由于高庫存和消費類市場的低需求,產(chǎn)能利用率下降目前已成為各大晶圓廠的“通病”。據(jù)Techinsights的說法,半導體代工營收將在2023年第一季度季環(huán)比下降15%,產(chǎn)能利用率可能會下降到70%-80%(華虹似乎是個例外)。對于晶圓廠而言,產(chǎn)能利用率需要在75%以上才能達到成本效益,因為產(chǎn)能利用率不僅影響公司的收入,還會面臨高折舊壓力。中興國際在其22年Q4財報中指出,折舊率預(yù)計同比增長20%以上;2023年臺積電由于N3的增加,折舊預(yù)計將增加30%,盈利能力也面臨下降的風險。整個晶圓代工市場正面臨著前所未有的需求下降!
圖源:SKundojiala推特晶圓行業(yè)現(xiàn)狀:價格戰(zhàn)、工廠停產(chǎn)、削減晶圓產(chǎn)量臺積電是全球最大的晶圓代工廠,據(jù)外媒消息人士稱,蘋果已減少了與臺積電的120000片晶圓的訂單,被取消的訂單是針對將使用臺積電的 N7、N5、N4 甚至一些 N3 節(jié)點制造的芯片。有傳言稱,A17 Bionic和M2 Ultra和M3芯片都將采用臺積電的N3 (3nm) 工藝節(jié)點生產(chǎn)。晶圓大廠之間為了搶奪產(chǎn)能,祭出價格戰(zhàn)來力挽頹勢。來勢洶洶的三星將其成熟制程降價幅度高達一成,據(jù)有關(guān)消息,三星已拿下部分臺系網(wǎng)通芯片廠訂單。供應(yīng)鏈指出,三星晶圓代工先前報價就比同業(yè)略低,如今整體市場需求仍低迷,三星再次降價,勢必成為IC設(shè)計廠對其他晶圓代工廠議價的依據(jù)。除了三星之外,其他晶圓代工廠商也露出降價苗頭。據(jù)SemiMedia的報道,有業(yè)內(nèi)人士透露,聯(lián)電已向愿意在2023年第二季度增加訂單量的客戶提供10-15%的價格折扣,聯(lián)電坦言,現(xiàn)階段訂單能見度偏低,本季充滿多重挑戰(zhàn),產(chǎn)能利用率將由上季的九成大降至近七成,毛利率與晶圓出貨量同步銳減,毛利率更恐下探近七季低點,預(yù)期隨著產(chǎn)業(yè)持續(xù)去化庫存,下半年需求可望逐步回溫;臺積電也希望恢復(fù)對特定客戶和訂單量的折扣;世界先進則為部分客戶提供更多免費晶圓作為折扣。需求的低迷甚至致使芯片制造廠商不得已停產(chǎn)。2023年2月下旬,據(jù)韓媒報道,韓國芯片制造商Magnachip此前將其位于韓國龜尾的工廠停產(chǎn)一周,對于通常全年7天24小時全天候運行的晶圓廠來說,停產(chǎn)可以說是極為罕見的。Magnachip是一家專注于顯示驅(qū)動IC和電源管理IC的芯片制造廠商,其中龜尾晶圓廠8英寸晶圓月產(chǎn)能4萬片。存儲芯片大廠美光宣布,將其DRAM和NAND存儲器的晶圓產(chǎn)量將減少約 20%,這似乎是其首次公布具體的減產(chǎn)值。美光首席執(zhí)行官 Sanjay Mehrotra 在一份聲明中表示:“美光正在采取大膽而積極的措施來減少比特供應(yīng)增長,以限制我們的庫存規(guī)模。”即便如此,他表示,從長遠來看,內(nèi)存和存儲收入的增長將超過芯片行業(yè)的其他部分。中芯國際在2022年第四季度財報中指出,2023年第一季度公司收入預(yù)計環(huán)比下降10% -12%,毛利率預(yù)計下降至19%-21%。在外部環(huán)境相對穩(wěn)定的前提下,2023年全年收入預(yù)計同比下降十幾%,毛利率預(yù)計在20%左右,資本支出和年底新增月產(chǎn)能預(yù)計與上年持平。在多種因素影響下,晶圓代工市場收入下降似乎已是板上釘釘。據(jù)TrendForce預(yù)測,由于庫存消耗緩慢和客戶晶圓投入下降,2023年全球晶圓代工收入將同比下降4%。8 英寸和12英寸晶圓部分的產(chǎn)能利用率將在23年第三季度回升。產(chǎn)能擴張步伐未變,重點發(fā)力12英寸雖然2023年市場和營收都不容樂觀,但是鑒于各大廠商對半導體行業(yè)長期前景的看好,對制造業(yè)的投資依然在有序進行中。根據(jù)SEMI的最新報告,2021年有23家新晶圓廠開工,2022年有33家,2023年將全球新增28家晶圓廠。而12英寸晶圓廠無疑是廠商擴展的重點。世界先進將今年的資本支出從去年的新臺幣194億元減半至約新臺幣100億元,超過一半的資本支出將用于建設(shè)新晶圓廠Fab 5,這項投資將使其產(chǎn)能比去年提高8%。該公司還表示正在評估投資新的12英寸工廠的可能性,以滿足客戶對晶圓的長期需求。華虹在其2022年第四季財報中指出,2023年在產(chǎn)能方面,保持8英寸平臺持續(xù)優(yōu)化、12英寸平臺技術(shù)升級及產(chǎn)能擴張的策略。12英寸第一階段擴產(chǎn)已全面完成,2022年全年以 6.5 萬片月產(chǎn)能運行;第二階段擴產(chǎn)設(shè)備已全部到位,2023 年內(nèi)將陸續(xù)釋放月產(chǎn)能至9.5萬片;同時將適時啟動新廠建設(shè),計劃把差異化特色工藝向更先進節(jié)點推進。模擬芯片IDM大廠德州儀器(TI)也在發(fā)力建造300毫米晶圓廠,此前TI宣布計劃在謝爾曼建造多達4個300毫米晶圓廠。2月16日宣布,德州儀器將在美國猶他州李海 (Lehi) 建造一座新的12英寸晶圓廠,新工廠預(yù)計于2023年下半年開始建設(shè),最早將于2026年投產(chǎn),可支持65nm和45nm生產(chǎn)技術(shù)制造模擬和嵌入式芯片。TI認為,300毫米晶圓的擴建將是其未來數(shù)十年繼續(xù)取得增長的關(guān)鍵。廠商們專注在12英寸晶圓廠,主要是12英寸的優(yōu)勢。更高的生產(chǎn)效率:相比8英寸以及更小的晶圓尺寸,12英寸可以同時生產(chǎn)更多的芯片,比8英寸的生產(chǎn)效率提高了50%左右;更低的成本:由于生產(chǎn)效率提高,12英寸晶圓廠的單位生產(chǎn)成本也更低;更高的技術(shù)水平:300毫米晶圓廠通常擁有更先進的設(shè)備和技術(shù),可以生產(chǎn)更高性能的芯片,同時也更容易實現(xiàn)制程的優(yōu)化和升級等等。誰將成為晶圓廠的“救命稻草”?在經(jīng)濟衰退逆風下,晶圓廠商們必須要找到既能保持擴張又能應(yīng)對當前和未來挑戰(zhàn)的方法。因此,代工廠正在積極尋求除手機等消費類市場之外新的業(yè)務(wù)機會,并加強在各種新興市場的投資和開發(fā)。這些努力有助于幫助代工廠實現(xiàn)業(yè)務(wù)多元化,減少對任何單一市場的依賴,并更好地適應(yīng)市場變化。首先就是汽車芯片市場,隨著汽車功能的復(fù)雜度不斷提升,汽車中的芯片用量和芯片性能都有很大的提升,而且前景廣闊。不少汽車芯片已經(jīng)開始向先進工藝邁進,因此主流的晶圓廠們均將汽車看作是下一個角逐場,加大布局力度。3月除,三星宣布,其5納米工藝技術(shù)將用于支持安霸(Ambarella)新型CV3-AD685汽車AI中央域控制器的制造。Ambarella與三星代工廠合作了將近15年,在Ambarella還是初創(chuàng)公司時,三星代工廠就與之合作,如今已經(jīng)合作了15年。三星目前是Ambarella 公司所有高級SoC代工的單一來源。三星代工廠也在加大對汽車領(lǐng)域的擴張和投資,在去年10月的一場SFF活動中三星表示,預(yù)計到2027年汽車、高性能計算和其他非移動領(lǐng)域?qū)⒄计浯な杖氲囊话胍陨稀?/p>另外一個市場需求就是當下火爆的ChatGPT等人工智能市場的需求,受ChatGPT的快速發(fā)展,高端AI芯片的需求正在激增,據(jù)研調(diào)機構(gòu)TrendForce的預(yù)測,隨著ChatGPT邁向商用,以英偉達A100的計算基礎(chǔ)為基準,GPU需求上看3萬顆。目前包括谷歌、百度、韓國和俄羅斯等不少科技公司紛紛向Chatbot服務(wù)商發(fā)展,或?qū)⑾破鹩忠惠喌腁I芯片需求。行業(yè)人士分析ChatGPT的火爆將推動對臺積電CoWoS封裝的需求,業(yè)內(nèi)消息人士稱,臺積電5/4納米工藝節(jié)點的產(chǎn)能利用率最近開始回升,主要是由于交付周期短的AI芯片和服務(wù)器處理器的訂單強勁增長。而據(jù)Diditimes的報道,近日已有有消息稱,微軟已與臺積電及其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴接洽,商討將代工廠的CoWoS封裝用于其自研的AI芯片。臺積電管理團隊強調(diào),其針對人工智能客戶的高性能計算部門是其對 2023 年下半年半導體市場復(fù)蘇持樂觀態(tài)度的原因。在此需要科普一下,臺積電的CoWoS先進封裝是一種能夠在硅中交錯放置邏輯芯片和 DRAM的技術(shù),它是一種2.5D/3D工藝,可以減小處理器尺寸并實現(xiàn)更高的 I/O 帶寬。它不僅是GPU 芯片的理想選擇,也適用于5G網(wǎng)絡(luò)、低功耗數(shù)據(jù)中心等。臺積電CoWoS已擴展到提供三種不同的中介層技術(shù):包括CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L。據(jù)臺積電的介紹,CoWoS-S封裝是使用硅中介層,基于現(xiàn)有的硅片光刻和再分布層處理;CoWoS-R使用有機中介層以降低成本;CoWoS-L是使用插入有機中介層的小型硅“橋”,用于相鄰die邊緣之間的高密度互連。有媒體報道稱,蘋果的M1 Ultra處理器就是使用TSMC的CoWoS-S基于2.5D中介層的封裝工藝來構(gòu)建M1 Ultra。除此之外,AMD、Nvidia和富士通等公司使用類似的技術(shù)來構(gòu)建用于數(shù)據(jù)中心和高性能計算 (HPC) 的高性能處理器。
臺積電的CoWoS-R 技術(shù)(圖源:臺積電)
臺積電的CoWoS-L技術(shù)(圖源:臺積電)寫在最后過去三十多年,晶圓廠產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了多次歷史性下滑。其中比較著名有三次:一次是1985年DRAM價格暴跌,彼時,DRAM的價格突然下跌了80%,導致許多晶圓廠倒閉或被迫合并。這是晶圓廠歷史上第一次遭遇較大的危機。第二次是2001年互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,2000年左右,因為互聯(lián)網(wǎng)泡沫的繁榮,半導體產(chǎn)業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇。但是,泡沫破裂后,需求急劇下降,導致晶圓廠產(chǎn)能過剩,價格大幅下跌。這次下滑也讓許多晶圓廠陷入了困境。第三次是2008年金融危機的爆發(fā),導致全球經(jīng)濟萎靡不振。晶圓廠產(chǎn)業(yè)也受到了嚴重影響,需求下降、價格下跌,許多晶圓廠關(guān)閉或被迫進行重組。以上這些歷史性下滑都讓晶圓廠產(chǎn)業(yè)付出了沉重的代價,但同時也促使產(chǎn)業(yè)進行了技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,為今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在激烈的市場競爭中,那些能夠不斷創(chuàng)新的公司將更有可能生存和繁榮。


