晶圓廠增加產(chǎn)能的意愿較低，相比之下他們更愿意提高晶圓價格。
先進(jìn)制程競爭激烈，蘋果一家吃下全球53%的5nm產(chǎn)能
2020年，臺積電和三星的最先進(jìn)的5nm制程工藝都已量產(chǎn)，其中，蘋果的A14和M1、高通驍龍888、華為麒麟9000系列都采用的是5nm制程工藝。不過由于美國禁令影響，自去年9月15日開始，臺積電已經(jīng)無法繼續(xù)為華為生產(chǎn)芯片，因此，在2021年，5nm晶圓的客戶中將不再有華為。這也使得蘋果和高通將成為的5nm晶圓最大客戶。
根據(jù)Counterpoint的預(yù)計，2021年5nm制程晶圓的總出貨量將占全球12吋晶圓的5%，相較2020年（占比還不到1%）有著大幅的提升。
其中，蘋果將是2021年5nm制程晶圓的最大客戶，僅其一家就占據(jù)了全球53%的份額，而其所有訂單都將由臺積電來供應(yīng)。除了原有的iPhone 12系列所搭載的A14處理器和蘋果Mac產(chǎn)品所搭載的M1處理器之外，預(yù)計在2021年，蘋果還將會推出新一代的基于5nm工藝的A14X或A15處理器，此外還有M1X，甚至M2處理器。這些都將刺激蘋果對于5nm晶圓產(chǎn)能的需求的進(jìn)一步提升。
另外，由于iPhone 13可能會采用高通的驍龍X60 5G基帶芯片及射頻系統(tǒng)，再加上高通現(xiàn)有的5nm的驍龍888，以及即將于2021年年底推出的新一代驍龍旗艦處理器（型號或?yàn)轵旪?95），將使得高通成為全球第二大5nm制程的用戶，預(yù)計將拿下2021年全球5nm晶圓市場的24%的份額。
三星則是全球第三大5nm制程晶圓客戶，預(yù)計將占據(jù)5%的市場份額。三星在2020年年底推出了面向中國手機(jī)品牌廠商的5nm Exynos 1080，已被vivo X60系列采用。今年年初又推出了5nm Exynos 2100，已由Galaxy S21系列首發(fā)。預(yù)計今年三星今年年底還將會推出 Exynos 1080和 Exynos 2100的迭代產(chǎn)品。此外，有傳聞稱，鑒于蘋果自研的M1處理器在PC市場的成功，三星有可能效仿蘋果推出Exynos PC處理器，可能也將會基于5nm工藝。
得益于在PC市場份額的快速提升，AMD為了更好的與英特爾進(jìn)行競爭，在處理器制程工藝上也在快速推進(jìn)。根據(jù)AMD透露的信息顯示，今年AMD將會推出基于臺積電5nm的Zen4處理器，核心數(shù)或?qū)⒊^64個。Counterpoint的預(yù)計，今年AMD將拿下5%的5nm晶圓產(chǎn)能。
另外，Counterpoint預(yù)計，NVIDIA和聯(lián)發(fā)科今年將分別拿下3%和2%的5nm晶圓產(chǎn)能。根據(jù)爆料NVIDIA今年將會推出基于全新的Ada Lovelace架構(gòu)的5nm GPU，或?qū)⒔挥膳_積電5nm代工。此外，聯(lián)發(fā)科也或?qū)⒃诮衲昴甑淄瞥?nm的天璣2000系列5G SoC。不過由于他們可能都將會是在今年年底推出，因此5nm的份額也比較有限。
7nm客戶越來越多
由于5G手機(jī)對于性能和功耗的要求更高，因此，5nm晶圓的主要客戶均為智能手機(jī)芯片廠商。相比之下，7nm（包括N7，N7＋，N6）制程技術(shù)所生產(chǎn)的處理器或芯片，其應(yīng)用更加多樣化，包括了AI、CPU 、GPU、基帶和汽車處理器。因此，7nm的客戶也更多。當(dāng)然7nm制程在成本效益上也要比5nm更好。
Counterpoint預(yù)計，2021年7nm制程晶圓的總出貨量將占全球12 吋晶圓的11%。在這種情況下，智能手機(jī)將只消耗35%的7nm晶圓，另外的大部分的7nm晶圓將被AMD 和英偉達(dá)所消耗。
具體的各芯片廠商所占的7nm晶圓市場份額方面，AMD以27%的市場份額排名第一；排名第二的是英偉達(dá)，份額為21%；排名第三的是高通，份額為12%；排名第四的是聯(lián)發(fā)科，份額為10%；排名第五的是英特爾，份額為7%。緊隨其后的則是蘋果（6%）、博通（6%）、三星（5%）、賽靈思（2%）。
這里需要指出的是，根據(jù)最新的消息顯示，雖然目前英特爾的7nm研發(fā)已經(jīng)取得了重要進(jìn)展，但是最快可能要2020年底量產(chǎn)，2023年才能實(shí)現(xiàn)相關(guān)芯片的交付。另外，英特爾部分芯片外包給第三方晶圓廠的計劃可能也推遲了。所以這里可能是將英特爾的10nm等同于臺積電/三星的7nm了。根據(jù)此前英特爾公布的數(shù)據(jù)顯示，英特爾10nm在多項(xiàng)指標(biāo)上均優(yōu)于臺積電7nm工藝。
Counterpoint認(rèn)為，在性能更強(qiáng)大的5G智能手機(jī)的推動下，臺積電和三星的5nm制程晶圓產(chǎn)能利用率，在2021年將一舉提升到90%以上。7nm產(chǎn)能的平均利用率可能為95%~100%。而因?yàn)?nm制程的產(chǎn)能持續(xù)吃緊，使得定制化半導(dǎo)體（ASIC）和Arm 架構(gòu)處理器等新興需求的芯片組供應(yīng)商和設(shè)備制造商都將很難在近期獲得額外產(chǎn)能分配。
三星與臺積電的激烈競爭
近年來，三星在先進(jìn)制程工藝上一直在努力追趕臺積電。在2019年臺積電選擇基于DUV技術(shù)先量產(chǎn)7nm之后，三星則直接選擇采用EUV技術(shù)來量產(chǎn)7nm進(jìn)行追趕。在去年的5nm制程上，三星與臺積電的量產(chǎn)進(jìn)度已經(jīng)幾乎并駕齊驅(qū)。相比之下英特爾的7nm的持續(xù)跳票，使得英特爾在先進(jìn)制程工藝的競爭上已經(jīng)落后于臺積電與三星。
從前面的關(guān)于2021年5nm及7nm制程晶圓各家芯片廠商的占比來看，由于蘋果的5nm/7nm芯片，以及iPhone 12/13系列所搭載的高通驍龍X55/X60基帶芯片均交由臺積電代工，再加上AMD、聯(lián)發(fā)科等客戶的訂單，Counterpoint的預(yù)計，2021年臺積電全年?duì)I收有望較前一年成長13%~16%，超越產(chǎn)業(yè)平均成長水準(zhǔn)。
至于三星的晶圓代工業(yè)務(wù)方面，得益于自家Exnosy系列處理器對于5nm/7nm晶圓需求的增長，以及高通、NVIDIA等客戶的訂單量的增長，Counterpoint認(rèn)為三星晶圓代工業(yè)務(wù)2021年?duì)I收將會較前一年增長20%。
值得一提的是，在去年5月，臺積電宣布將赴美國亞利桑那州投資建設(shè)5nm工藝晶圓代工廠（總投資達(dá)120億美元），不久前該計劃已經(jīng)獲得了臺灣當(dāng)局的批準(zhǔn)。根據(jù)規(guī)劃，臺積電預(yù)計2024年上半年生產(chǎn)5nm制程產(chǎn)品，可滿足北美市場對先進(jìn)制程產(chǎn)品強(qiáng)勁需求。
而為了與臺積電爭奪美國的先進(jìn)制程客戶，據(jù)彭博社披露，三星電子也正考慮斥資逾100億美元在美國興建最先進(jìn)邏輯芯片代工廠。
在先進(jìn)制程的資金投入上，臺積電與三星也是不惜大把燒錢。
臺積電公布的2021年資本支出高達(dá)250億~280億美元，再創(chuàng)下歷史新高。其中80%將用于3nm、5nm及7nm等先進(jìn)制程，10%用于先進(jìn)封裝技術(shù)量產(chǎn)需求，10%用于特殊制程。
而根據(jù)韓國媒體報道，三星預(yù)計2021 年針對半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的的資本支出較2020 年增加20%，金額達(dá)35兆韓元（約296億美元），雖然從投資額上來看，三星似乎更多一些，但需要指出的是，這筆投資所投向的業(yè)務(wù)不僅包括了晶圓代工業(yè)務(wù)，還包括了存儲等相關(guān)業(yè)務(wù)。
成熟制程大舉擴(kuò)產(chǎn)
除了臺積電與三星在先進(jìn)制程上的競爭之外，在全球晶圓代工產(chǎn)品持續(xù)緊缺的背景之下，聯(lián)電、格芯、中芯國際等廠商也在不斷的擴(kuò)充成熟制程產(chǎn)能。
根據(jù)資料顯示，聯(lián)電在2020年底新增了286.56億元新臺幣（約合人民幣66.5億元）資本預(yù)算案。而這筆投資將用在擴(kuò)增12吋產(chǎn)能需求，包括南科、日本及廈門聯(lián)芯的12吋廠產(chǎn)能，主要用在南科廠，制程以28nm為主，但將會視訂單需求延伸到20、22或14nm制程。
而聯(lián)電2021年資本支出預(yù)算為15億美元，較2021年大增5成，主要將用于滿足先進(jìn)制程強(qiáng)勁需求，其中15%用于8吋產(chǎn)能、85%用于12吋產(chǎn)能，主要用于28nm制程產(chǎn)能擴(kuò)充。
據(jù)此前聯(lián)電總經(jīng)理王石透露，聯(lián)電去年底28nm產(chǎn)能約4.53萬片，在大舉投入資本支出擴(kuò)產(chǎn)下，2021年28nm產(chǎn)能將成長20%，目標(biāo)年底達(dá)到5.93萬片，其中部分來自40nm制程轉(zhuǎn)換，部分為新增產(chǎn)能。
對于格芯來說，在2019年賣掉了1座8吋廠和1座12吋廠，再加上原計劃新建的成都12吋廠的爛尾，使得格芯近兩年來的產(chǎn)能不僅沒有增加，反而在減少。這也使得格芯在當(dāng)下全球晶圓代工產(chǎn)能持續(xù)緊缺的當(dāng)下，非常的被動。
因此，格芯近日宣布2021年將投資14億美元，這筆資金將平均分配給美國、新加坡及韓國3座晶圓廠以提升12nm到90nm制程的產(chǎn)能，預(yù)期2021年產(chǎn)能成長20%，2022年再增加20%。此外，格芯還計劃在美國紐約州新建一座12吋廠，目前正等待為鼓勵美國芯片制造的“芯片法案”通過，以便能夠獲得補(bǔ)助。
至于中芯國際，受美國制裁的影響，中芯國際在10nm及以下先進(jìn)制程的發(fā)展上受到了較大的阻礙。不過，這對于中芯國際的成熟制程影響較小，最新的消息也顯示，中芯國際的在14nm及以上成熟制程的相關(guān)設(shè)備及物料供應(yīng)上已經(jīng)獲得了部分許可，這也意味著中芯國際的成熟制程業(yè)務(wù)將可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時成熟制程的擴(kuò)產(chǎn)及新的成熟制程晶圓廠的建設(shè)也有望順利進(jìn)行。
目前，中芯國際在中國上海、北京、天津和深圳擁有3個8英寸和4個12英寸生產(chǎn)基地。其中，成熟制程擁有3個8英寸晶圓生產(chǎn)基地、2個12英寸晶圓生產(chǎn)基地。而根據(jù)中芯國際去年四季度的財報顯示，2020年第四季度出貨520750塊約當(dāng)8英寸晶圓，環(huán)比增加10600塊，主要是北京12英寸晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)所致。
而為了滿足客戶的需求，2021年中芯國際將繼續(xù)對成熟制程進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)，其中成熟12英寸產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)1萬片，成熟8英寸產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)不少于4.5萬片。
中芯國際在財報中披露，2021年資本開支預(yù)計為43億美元（相比2020年的57億美元有了不小幅度的下滑），其中大部分用于成熟工藝的擴(kuò)產(chǎn)，只有小部分用于先進(jìn)工藝、北京新合資項(xiàng)目（中芯京城項(xiàng)目）的土建等。
資料顯示，中芯京城項(xiàng)目總投資約為497億元，將分兩期建設(shè)，一期項(xiàng)目計劃于2024年完工，建成后將達(dá)成每月約10萬片12英寸晶圓產(chǎn)能。二期項(xiàng)目將根據(jù)客戶及市場需求適時啟動。
2021年晶圓代工價格將出現(xiàn)兩位數(shù)增長
受益于去年下半年以來消費(fèi)電子及汽車電子市場的旺盛需求，集中于8吋晶圓代工的電源管理IC、面板驅(qū)動IC、功率器件、COMS圖像傳感器等芯片需求暴增，再加上由于缺乏8吋設(shè)備供應(yīng)，使得8吋晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)受限，導(dǎo)致全球8吋晶圓代工產(chǎn)能出現(xiàn)持續(xù)緊缺的問題。隨后12吋晶圓產(chǎn)能也開始出現(xiàn)短缺。今年一季度全球眾多的汽車廠商也紛紛因“缺芯”而被迫減產(chǎn)和停產(chǎn)。此外，智能手機(jī)及家電市場也都因?yàn)椤叭毙尽?，受到了不同程度的影響?/p>
由于晶圓代工廠無法滿足旺盛的需求，再加上上游原材料價格的上漲，因此紛紛開始上調(diào)晶圓代工報價，同時交期也在拉長。資料顯示，從2020年底開始，市場上部分標(biāo)準(zhǔn)IC的交貨時間已延長至半年以上。
報道顯示，去年三季度，臺積電、聯(lián)電等就已經(jīng)已將8吋晶圓代工價格調(diào)漲了10%-20%。隨后，格芯和世界先進(jìn)等晶圓代工廠也將8英寸晶圓代工報價提高了約10%-15%。去年12月，臺積電又被傳出將于2021年開始，取消12吋晶圓的接單折扣，影響制程包含7nm、10nm、28nm、40nm及55nm制程等，這相當(dāng)于是變相漲價了。
另據(jù)臺灣媒體報道，由于產(chǎn)能持續(xù)滿載，晶圓代工大廠聯(lián)電、世界先進(jìn)等正在準(zhǔn)備第二次漲價，漲價幅度10%~15%，并且聯(lián)電還通知12吋客戶，交貨周期延長約一個月。
近期，業(yè)內(nèi)更是爆出，臺灣某晶圓代工大廠將自今5月起對新訂單報價再調(diào)升15%之際，同時5月產(chǎn)出的晶圓也要采用新報價。由于5月產(chǎn)出的晶圓在今年1、2月就已經(jīng)投片，當(dāng)時投片價就已調(diào)漲約一成，如今IC設(shè)計廠取貨卻要再加價15%，等于同一批貨“被漲價兩次”，為歷來首見。
鑒于目前市場旺盛的需求，Counterpoint認(rèn)為，對于整個晶圓代工產(chǎn)業(yè)來說，2021年包括晶圓的出貨量和晶圓出貨價格都將出現(xiàn)兩位數(shù)的增長。
甚至有預(yù)測稱，2021年8英寸晶圓代工報價可能最多還將上漲40%。
Counterpoint表示，雖然晶圓代工產(chǎn)業(yè)的周期性不如存儲產(chǎn)業(yè)，但高庫存水準(zhǔn)仍是預(yù)測影響市場需求的主要因素之一。不過，一旦新冠疫情和全球貿(mào)易的緊張局勢無法解決，那么2021年乃至2022年初的預(yù)期則需重新評估。因此，全球OEM廠商的芯片供應(yīng)商都在為額外需求進(jìn)行準(zhǔn)備。
晶圓代工大廠聯(lián)電共同總經(jīng)理王石上個月就曾表示，由于半導(dǎo)體需求持續(xù)強(qiáng)勁，已讓8吋和12吋成熟產(chǎn)能吃緊情況加重，且短缺情況已經(jīng)超出增產(chǎn)幅度，認(rèn)為產(chǎn)能供不應(yīng)求情況可能將延續(xù)到2023年。
IDM廠委外代工持續(xù)增加
Counterpoint報告中還引用荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備大廠ASML針對EUV光刻機(jī)出貨量預(yù)測，以及臺積電的全年預(yù)計的資本支出，來做為預(yù)判全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前景的風(fēng)向球。
臺積電在去年第四季季的法說會上表示，預(yù)計2021年的資本支出將達(dá)到250億美元~ 280 億美元，包括智能手機(jī)及高性能計算將是推動臺積電營收成長的兩大來源。
此外，由于英特爾7nm工藝量產(chǎn)的持續(xù)跳票，再加上競爭對手AMD在PC市場所帶來的壓力，英特爾今年可能會將部分CPU/GPU業(yè)務(wù)外包。為此，臺積電與三星都在積極準(zhǔn)備爭奪這一訂單。因此，臺積電和三星可能在2021 年開始擴(kuò)大5nm及3nm制程技術(shù)產(chǎn)能。
另外，目前IDM廠商委外生產(chǎn)的趨勢正在加速，全球IC 供應(yīng)商都在追求通過這種模式獲利。使得除了英特爾外，在2021年底SONY 的CMOS 圖像傳感器和瑞薩電子的MPU業(yè)務(wù)的芯片都可能委外生產(chǎn)。
報告總結(jié)表示，2020 年晶圓代工產(chǎn)業(yè)營收多次因長期利多消息而成長，這樣的成長態(tài)勢是2000年互聯(lián)網(wǎng)泡沫后從未有過的狀況。此外，考慮到IDM外包，也讓報告預(yù)計自2022年開始到2023年期間，產(chǎn)業(yè)市場的規(guī)模將超過1000億美元。在這之中，臺積電和三星因?yàn)榫邆湓诩夹g(shù)、資金、以及產(chǎn)業(yè)地位，將繼續(xù)維持強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。
編輯：芯智訊-浪客劍
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