本文来自“求是缘半导体联盟”,作者莫大康。
台积电(TSM.US)总裁魏哲家在一年一度的供应链论坛上宣布将在南科6厂旁边新建一座8英寸晶圆厂,这是继2003年上海松江厂之后,台积电15年来首次再兴建8英寸晶圆厂。
尽管魏哲家并未透露投资的具体金额,但有业内人士预计,该晶圆厂的投资金额将超过新台币500亿元(约合16.2亿美元)。
图片来源:台积电官网
引起业界兴趣的是台积电在先进工艺制程方面一路高歌猛进,连三星与英特尔也只能自叹不如,它全数拿到全球7纳米的市场约100-120亿美元的订单,加上未来5纳米生产线于2019年4月试产,及2020年第二季度量产,以及全球第一家3纳米厂已通过环评,总投资194亿美元,计划2020年建成及2022-2023年量产。
市场经济下企业的任何决定,一定与它的利益相关,本文要分析兴建8英寸生产线,它的利益点究竟在什么地方。
全球8英寸硅片现状
据SEMI和相关数据显示,2017年全球晶圆产能为17.9 M/wpm(百万8英寸片/月,下同),其中8英寸片产能约为5.2 M/wpm,而前十大8英寸晶圆厂产能占8英寸晶圆总产能的54%。
其中大中华地区8英寸晶圆产能,片/月;台积电约650K,联电约300K,中芯国际约220K,世界先进195K,上海华虹168K,上海先进77K,华润上华60K及力晶科技55K。
部分IDM厂8英寸及以下晶圆产能,片/月;德州仪器的400K,意法半导体约350K,英飞凌约250K,恩智浦约220K及东芝180-200K。
而从全球代工现状分析,据有关数据,台积电在2018年预测它的销售额可达377亿美元,而硅片年产出量为2,515万片(8英寸等值计),所以它的每个8英寸硅片平均产值为1,382美元,同样比较格芯为1,014美元,联电为715美元,以及中芯国际的671美元。
数据显示,全球纯代工逻辑芯片,2018年第二季度的代工平均价格,依200mm硅片计算,0.5微米为每片370美元,0.35微米为380美元,0.18微米为625美元及0.13微米为710美元。而依300mm硅片计算,90nm为每片1,800美元,65nm为2,100美元,45/40nm为2,655美元,28nm为3,010美元,以及小于等于20nm为6,050美元。
再依2018年第三季度台积电数据,从工艺节点来看,7nm贡献了11%的收入,预计第四季度达20%;10nm贡献了6%的收入,自2017年第四季度以来,10nm的营收持续下滑;16/22nm收入占比为25%及28nm收入占比为19%。所以它的28nm及以下先进工艺占总收入比重为61%。
目前8英寸的产品订单集中在各种电源管理IC,驱动IC,指纹识别IC及CIS等方面,未来预测MEMS,传感器,以及物联网等市场会爆发,导致8英寸硅片的市场需求仍保持稳中有升。
总体上全球8英寸硅片生产线呈以下特征:
1,由于设备大厂早已停止生产8英寸设备,市场上8英寸设备一机难求,导致全球二手设备市场价格急速上升;
2,之前8英寸设备的工艺分界线在90nm,现阶段已经上移至65nm等,导致8英寸生产线的投资金额大幅上升;
3,由于10nm及7nm等的设计费用上升,导致全球Fabless继续跟踪定律的产品数量减少,加上如台积电等采取从前道代工延伸至后道,采用FOWLP等封装技术,把不同工艺制程的芯片,集成在一体。
预测未来每一部智能手机内将会使用超过10颗以上采用FOWLP封装技术生产的芯片,称之为异质集成IC。因此工艺制程缩小的矛盾可能釆用异质集成等来解决,给8英寸硅片开辟了另一扇市场的大门。
兴建8英寸生产线的目的复杂
从台积电的盈利结构分析,目前它的60%营收依赖于28nm及以下,主要是最先进工艺制程,如它的最新7nm制程,据预测订单可达约100亿美元,与之前的28nm一样是金鸡母。
如依台积电2017年营收321亿美元计,年产出硅片量为2350万片(8英寸计),平均每个硅片产值为1,368美元。而全球8英寸硅片的平均代工价格,按工艺不同大约在700-800美元,即便考虑台积电有综合优势,可能溢价20%,它的每片8英寸代工价格也不可能超过1,000美元。
由此表示台积电在进行8英寸代工时,它的每个硅片产值仅1,000美元,要比它的每个硅片的平均产值1,368美元低30%以上,这部分的差额将由它最先进工艺制程代工,如10nm等代工每片10,000美元以上来补偿,同时表示它的8英寸硅片产出越多,需要补偿的金额越大。因此从"田忌赛马”的逻辑,现阶段中国芯片制造业迅速扩大8英寸代工产能的思路是正确的。
按以上逻辑思维,台积电会不断地加大投资,年投入100-120亿美元,去开发最先进工艺制程来维持它的高营收,而不太可能再扩大它的8英寸产能,这也可解释为什么自2003年以来它不再继续扩充8英寸产能的缘由。
那么此次重启8英寸产能扩充的可能原因是什么?
1,尽管目前台积电十分风光,全球代工市占达60%,但是不可否认尺寸缩小的路可能已走到尽头,未来技术上5nm,3nm等虽然仍能前进,但是从经济层面上已难以为继。全球Fabless会更加务实,釆用各种不同制程的适用工艺。
2,物联网、MEMS及传感器等市场会爆发,而目前的8英寸设备中的大部分超过15年的使用期限,部分性能可能难以达到技术上的要求。
3,中国半导体业的来势凶猛,尤其是8英寸产能扩充迅速,为了保持它的龙头地位,在8英寸生产线布局方面争个先手。
所以分析此次台积电再出手兴建8英寸生产线,它的内心肯定是复杂的。但是由于资金充沛,为了未来8芵寸代工在全球的垄断地位,下个先手可能是主要原因之一。
(编辑:林雅芸)