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制程发展较弱,12英寸新厂将掀起投产潮

2019-11-27 00:49

【据《DigiTimes网》 2008年11月07日 报道】 看准行动电视高分辨率小尺寸LCD驱动IC市场,晶圆代工龙头台积电5日宣布推出新的0.13微米高压制程,分别是1.5/6/32伏特高电压制程。台积电不仅积极布局40/45纳米以下先进制程技术,对于已相对成熟的0.13微米制程技术市场也出新招。预料台积电积极抢进0.13微米高压制程市场,将对既有晶圆代工二线厂施加不小的营运压力。

原标题:28nm 制程发展较弱,晶圆厂如何迎接挑战?

有数据显示,2016年的指纹识别传感器的出货量已达6.89亿颗,相较2013年的2300万颗,CAGR达到210%。调研机构Yole预测,未来5年,指纹识别市场的复合年增率(CAGR)将达到19%,市场规模有望从2016年的28亿美元,增加到2022年的47亿美元。

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晶圆代工进入景气寒冬已是市场共识,包括联电、世界先进第4季产能利用率皆将降至55%,市场预估,台积电产能利用率也将降至60~55%之间,不过由于台积电的损益平衡产能利用率基准点最低,尽管利用率下降,也相对较同业具获利竞争力。不过0.13微米以下先进制程产能利用率下降得更快,如何找到对的产品适当填充产能,便成为首要任务之一。

2019 年晶圆代工产业的焦点无疑是先进制程发展,尤其在 7nm 产品的采用率上优于市场预期,16/14nm 需求受惠于高效能运算与消费性电子产品需求产能利用率表现不俗,也让提供先进制程服务的相关厂商,在 2019 下半年确实能得到营收表现成长的机会。

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目前8英寸晶圆代工产能满载,但12英寸晶圆厂产能利用率却未如预期,众厂亦未能让客户将8英寸产品线转向12英寸晶圆厂投片。半导体业者指出,众厂全面扩充12英寸厂产能,对比之下,随着IDM厂逐年关闭或削减自有8英寸厂产能,亦未见新投资,使得8英寸厂的数量明显减少。

台积电这次推出的针对高分辨率的手机显示器驱动芯片推出0.13微米1.5/6/32伏特高电压制程。台积电表示,此制程采用铝铜为金属导线,可达到节能要求,也符合下个技术世代对于高分辨率手机显示器驱动芯片要求较小线幅、缩减芯片尺寸的市场需求。

必发bifa88手机版下载,然而在成熟制程方面,28nm 情况则相对弱势,加上 Legacy Node 如 40、55、65nm 等纳米节点产品对转进 28nm 节点态度保守,也使得台系晶圆代工厂商在维持 28nm 成长表现的课题上面临挑战。

随着智能手机包括指纹识别芯片、LCD驱动IC及电源管理IC等需求大旺,加上全球空白晶圆供不应求压力增加,使得涨价声不断,全球芯片厂商持续增加8吋晶圆的订单量,让两岸8吋晶圆厂产能利用率瞬间满载,甚至客户交期已拉长至3个月以上。半导体业内人士指出,即便有晶圆厂业务代表全力帮忙,订单交期最快也要等2个月,较过去增加约50%时间,凸显8吋晶圆厂产能供应紧绷。

稳居全球晶圆代工龙头的台积电,日前调降全年营收增幅,台积电指出,主要是受到虚拟货币价格崩跌,ASIC芯片及GPU矿机需求大幅降温影响。二线晶圆代工厂中芯国际第2季缴出获利年增逾4成佳绩,并宣布14纳米制程已获客户导入,但保守看待第3季旺季展望,营收与毛利率都将衰退。而全球市佔排名第三的联电同样对第3季展望保守,晶圆出货量持平。

由于行动电视与行动上网的需求不断增加,需要新世代更高分辨率与更高效能的显示器。此1.5/6/32伏特制程是在更高阶的0.13微米制程上提供高驱动电压,让高分辨率的手机显示器驱动芯片的芯片尺寸更小。同时也提供核心电压在1.2伏特的低驱动范围,以符合当前最迫切的环保显示器需求。

28nm 产能利用率短期提升程度有限,厂商保守看待恢复期需 1~2 年

具体到国内智能手机的指纹芯片市场上,业内预期为2017年指纹芯片需求量可望从2亿颗倍增至4亿颗。包括FPC、思立微、神盾、汇顶等指纹芯片厂商持续放量,将带动晶圆代工厂订单大增。有消息称,GlobalFoundries和联电和舰厂分别拿下思立微和汇顶的指纹芯片的订单。GlobalFoundries 2016年底与思立微合作并开始出货。而神盾将订单给了世界先进,让其成功进入指纹芯片领域。

全球晶圆代工产业看似蓬勃发展,包括以AI为主体的高效能运算(HPC)芯片、车用电子、5G、物联网等相关新应用芯片需求大增,可望弥补智能手机需求动能趋缓,然半导体业者表示,目前智能手机芯片仍是晶圆代工产业最大营收来源,销售动能减弱已可预见,目前观察AI等各式新应用芯片需求,尚未如预期展现强大爆发动能。

不过,由于愈来愈多二线晶圆厂投入小尺寸LCD驱动IC市场,逐渐跨入小线宽0.13微米制程高压技术领域,包括上海宏力半导体采0.16微米、马来西亚晶圆厂Silterra也宣布将抢攻0.13微米小尺寸LCD面板驱动IC订单。这次台积电回头抢攻高分辨率0.13微米高压制程市场,势必将给这些二线晶圆厂再施加更多竞争压力。目前世界先进也希望与台积电进一步在0.13微米合作。

28nm 制程过去为半导体制程技术突破的第一个分水岭,在产品在线取得相当大的成功,也让主要晶圆代工厂商规划不少产能。不过在 16/14nm 制程 FinFET 晶体管结构出现后,大幅提升芯片性能,加上由于终端应用如智能型手机、云端服务器等高端运算效能需求,使手机 AP、GPU、CPU、ASIC 等芯片陆续往先进制程发展,让 28nm 制程失去不少原有的产品固守力道。

业内预测,2017年仅指纹芯片将持续塞爆8吋厂产能。由于2017年全球指纹识别芯片市场需求高涨,Android阵营手机品牌厂商搭载指纹识别功能的产品,将大增逾50%水准,指纹识别芯片订单几乎在第一季度便已陆续进驻台积电、世界先进、中芯、联电等两岸晶圆代工业者8吋晶圆厂内,庞大的订单排挤效应,让其他IC设计厂商不敢轻忽,纷赶紧前往8吋厂下单排队等产能。

近期在挖矿潮退烧与AI芯片订单不明下,台积电、联电与三星电子(Samsung Electronics)晶圆代工业绩明显受到影响,而未来各式新芯片需求是否足以维持7纳米等先进制程微缩及有效产能,仍有待观察。

目前 28nm 节点在市场上处于供过于求状态,而从台积电与联电的纳米节点营收来看,近年在 28nm 部份面临占比下滑态势,尤其面临 2019 年半导体市场需求衰退下,伴随而来的是产能利用率迟迟难以提升,而主要晶圆代工厂商的产能利用率约 6~7 成,相较先进制程或更成熟的纳米节点有不小差距。

另外,空白晶圆涨价消息不断,甚至可能持续上涨一段时间,让不少芯片厂商开始担心未来两岸晶圆代工厂可能将新增成本转嫁给客户,更催促客户提前占位8吋晶圆厂产能。尽管台积电不断催促客户转往12吋厂投片,然因指纹识别芯片解决方案本身的晶粒面积微缩效益不大,加上需要重送客户认证旷日废时,使得指纹识别芯片供应商至今仍多留在8吋晶圆厂投片。

终端应用需求影响晶圆代工产业业绩成长动能,而接下来的产业竞局,更令众厂坐立难安,大陆在2016——2017年新建及规划的8英寸、12英寸晶圆厂共约28座,其中12英寸约有20座,多数投产时间落在2018年,其中,大陆12英寸晶圆月产能将接近70万片,较2017年底成长逾4成,大陆新产能陆续开出,对于联电、世界先进、台积电及GlobalFoundries将带来抢单激战。

市场上提供 28nm 制程服务的主要厂商有台积电、联电、Samsung、GlobalFoundries、中芯国际等,另有华虹半导体小规模开发中。从产能分布来看,台积电、联电及 Samsung 在 28nm 方面约占总产能 20~25%;GlobalFoundries、中芯国际与华虹半导体则占比不到 2 成,然由于陆系晶圆代工厂商积极追赶一线厂商,为提升芯片自给率的实力,28nm 制程处于扩张阶段,未来占比有可能持续提升。

从格局看,台积电、中芯国际是指纹芯片主要的晶圆代工伙伴。台积电掌握的主要客户有FPC、汇顶、神盾等客户订单,中芯国际拥有FPC和思立微订单,目前仅FPC订单就让中芯国际8吋厂的产能爆满。原本在台积电投片的神盾,传新增世界先进成为指纹芯片晶圆代工伙伴,2017年神盾指纹芯片出货将放量,包括台积电、世界先进都有望受益。

半导体业者指出,大陆大基金重金扶植的半导体晶圆制造产业渐成形,然而近期不少问题已开始涌现,包括晶圆代工为高技术与高资本密集产业,大陆多座晶圆新厂政策性设立,资本连续性投入的不确定性高,加上客户关係薄弱致使产能利用率偏低,良率、技术亦有待考验,同时折旧成本高昂、专业人才难觅等问题,都将是生存关键。

由此看来,陆系晶圆代工厂积极提升芯片国产化,将令 28nm 节点在既有市场的中低阶芯片需求供应分布产生变化,分散原本的代工集中度;在尚未出现明显新兴需求的提升下,28nm 节点的市场复甦时间恐将拉长,从日前台积电执行长魏哲家认为 28nm 产能利用率或将需要 2 年时间恢复来看,可见一斑。

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值得注意的是,硅晶圆缺货与涨价更成为大陆新晶圆厂能否立足关键,日前市佔排名第三的环球晶圆已表示,12英寸、8英寸及6英寸晶圆需求强劲,完全超乎预期,产能至2020年已全订满,长约讨论现更进入2021——2025年,价格无下调空间。市佔第二大的日本Sumco亦表示,2018年12英寸硅晶圆价格应会扬升约20%,2019年价格续涨,目前已开始签定2021年后的长约。

值得一提的是,分析主要 IC 设计厂商在 28nm 制程的投片状况,通讯联网类与射频相关产品约占近一半份额,搭上后续 5G 发展带动的趋势,估计能保持一定需求水平;然而在车用、IoT 或其他终端应用装置上则需要新的机会点挹注,以更优化的技术吸引客户产品制程转移,考验晶圆代工厂商在研发策略与营运上的布局,后势发展需持续关注。

随着第一季度智能手机包括指纹识别芯片、LCD驱动IC及电源管理IC订单纷提前涌进,加上第2季消费性IC传统旺季订单即将报到,而苹果下半年新品相关芯片陆续备货,造成8吋晶圆产能需求持续拉升。业内人士预计,2017年两岸晶圆代工业者8吋晶圆厂产能满载情形恐延续至年底,使得8吋晶圆厂产能的交期时间不断延长,从2016年第4季交期约6~8周,近期已快速拉长到12周以上,增加约50%时间。

半导体业者指出,包括英特尔、三星、台积电、GF、联电、世界先进等晶圆大厂已陆续与硅晶圆业者签定长约,目前5大硅晶圆厂力守卖方市场,加上大陆新晶圆厂有效产能难估下,对于产能扩充并不积极,甫加入战场的大陆新晶圆厂恐须加价方能取得硅晶圆,成本将明显拉高。

IoT、OLED 相关需求后势看涨,或将助攻 28nm 制程技术转移

面对2017年上半年8吋晶圆厂需求的持续走强,近期IC设计厂商亦纷纷跟进,直接提出第3季、甚至第4季订单需求,希望两岸晶圆代工厂可以满足产能需求,以免2017年下半年传统旺季来临时,再次面临交不出货给客户的窘境。

苹果(Apple)9月登场的iPhone新机,将牵动台积电及相关供应链营运动能,在产能竞争方面,大陆8英寸、12英寸新厂将自2018年底起掀起一波投产潮,大陆抢单实力、有效产能迄今难以预估,对于设备业而言是地雷、还是活水甚难预料,而美中贸易战的影响恐将超乎预期。

从现有市场需求分析,为提升 28nm 制程需求的动力,目标仍着重于提供技术上的优化与成本效益来吸引芯片设计厂商做制程转移,而目前可能做制程转移的应用领域有两方面,分别是 IoT/ 穿戴装置与面板驱动 IC。

不过,并非所有芯片都需要采用先进制程,包括指纹辨识IC、车用电子及物联网IC等需求强劲的芯片,采用6英寸及8英寸晶圆代工才是最佳的生产成本甜蜜点,因此,近年8英寸晶圆代工超乎预期完全供不应求,预估8英寸厂产能吃紧状况将持续至2020年,接下来众厂如何提升12英寸厂产能利用率,且维持8英寸厂产能满载,将是关注焦点。

首先在 IoT 方面,过去的 IoT 芯片功能大多以数据收集为主,功能单纯且需维持长时间使用并兼顾低价高量,因此多半集中在 28nm 以上的节点制造。

文章来源:华强电子资讯

然而近年 IoT 与各项领域结合程度越来越高,5G 与 AI 的推动让 IoT 有了进一步的技术需求,也让客户评估制程技术转移的可能性。台积电推出 22nm 节点 N22-ULL(Ultra Low Leakage)设计,相较 40ULP 与 55ULP 能提供更好的功耗表现与更低漏电率,主要目标就是在 IoT 与穿戴装置的使用上,加大客户从 40/55nm 制程往 28nm 以下制程迈进的吸引力与信心,且由于 22nm 与 28nm 共享产线,将提升整体 28nm 的产能利用率,虽然目前量不多,但可望持续补充台积电 N28nm 节点战力。

另一方面,受惠 OLED 面板在更多的终端应用产品上渗透率持续上升,以及陆系 OLED 厂商产能陆续开出,OLED DDIC(面板驱动 IC)市场也将成为新一波 28nm 的成长动能;过去 OLED DDIC 以 40nm 制程为主,但为了满足日后需求量上升,在既有 40nm 产能已满载而 28nm 产能出现空缺的情况下,晶圆代工厂商也积极与客户合作制程转移,期望能达到填补 28nm 缺口并囊括更多订单。

目前掌握到的情况是,韩系厂商的 OLED DDIC 已确定开发出 28nm 产品,并积极布局代工产线产能,甚至有海外委外代工消息传出,台系厂商受惠的机会不低,预计 2020 下半年有大量成长的可能性,因此从联电在 2019 年第三季法说会提到,28nm 需求的恢复期可能落在 3 个季度后来看,或有一定程度的关联性。

整体而言,制程技术转移对 28nm 节点来说有相当程度的重要性,也是提升产能利用率的最有效方法,若技术转移进度良好,在 2020 年市场预计半导体需求回升的态势下,或将有 28nm 需求提前拉抬的机会。

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