截至2019年中芯国际各产线情况
数据来源:中芯国际科创板上市招股书
在2021年一季度电话会中,中芯国际相关发言人预测,成熟制程到今年年底产能将持续满载,新增产能主要在下半年形成。从2021年一季度财报中,中芯国际的主要产能还是集中在成熟制程上,55/65纳米制程的营收占比最多,为32.8%。
中芯国际2021年一季度各制程营收占比
图片来源:中芯国际官网
今年3月17日,中芯国际发布公告称,将经由中芯深圳开展28纳米及以上制程的12英寸晶圆生产项目,拟于2022年开始生产。而新项目的规划月产能为4万片。去年年底,中芯北方也再次宣布增资扩产。
4月22日,台积电也核准了28.87亿美元,将在南京扩建28纳米产线。预计在2024年,28纳米工艺芯片产能将提高至4万片/每月。
一些芯片代工厂正在根据客户报的预测,考虑扩产、建厂。
不过,多位资深行业人士向《财经》记者提供的分析显示,扩产其实不是最现实的解决方案。
如果扩产,设备需求也要相应增加。根据国际半导体产业协会SEMI的数据,北美半导体设备销售金额连续五个月创纪录增长。2021年4月,半导体设备销售额同比增长了49.5%,为过去五个月中最高。SEMI报告显示,全球8寸晶圆设备支出在2012年-2019年曾长期徘徊在20亿美元到30亿美元,之后在2020年超过30亿美元大关,今年设备支出预计将达到40亿美元。
全球8寸晶圆设备支出陡然上升
数据来源:SEMI官网
在今年的上海国际半导体展览会上,《财经》记者看到,很多8寸二手设备的价格翻倍,仍然被一抢而空。一家韩国设备厂在中国的代理商告诉《财经》记者,这是他们进入中国第一年,展会第二天,就已经有三四家封测厂和他们签订了合作。一家国际龙头设备公司高管也告诉《财经》记者,他们已经收到了很多8寸产线的设备需求。
根据第三方数据机构Surplus Global测算,目前市场约有700台二手8英寸晶圆制造设备出售,但是8英寸晶圆制造设备需求至少在1000台以上。但这位高管随即表示,他们也不可能再生产这些设备。
但现实是,8寸线的扩建可能性并不高。由于成本、利润和设备的原因,很少有芯片代工厂会选择扩建8寸产线。从更上游的设备厂来说,让他们再多生产设备,相当于多一份风险。“除非量足够大,涨价到设备企业也能挣钱,这时候,设备企业才愿意生产8寸产线所需的设备。”上述国际设备企业高管表示。
设备缺,零部件也缺。北方华创公司董事长赵晋荣在上海国际半导体展览会上就指出,尤其是一些关键特定零部件,很多国外企业在这些零部件上耕耘了几十年,需要很深厚的基础和工艺,全球可能就一两家在做。如果由于芯片缺货,突然让这些零部件厂商扩产,几乎是不可能的事。
一家德国零部件厂商成立于1947年,他们做的产品应用在半导体制造、封测等各领域,合作客户包括泛林半导体、阿斯麦、应用材料等。其市场负责人告诉《财经》记者,由于缺芯,再加上不稳定的政治环境,一些中国大陆的设备制造厂会一次性向他们采购两三年的量。尤其是2020年年底,整个国际市场上半导体相关产品需求量变大,交货期变长。因此他们正在和客户沟通,在下订单的过程中多加一些余量。
8寸晶圆产线固定成本低、技术成熟,因此,将在很长一段时间里是许多信息设备的首选。“功率半导体器件、MEMS等芯片在未来一段时间,不太可能会因为技术发展大幅度缩减硅片的面积。”士兰微电子股份有限公司副董事长范伟宏说。士兰微是一家以IDM为主要发展模式的半导体企业,产线涵盖了6寸、8寸和12寸线。
另一种化解产能紧张的办法是客户购买设备,委托芯片代工厂进行管理和保养。这对双方都是一种分散风险的做法,一方面客户保证了订单;另一方面芯片代工厂也可以分担风险,减少重资产,保证产出。
一位中国大陆芯片代工厂研发人员表示,这样的做法在封测厂更为普遍,因为封测设备相较于制造设备来说价格便宜,三年到五年可能就能收回成本。但对于负责制造环节的代工厂来说,这种做法还是少数,除非是需求量非常大的客户才会下这样的赌注。
不过,去年11月,芯片设计公司联发科就宣布斥资3.72亿元向泛林半导体、佳能株式会社以及东京威力科创等设备厂商购买芯片制造设备,租给晶圆代工厂——台湾力晶积成电子制造股份有限公司使用。
在8寸产线产能有限的情况下,一些需求开始往12寸转移。“8寸厂当时设计的时候,没有考虑到成熟制程的需求那么多。”上述中国大陆代工厂研发人员表示,现在中芯国际北方厂主力做的就是28纳米,如果要做65纳米的制程,从技术上说不是什么难事,只是需要时间。
中芯国际在28纳米上的产能还有很多剩余,大部分都集中在28纳米以上的成熟制程。目前大部分做28纳米的客户都主要集中在台积电、世界先进这些代工厂。因此,中芯国际也可以把剩余的产能挪到需求更大的成熟制程上。
这样的做法导致的其中一个结果也是涨价,同时也需要时间。转线之后成本提高,另一方面转线需要时间,原来可能每个月能出一点货,现在三个月都不一定能出来。