摘要 未来全球IC晶圆代工厂产能与硅片需求预测根据ICInsights的预测,预计未来几年IC制造厂的晶圆产能将保持较为快速的增长,到2018年和2020年分别达到1942万片和2130...
未来全球IC晶圆代工厂产能与硅片需求预测根据IC Insights的预测,预计未来几年IC制造厂的晶圆产能将保持较为快速的增长,到2018年和2020年分别达到1942万片和2130万片(以8寸200mm硅片折算),相当于12寸晶圆863和947万片,2015-2020年的复合年均增速为5.4%。
2014-2020年12月全球晶圆月产能(百万片,8寸约当)
截至2015年底,12寸(300mm)晶圆占据全球晶圆产能的63.1%,预测到2020年该比例将增加至68%;至于8寸晶圆在全球晶圆产能中占据的比例,将由2015年的28.3%,在2020年降低至25.3%,不过8寸(200mm)晶圆产能在未来几年仍将继续成长;而6寸(150mm)晶圆产能在预测期间的成长表现相对较平坦。
2014-2020年12月全球晶圆月产能份额情况
根据SEMI 的统计数据,过去三年全球晶圆出货量快速增加,从2013年的88.52亿平方英寸增长到2015年的102.69亿平方英寸,2013-2015年复合年均增速7.7%。预计未来在大陆和台湾的持续投资下,预料晶圆代工产能将稳定增长,而台湾更稳坐全球拥有最大晶圆代工产能的地区。台湾的晶圆代工产能居全球之冠,其中 12 寸的产能占全球晶圆代工产能比重 55%以上, 台积电与联电是台湾晶圆代工产能的两大推手。台积电竹科 12 寸厂 Fab 12 第 7期、中科 12 寸厂 Fab 15 第 5 及第 6 期正积极准备迎接 10nm 以下制程产能。联电则持续扩充 28nm 产能,南科 12 寸厂 Fab 12A 厂第 5 期也准备投入 14nm 制程。
中国大陆将是成长最快的市场, 根据 IBS 的统计, 2015 年中国大陆晶圆代工市场规模为 69 亿美元,到 2020 年将达到 154 亿美元,复合年均增速为 17.42%, 在全球晶圆代工的份额将从 2015 年的 9.3%增长至 2020 年的 19.2%。
中国大陆晶圆代工厂市场规模预测(十亿美元)
中国大陆晶圆代工龙头中芯国际目前正致力提升北京 12 寸厂 Fab B1 厂和上海 12寸厂 Fab 8 厂等既有厂房的产能,同时该公司也正在提升新成立的北京 12 寸厂 Fab B2厂与深圳 8 寸厂 Fab 15 厂产能。 中芯的扩充计划同时包含了先进的 28nm 及 40nm 产能,以及技术成熟的 8 寸晶圆制程; 其他扩大产能的业者还包括武汉新芯,旗下 A 厂产能将持续投入 NOR Flash 代工业务;上海华力也即将成立第二座晶圆厂,预计 2017年动工, 2018 下半年起可望开始投注产能。随着半导体先进工艺制程的发展,28nm 制程已经在 2013-2015年占据最大的份额,预计未来 28nm 仍然是主流,同时自 2017 年开始,更加先进的 16/14nm 和 10/7nm 将快速增长。先进的工艺必须有高纯度、高质量的大硅片为基础。
在具体的行业应用方面,根据 IHS 在 2016 年 12 月的报告,预计从 2015 年到 2019年,计算(包括 PC 电脑、 SSD 存储和平板电脑, 300mm 硅片为主)、 工业(200mm硅片为主)、汽车领域(300mm 与 200mm 比例接近)的硅片需求将分别实现 5%、 9%、6%的复合年均增速,而手机领域(300mm 硅片为主) 由于出货量的放缓将维持现有需求, 但是 12 寸(300mm) 的占比会继续增加。
2015-2019 年半导体重要应用领域的硅片需求增速预测
整体来说, 300mm 晶圆需求仍将快速增长, 全球运作中的 12 寸晶圆厂数量预计到 2020 年将持续增加。 大多数 12 寸厂将继续仅限于生产大量、商品类型的元件,例如 DRAM 与快闪存储、影像感测器、电源管理元件,还有 IC 尺寸较大、复杂的逻辑与微处理器;而有的晶圆代工厂会结合不同来源的订单来填满 12 寸晶圆厂的产能。目前全球半导体硅片产能
我们前文已经分析, 2011 年到 2013 年,由于 300 毫米大硅片的普及, 造成硅片单位面积的制造成本下降,同时加上硅片企业扩能竞争激烈, 2013 年全球硅片的市场规模只有 75 亿美金,连续两年下降。 2014 年受汽车电子及智能终端的需求带动, 12寸大硅片价格止跌反弹,全球硅片市场规模缓慢复苏。
但是, 硅片产业近年来仍是亏多赚少,各大硅片厂都无力进行扩产的动作,所以全球硅片的产量增长缓慢。 如果从 2009 年的低点计算,到 2015 年为止, 全球半导体硅片销售额增长了 23.89%, 复合年均增速为 3.63%, 与此同时全球半导体硅片产量增长了 58.82%,复合增速为 8.02%, 产量增速超过销售额增速,也证明了硅片产业相比于整个半导体产业而言更加艰难。
如果将市场规模(销售额) 与产量做比值,可以定义为半导体硅片的平均价格,可以看到自 2013 年以来, 维持在 0.77 美元/平方英寸左右,相比于 2008 年的 1.46 美元/平方英寸大幅缩减。
全球硅片平均价格(美元/平方英寸)
从供给端来看, 尽管硅片的需求开始复苏,但是产能并没有太大的变化。 根据 SEMI的数据,截止 2015 年底, 全球 300mm 硅片的产能为 510 万片/月。而根据 SUMCO的数据, 2016 下半年全球 300mm 硅片的需求已经达到 520 万片/月。 在现有硅片厂没有大规模扩产计划的前提下,现有的硅片产能无法满足硅晶圆的需求。预计 2017 年和 2018 年全球 300mm 硅片的需求分别为 550 万片/月和 570 万片/月。 与此同时全球硅片的产能增速,根据 SEMI 的预测,未来三年的复合增速在 2-3%左右,对应 2017 年和 2018 年的产能为 525 万片/月和 540 万片/月,供不应求将是常态.
2016-2020 年全球半导体硅片产量预测(百万平方英寸)
2016 年,由于受到 28nm、 20nm、 16/14nm 等先进工艺制程、 3D NAND Flash、以及中国大陆半导体高速增长的需求拉动, 全球 12 寸硅晶圆产能需求大增。 全球半导体厂展开 12 寸晶圆产能竞赛,对于 12 寸硅晶圆需求快速上扬。 同时, 8 寸晶圆也出现紧缺情况,原因在于过去几年 8 寸硅晶圆逐步被 12 寸替代, 导致 8 寸硅晶圆供给幅下降, 但是自 2015 年以来汽车半导体、 CIS 传感器、微控制器等芯片需求快速增长,这些芯片中许多仍然是以 8 寸晶圆为主。目前, 2016 年下半年前几大硅片厂的产能利用率都接近 100%,根据全球第三大硅片厂 Siltronic 的公告, 在 2008 年硅片的产能利用率仅仅为 60%,而从 2016 年 Q3 开始已经达到 100%。
2016 下半年, 全球三大硅晶圆厂信越(Shin-Etsu)、 Sumco、德国 Siltronic 均宣布将调涨 2017 年第 112 寸硅晶圆价格约 10~20%,包括台积电、联电、美光(Micron)等半导体大厂都被迫买单。
根据台湾权威媒体科技时报的报道, 尽管台积电采购硅晶圆数量庞大,过去相较于其他客户享有更优惠价格,然因这一波 12 寸硅晶圆供应过于吃紧,台积电亦被迫减少折价优惠幅度,等于是变相涨价; 联电则传出硅晶圆价格涨幅约 10~20%; 美光正准备大举投入 3D NAND Flash 扩产,加上旗下华亚科亦全力冲刺 20 纳米 DRAM 产能,为备妥足够的 12 寸硅晶圆需求量,近期亦传出已接受硅晶圆供应商调涨 2017 年价格,幅度高达 20%。
由于过去几年半导体硅片产业亏多赚少,从半导体硅片的供给角度来看,扩产的机会仍不大,亏损的业者先以获利为目标, SUMCO 和 Sunedsion 等企业希望净利润能够尽早由负转正。据 SUMCO 的评估,兴建一座月产能 1 万片 12 寸的半导体硅片厂至少需要 10~12 亿元的资金,兴建到投产时间为 2-3 年,因此预计未来几年硅片的缺货将是常态。
根据台湾科技时报的评估, 如果上游原物料裸晶圆涨价 15%, 势必会牵动下游厂商的成本结构,晶圆代工厂商的销货成本(COGS)结构里头,折旧大致占了 50%,裸晶圆则约占了剩下 50%当中的 20%, 因此,涨价压力约在 2~3%。 上游供应商涨价, TSMC等公司显然会把这个价格转移到代工客户身上,而最终也是要消费者承担,这意味着2017 年的处理器、 NAND、内存等很可能还会继续涨价。
综上所述, 由于过去几年半导体硅片产业亏多赚少,从半导体硅片的供给角度来看,扩产的机会仍不大。根据 SEMI 的数据,截止 2015 年底全球 300mm 硅片的产能为510 万片/月, 预测未来三年全球半导体硅片产能的复合增速在 2-3%左右,对应 2017年和 2018 年的产能为 525 万片/月和 540 万片/月,但是硅片的需求开始复苏, 根据 SUMCO 的数据, 2016 下半年全300mm 硅片的需求已经达到 520 万片/月, 现有的 510 万片/月的硅片产能无法满足硅晶圆的需求。 预计 2017 年和 2018 年全球 300mm 硅片的需求分别为 550 万片/月和 570 万片/月,供不应求将是常态。