2023年是半导体制造相关大规模投资及相关投资接连宣布的一年。这里的半导体制造不只限于晶圆代工厂,拥有自己Fab的厂商纷纷宣布大规模投资,随之而来的是后段制程厂商、半导体制造设备厂商、甚至材料厂商也纷纷宣布大举投资计划。
根据统计,2023年上半年将达到61个,下半年将达到66个,感觉整个行业都在猛踩油门。因此,预计 2026 年晶圆产量将比目前水平增长略低于 30%。2023 年约为 7,500 KWPM(每月晶圆数),但预计 2026 年将达到 10,000 KWPM,增加约 2,500 KWPM。这意味着硅片产量每年将增加30,000KW,即每年3000万片硅片。然而,其中大约一半是由于中国产量的增加,因此对于世界其他地区来说,这一数字将是大约一半,大约1500万。
工厂建设真的可行吗?
这里有两点需要关心:“这真的能实现吗?”和“即使可能,是否有足够的需求来支撑?”
首先是前者。当然,购买建筑物和土地并不是那么困难,但对半导体制造设备的需求预计将相当紧张。例如,即使立即决定建设预处理工厂,从获得土地、提交建设计划、获得批准、完成建设也需要一年左右的时间。
现实中,光建一栋大楼,还有给排水设备是不够的(大家知道,半导体制造,尤其是前处理工序,需要大量的水。现实中,不可能供应所有的水)通过从外部取水来实现这一点。通常有一个系统,通过将废水处理设施与水回收设施相结合,最大限度地减少从外部取水。电力设备(特别是那些使用 EUV [极紫外线]曝光的设备)。这是条件非常好,需要准备额外的设施,例如(尖端工艺需要无与伦比的电力)(只需在现有制造基地上加建一栋建筑,只需供水、排水、电力等.). 除非现有设备能按原样使用,且建地已确定等,否则设备开始引进需要两年多的时间。如果有两年左右的交货期,半导体设备制造商恐怕也不是没有可能,但考虑到今年半导体工厂急于扩建,是否有可能毫无问题地将设备交付给所有制造商?这有点值得怀疑,很可能在某些情况下启动会被延迟。
工程师的问题更加严重。这也是一种条件有利的情况,比如在现有的制造基地上加建一座大楼,如果要制造同样的产品,就很容易找到工程师。如果有两年左右的时间,我们可以聘请新的工程师,利用现有设备进行在职培训,并在新大楼建成后进行调整,开始量产,为启动提供一个平滑的过渡路径。
问题是当它不存在时。最好的例子是台积电美国公司。2020年,台积电宣布在美国亚利桑那州建设新晶圆厂。事实上,该项目于2021年开始建设,2022年12月,在建设仍在进行的同时,台积电就宣布将其规模将扩大两倍。事实上,如果你在谷歌地图上查看这座建筑,你可以看到,除了第一座建筑(右下)之外,还准备了相当多的土地,并且你可以看到这些土地是在2017年通过扩建而获得的。从一开始就在意。
另一方面,据报道,他们在2022年已经很难找到工程师,并且由于完全不同的企业文化而发生冲突(“是否可以适应“企业文化”?,“台积电的挑战”)亚利桑那工厂”)。顺便说一句,我听说台积电台湾厂的一名工程师即使被调到亚利桑那州,条件是“支付双倍工资”,他也从未申请过。
总之,看起来台积电的工资实在是太低了,即使你付两倍的钱,也连美国普通工程师的工资都没有接近。那么,我们可以在美国招聘工程师吗?然而,由于工资低、工作时间长,很难吸引新员工,2023年7月,有消息称开工日期将推迟一年至2025年(“工程师短缺”)')(半导体行业正面临人力资源短缺的问题。'')
顺便说一下,对于这次推迟到2025年的事情,AZBTC(亚利桑那州建筑工人委员会)反对台积电“缺乏技术经验丰富的劳动力”的说法,台积电得到了台湾方面的回应。在引进了大约 500 名工程师创办公司后,“作为从劳动力成本低廉的海外引进人才到美国的理由”。该公司正在游说不要为台积电工程师发放签证。其他政治团体也认为台积电没有履行在宣布2020年计划时在美国创造就业机会的承诺,事情开始变得有些混乱。
幸运的是,去年(2023年)12月13日,台积电和AZBTC就创建新框架达成了协议,避免了进一步的僵局,但新框架必然会导致劳动力成本比台湾更高,台积电生产的芯片不可避免。亚利桑那州的成本将高于台湾制造的产品。12月15日台积电美国子公司WaferTech更名为台积电华盛顿,这可能是确保工程师安全的最后一刻措施,尽管我不这么认为。
然而,这又产生了另一个问题。2022年台积电亚利桑那州宣布扩产时,苹果、AMD、NVIDIA等台积电大客户的CEO都到场了,当然这是因为他们相信在亚利桑那州生产芯片可以保证稳定的供应。因为我预料到了。但不管稳定与否,如果成本高,人们自然会说:“那是不是台湾制造也无所谓。” 因此,甚至有人猜测亚利桑那工厂的开工率不会提高(台积电亚利桑那工厂只会适度生产其他公司的芯片作为借口,全面生产将继续在台湾进行)。2023年12月19日,台积电宣布现任董事长刘德音博士将卸任,但这是因为他曾负责台积电亚利桑那州启动相关的各种问题,甚至被观察到。
不过,这并不是台积电独有的问题,其他在各地开设办事处的公司也或多或少地存在类似的问题。无论如何,如果我们到 2026 年不能解决工程师绝对短缺的问题,“我们真的能实现这一目标吗?”这个问题的答案可能是“不能”。
中国芯片产能将翻番
从市场规模来看,中国是全球第一大芯片市场,每年消耗的芯片占全球芯片产能的35%左右。
更重要的是,中国作为全球电子产品制造基地,承担着全球绝大部分手机、电视、电脑、掌上游戏机等等产品的制造,这些产品使用了全球约70%左右的芯片。
所以我们看到最近几年,全球70%的芯片在制造出来后,要被出口至中国制造成各种产品,再卖至全世界。
所以中国进口芯片数量、金额一直是一个天文数字年,中国芯片进口金额数据变化,能看到从2000多亿美元到3000多亿美元,再到4000多亿美元,不断的增长……
也正因为这样,中国一直在努力的发展芯片产业,以其减少进口,减少对外依赖,提高芯片自给率,甚至我们还定了要实现70%自给率的目标。而为了这个达到70%自给率的目标,这些年我们也是大量建设芯片厂,也欢迎外资到中国来建设芯片厂,提高我们整体的芯片产能。
按照TrendForce的数据,目前我们已建成的晶圆厂有44家,包括25座12英寸晶圆厂、4座6英寸晶圆厂、 15座8英寸晶圆厂及产线。
除了这44座之外,还有22家晶圆厂在建,包括15座12英寸晶圆厂、8座8英寸晶圆厂,这22座晶圆厂,会在接下来的3-5年内陆续完工。当这些晶圆厂都建设完成后,中国的芯片产能有望在五到七年内增长一倍以上。而机构分析师认为,三年内,中国的芯片产能有提升60%的潜力。
不过,虽然计划有这么多,不过这些产品,大多还是集中在成熟芯片领域,特别是集中在40-65nm工艺之间,这一块是扩建的重点,而先进工艺的产能非常少,这是我们要关注的。
台积电与三星晶圆代工差距扩大 市场份额多出45.5%
2023年第三季度,中国台湾晶圆代工龙头企业台积电与排名第二的三星电子之间的市场份额差距再次拉大,前者多出45.5%。
根据市场研究公司TrendForce的最新数据,三星电子今年第三季度的代工销售额为36.9亿美元,比上一季度增长14.1%。其市场份额从11.7%上升到12.4%,增加了0.7个百分点。据悉,三星电子的强劲增长得益于高通公司中低端第五代AP系统芯片(SoC)、5G调制解调器和28纳米OLED显示驱动IC(DDI)的订单。
尽管自上一季度以来一直保持两位数的增长率,但三星电子与台积电的市场份额差距进一步拉大。台积电在经历了第二季度的短暂放缓后,在第三季度强劲反弹。
台积电第三季度销售额达到172.49亿美元,比第二季度增长10.2%。其市场份额从56.4%上升到57.9%,与三星电子的差距从44.7个百分点扩大到45.5个百分点。
据悉,台积电销售额的增长主要得益于智能手机和个人电脑半导体(包括iPhone 15)订单的增加。仅先进的3纳米产品就占其销售额的6%,而采用7纳米或更先进工艺的产品约占其总销售额的60%。
晶圆代工掀起降价潮
随着半导体产业的不确定性和市况回落,晶圆代工市场再次掀起波澜,“降价大军”再添猛将。
据综合媒体报道,传三星计划在2024年第一季度调降晶圆代工报价,提供5%至15%的折扣,并表示愿意进一步协商。
台积电根据客户的投产量进行定制化折扣,具体折扣范围并未透露。
联电透露,8英寸晶圆已调降,而12英寸则暂未调整,考虑到今年首季需求疲软,联电计划通过扩大降价幅度来刺激客户下单,预计降价幅度将达到两位数百分比。
世界先进也宣布降价2023年下半年的报价下降5%左右,大客户折让约10%。面对激烈的价格竞争,世界先进计划在今年首季再次进行降价,降价幅度将在个位数到双位数百分比之间。
至于力积电,受到客户投片保守的影响,第三季度陷入亏损,产能利用率仅为60%左右。了解情况的人士透露,力积电也计划采取降价措施,以提高产能利用率。
竞争愈发激烈,都让这些晶圆厂开始不约而同的降价抢购订单。更重要的是,下游的寒气终于传递到了上游产业链。由于2023年市场整体需求低迷,成熟制程受众下降,进而影响到了晶圆代工厂的产能利用率。为了保持足够的生产规模,降价也是顺其自然。
当然,与许多人感受不同的是,市场并未停止增长的步伐。从SEMI的报告来看,2023年内存产能受到PC与智能手机消费需求疲软的影响,产能扩张放缓。但持续增长的态势并没有改变,预计2023年DRAM同比增加2%,至380万片晶圆,2024年将达到400万片晶圆的需求,同比增长5%。3D NAND在2030年需求保持在360万片晶圆,2024年将增长2%达到370万片晶圆。
而在分立和模拟器件领域,受到汽车电气化趋势的影响,尽管目前有所放缓,但需求依然保持着高增长。预计2023年分离器件市场规模将增长10%到410万片晶圆,2024年增长7%,达到440万片晶圆。模拟器件在2023年将达到210万片晶圆的规模,预计在2024年同比增长10%,至240万片晶圆的需求。