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纯晶圆代工的春夏秋冬

2018-10-16
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IC insights的最新预测显示,如果以200mm等效晶圆计算,全球4个最大的纯晶圆代工厂,即台积电,GlobalFoundries(格芯),联华电子(UMC)和中芯国际(SMIC)加工每片晶圆产生的平均收入,预计2018年将达到1138美元,较2017年的1136美元略有上升。


根据预测,台积电每片晶圆营收为1382美元,比格芯的1014美金高36%。而UMC每片晶圆在2018年创造的营收仅为715美元,只有台积电的一半左右。而中芯国际每片晶圆的营收为671美元,较该公司2017年的719美元有小幅下降。



数据显示,这4大厂每片晶圆创造的营收在2014年达到顶峰的1149美元,之后就一直缓慢下滑,直到今年才迎来了细微的反弹。


在这份预测报告中,台积电是4大晶圆代工厂中唯一一家2018年每片晶圆收入比2013年高的代工厂(9%以上)。相比之下,GlobalFoundries,UMC和中芯国际2018年每片晶圆平均收入与2013相比,预计将下降1%,10%和16%。


从这份报告可以看出,无论是从晶圆代工市场多年的发展态势看,还是与去年相比,台积电都是一枝独秀,凭借其对市场的前瞻性布局,以及多年来持之以恒的对前沿技术的追求和研发投入,形成了技术壁垒,从而在争夺优质客户方面占尽了先机,使得财报数字十分亮眼。


相比之下,其它3家纯晶圆代工厂就显得暗淡了不少。然而,这3家的情况也各不相同,在技术积累、研发投入、市场定位和客户认知等方面也是苦涩与甜蜜并存。而这4家顶级纯晶圆代工厂的市场冷暖度似乎与一年四季的状况颇为吻合,春夏秋冬,冷暖各异。


春之SMIC


作为我国大陆地区最大的晶圆代工企业,SMIC拥有着太多的故事,无论是企业的创立、发展,还是领导层的更迭风云史,都可以总结出多篇精彩的文章。经过多年的内外部调整以及技术积累,该公司的营收逐步稳定。该公司2018年第二季度财报显示,SMIC第二季度总收入8.907亿美元,同比增长18.6%,环比增长7.2%;毛利润2.178亿美元,同比增长12.2%,环比下降1.1%;毛利率24.5%,同比下降1.3个百分点,环比下降2.0个百分点。


此外,该公司的产能利用率为94.1%,比去年同期提高了8.4个百分点,比前一季度也提高了5.8个百分点。当季出后晶圆125.8万块,同比增长24%,环比增长16%。


这些数字基本体现出了一个追赶者的角色特征。首先,营收稳定提升,但收入水平依然有限,其次,毛利率相对偏低,这主要是因为在先进工艺方面还不成熟,难以争取到相应的订单,即使有,数量也有限。


说到先进工艺,SMIC在28nm上已经苦苦摸索了多年,在这一被业界认为是最具性价比的工艺节点上,SMIC一直在缓步前进着,据悉,该公司28nm的HKC版本产量正在持续上升,良率已达业界水准,并且新一代HKC+技术开发也已完成。目前,28nm工艺在其总收入的占比为8.6%,相比去年同期提升2.0个百分点,相比第一季度提高了6.4个百分点。可见,SMIC在28nm方面的提升潜力还是比较大的。


而随着梁孟松的加入,SMIC在14nm FinFET方面也有了突破,其官宣称该技术开发取得重大进展,第一代FinFET技术研发已进入客户导入阶段。


无论是28nm,还是14nm,其实对最先进半导体设备的依赖程度并不高,更多的壁垒还是体现在技术和人才的积累方面,而梁孟松的到来正是要解决这方面的问题。因此,就像万物复苏、发芽,生机勃勃的春天,作为本土最大的纯晶圆代工厂,SMIC的未来还是值得期待的。


独揽夏秋的台积电


夏天是火热的季节,生命旺盛,秋天则是收获的季节。台积电的市场地位和营收水平则将火爆与收获独揽入了怀中。


显然,在晶圆代工领域,无论是纯晶圆代工,还是有代工业务的IDM,台积电似乎成为了业界的标杆,是人们谈论最多、最吸引眼球的厂商。


作为晶圆代工业务模式的开创者,台积电凭借先发优势,一直走在业界的前沿,再加上张忠谋对于该项业务的极度专注和投入,使其市场占有率和先进技术成熟度始终居于首位。


IC insights最新的统计显示,4大纯晶圆代工厂每片晶圆的平均收入在很大程度上取决于工艺技术的最小特征尺寸。2Q18年,0.5μm/200mm每片晶圆的平均营收(370美元)和小于20nm/300mm每片晶圆创造的营收(6050美元)之间的差异超过16倍。即使使用每平方英寸的收益,差异也是巨大的(0.5μm为7.41美元,≤20nm为53.86美元)。



由于台积电≤45nm的工艺产品占其营收的大多数,这就使得该公司每片晶圆的营收在2013年到2018年之间保持2%的年平均复合增长率。但GlobalFoundries,UMC和中芯国际在这个周期内的年平均负荷增长率则下滑了2%。


可见,台积电能保持一枝独秀的地位,主要原因就是其几乎垄断了最先进制程工艺结点的市场。


而随着GlobalFoundries和UMC先后退出最先进制程工艺结点的市场竞争,台积电的这一火爆和不断收割前沿技术市场利润的局面将长久延续下去。


初秋的UMC


作为一家老牌的纯晶圆代工企业,UMC的曝光度一直都不是很高,在行业内或多或少地保持着一种神秘感。其营收能力虽然不像台积电那么大红大紫,但其营收水平一直都比较稳定。这些都是与其稳健的发展策略紧密相关的。


特别是不久前,该公司宣布不再投入14nm FinFET以下先进制程工艺结点技术的研发,将主要精力放在特色工艺技术和优化客户服务水平上。这样做,一方面是可以避开与台积电硬碰硬式的竞争,影响资金利用效率,另外,这使其在稳健的发展策略和道路上又迈进了一步。


据悉,UMC在亚太地区的营收占其总营收的比重接近50%,超过了北美地区业务(40%多一些),是该公司第一大收入来源地。一方面是由于中国大陆半导体产业的快速发展及巨大市场容量,给了UMC赚钱的机会,另一方面,以亚太地区对晶圆代工厂的特殊工艺需求也是全球最多的,这给了重点发展特色工艺的UMC更大的发挥空间。


目前的晶圆代工市场,呈现出先进制程和特殊工艺两条发展路线,第一条的代表厂商自然是台积电和三星半导体,而其它代工厂则更看重后者的发展。与台积电发展3D制程的策略不同,UMC今后会聚焦在各种新的特殊工艺发展上,尤其是针对物联网、5G和汽车电子这些在未来具有巨大市场和发展前景的应用领域。据悉,UMC的汽车电子业务,最近几年的年增长率都超过了30%。


28nm方面,UMC的28nm poly产能是满载的,而28nm HKMG还有空余。过去,28nm HKMG主要用于手机的基带和AP芯片制造,而随着先进制程的逐步成熟,如14nm、10nm,以及最新的7nm工艺,手机处理器都在向这些制程上转,这就导致28nm HKMG产能利用率下降。一种解决方法就是将更多中小客户的需要引入到28nm HKMG上来,当然,这需要一定的时间积累。


另外,在特殊工艺方面,LCD Driver、OLED Driver IC量很大,多数采用的是80nm、40nm工艺,在此基础上,UMC准备将这些IC制造导入到28nm上来。还有在MCU特殊工艺方面,UMC也在持续发展,总的来说,UMC就是希望28nm产品线的内容更加多样化,产能利用率更高。


此外,在加强特色工艺比重的同时,UMC也投入了22纳米ULP制程的开发,据悉,今年该制程技术会导入客户端。


以上的这些工艺发展策略无一不透露着“稳健”二字。这似乎像是初秋的季节,褪去了夏日的火热,迎来了一丝恬淡,但与此同时,似乎缺少了一些收获的惊喜与刺激(因为初秋还没有迎来真正的收获季)。


冬日里的GlobalFoundries


在4大纯晶圆代工厂中,GlobalFoundries的历史最短(成立于2009年),而且是脱胎于传统的IDM公司AMD,在经过了一系列的分拆、整合、并购和更名以后,才形成了今天的格芯。


虽然有中东母公司的巨额投入,但格芯的盈利能力一直难以令人满意。前不久,该公司正式对外宣布,放弃12nm以下(不包括12nm)先进制程技术的研发,将精力放在特色工艺技术研发,特别是SOI工艺技术上来。


这一策略与UMC如出一辙,一方面是为了避开与台积电硬碰硬式的竞争,以降低风险,提升资金利用效率,另一方面,格芯要更加大力发展特色工艺SOI。


实际上,SOI虽然不是什么新的技术,但这真的是一种比较好、接地气的工艺。当下,相对于FD-SOI,RF-SOI已经取得了比较广泛的应用,特别是以手机为代表的移动通信终端的RF前端,其应用的如鱼得水。


而FD-SOI发展的相对较慢,其可以说是与体硅的逻辑工艺并驾齐驱的竞争技术,最大的特色就是漏电少,低功耗。但在笔者看来,FD-SOI似乎是一种被“耽误”了的制程工艺。由于没有被像台积电这样的产业巨头所重点关注并投入(台积电更看重先进的逻辑制程工艺,并不断加大投入力度,从而形成了今天的工艺技术和市场局面),使其在产业发展的关键阶段,失去了最佳的窗口期。而作为产业后起之秀的格芯,其公司2009年才成立,近些年才大力发展FD-SOI,我们虽然看好该技术,但在当今的市场格局下发展起来会比较吃力,需要有足够的耐心和投入,才能将EDA、IP、工厂等生态系统建设好。


相信如果能够有巨头恰当其时的引领与投入,就像当年的英特尔和高通,前者是在CPU主频提升不上去的情况下,果断发展多核技术,从而形成了后来的多核处理器市场格局,后者是在3G移动通信还没起步的时候,就埋头研发相关技术,很快统治了移动处理器市场。至今,英特尔和高通依然是各自领域的霸主。


试想,如果当年SOI得到了及时的引领和投入,相信今天已经发展到了一个非常可观的局面了。


亡羊补牢,未为迟也。希望眼下处于寒冬期的GlobalFoundries能将SOI发扬光大。


结语


晶圆代工市场,无论是纯代工,还是IDM模式下的代工,真的是一块肥肉,但这块资金和技术高度密集的肥肉又不是什么人想吃就能吃得了的。因此,只有那些能适应春夏秋冬各色冷暖的才能成长并发展下去,后来者需要关注、学习和消化的东西很多。


文/半导体行业观察 张健



*本文由 公众号 半导体行业观察(ID:icbank)原创。如需转载请加微信号:icbank_kf01,或在公众号后台回复关键词“转载”,谢谢。


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