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广东粤芯落地,我国晶圆厂热背后的冷思考

2017-12-30 17:17:44来源: eefocus 关键字:晶圆厂  12寸  台积电

广州又落实了一个新的12寸芯片制造项目“粤芯”,据透露,这个项目总投资共70亿元,预计在2019年量产。继大陆半导体教父张汝京的协同式芯片制造(CIDM)项目“芯恩”之后,广东省府再添一个晶圆项目。

 

对于广州来说,先后规划了两个晶圆制造项目后,也算是在这波集成电路建设热潮中不至于颗粒无收,也补全了珠三角的集成电路产业链。但从笔者看来,正在到处兴建晶圆制造项目,真的不担心会面临产能过剩吗?虽然这是一个老生常谈的话题。但在这里值得我们再关注一下,首先看一下我国的晶圆厂建设究竟有多热。

 

 

先看纯晶圆代工领域,除了传统的晶圆代工厂商台积电、格芯、联电、中芯国际、华力等厂分别在中国南京、成都、厦门、上海/深圳、上海等地扩建12寸晶圆厂外;淮安德科码、合肥晶合、芯恩和文中开头提到的粤芯的杀入;加上SK海力士联合中国合资建代工厂的传言,光是在纯晶圆代工领域,就有了那么多的玩家。

 

 

再加上一些IDM,例如三星、Intel、SK海力士在国内的存储厂,士兰微最新宣布的12英寸晶圆厂项目,还有长江存储、晋华集成电路、合肥长鑫这些聚焦存储的国产IDM厂商。可以看到的是,在未来几年内,国内将有一大批的晶圆厂投产。

 

SEMI半导体产业研究主管Christian Dieseldorff在2016年年底的一份数据显示,从全球现状看来,目前处于规划或建设阶段,预计将于2017~2020年间投产的前端半导体晶圆厂将达62座,其中26座设于大陆,占全球总数42%。

 

前期需要投入大量的资金

建设一个晶圆厂,需要的成本大体上可以划分为人才、设备、专利授权和土地成本。由于国内很多晶圆厂,基本上都是与政府合作,这方面的成本相对来说可以忽略不计(如台积电已1.73亿元获得了南京厂土地的五十年的使用权)。我们先看一下其他的投入。

 

人才和专利授权这块就不细谈了,因为作为半导体行业的从业者,大家应该对这方面的投入应该有基本的了解。另一方面,作者对这块也没有太深入的了解,暂且按下,我们先看一下在工厂设备方面的投入。

 

在SEMI于12月底发布的最新“全球经验换”报告指出,中国晶圆厂建设支出2017年将达到60亿美元,2018年将达到66亿美元,打破了另一项纪录——一年内没有一个地区在晶圆厂建设上花费超过60亿美元。如下图所示,更多的新晶圆厂意味着在未来几年将会有新一轮的晶圆设备投资。

 

 

根据半导体行业观察之前的报道显示,目前建造一条12英寸32/28nm的规模生产线需要超过40亿美元,12英寸14nm生产线投资高达100亿美元。对于更先进的工艺,这样的投资成本更是惊人的。而且折旧成本也是惊人的。

 

根据集邦咨询调查显示,以一座初期月产能约10k的28nm新晶圆厂作为假设基础,其折旧成本占整体营收约为49%,相对于一线晶圆代工厂折旧成本占比约23.6%,以及二线厂的25%,新厂折旧成本高出近一倍。

 

 

而来到间接人员成本,由于新厂的关键技术人力不足,必须仰赖至少高于市场行情2~3倍的薪资吸引专业技术人才,藉此提升客户关系及缩短产品量产的学习曲线,集邦咨询估算,新厂的间接人员成本比重达34%,远高于一线厂与二线厂的10.2%与17.5%,集邦强调。

 

也就是说,无论后续量产时候,差能状况如何,这些前期成本都已经投入了。

 

市场足够支撑起这么多工厂运营吗?

这是一个大家都在关注的问题。因如果没有足够的市场支撑,前期很多的投资就会沦为炮灰。从市场角度看,看到潜力,才会投入巨资来建造晶圆厂。正如之前台积电中国区负责人在ICCAD 2017上接受半导体行业观察采访时提到:

 

“做工厂不难,只要你有钱,那就去把买设备、机器买回来就可以建起来一个晶圆厂了;但晶圆代工这个生意难就难在,你需要找到你的客户在哪里,要明白到你要搞什么工艺,做什么产品,才能更好地做相关布置。因此投入资金、投入人力、投入物力的时候需要搞清楚,你盖的厂要搞什么工艺,要做什么区分,下一步要做什么?产能卖给谁?这些都要弄清楚”。

 

从中外合资的企业先看。

 

拿台积电的南京厂来说,根据他们的规划,南京厂初期会以两家IC设计厂为主要客户,随着手机、人工智能与智能汽车对先进制程的迫切需求,这都需要依赖台积电16nm以下的制程。罗镇球表示,台积电南京厂现在导入的项目已经达到20多个,这也基本符合了预期。

 

联电厦门厂的55nm、40nm和28nm,尤其是28nm,现在基本是最甜蜜的节点,但是28HKMG工艺除了台积电外,他们基本是唯一的成熟供应商,庞大的市场需求也能够让他们的产能获得青睐。

 

但是来到了格芯方面,前期是12寸的0.13和0.18工艺,这种传统是在8寸晶圆上做的工艺首次提到了现在的大晶圆,按照格芯方面的说法,能够看到了市场的需求,但真实情况,我们需要等到真正量产才能一窥真假。

 

至于FD-SOI工艺,这个押宝物联网和射频的工艺,在和FinFET的竞争中,由于硅片、配套IP和工具的不完善,在未来需要面对的风险极大。

 

至于晶合,这家合肥与台湾力晶合作的驱动芯片的高端工艺研发、生产制造及相关技术服务公司主要技术来源是台湾力晶。从力晶过往在驱动IC方面的表现看来,他们的LCD驱动IC代工表现不错。虽然说今年出现了LCD驱动IC产能紧张的状况。

 

但考虑到中日韩都在转单OLED的过程中,LCD驱动IC未来的市场未来并不明朗。且台湾台积电、联电、华邦、茂矽等厂商在当中也有布局,晶圆产能需求大,在晶圆未来几年的供不应求的前提下,这个领域能够给晶合带来多大的市场容量,尚不可知。

 

来到本土的晶圆厂,除了中芯国际的规划比较明晰以外,其他厂商的有关市场、客户、工艺、产品这些都不足够清楚,如果单单说一个逻辑芯片或者说CIS、CMOS器件,这样对Fabless来说,这样的Fab吸引力又能有多少?

 

就拿现在厂商看好的物联网、5G、AI、汽车电子来说,这些市场的前景是否真有分析师说的那么巨大,尚且不说,但当中涉及的制造技术,我们也许都尚且有欠缺的。

 

魏少军教授在今年的ICCAD年会上表示,中国2017年的设计公司较之2016年,基本维持稳定,那就意味着芯片设计公司的爆发潮已经趋于稳定。对于那些晶圆厂来说,这也是一个考验。

 

况且在三星、Intel和SK海力士这些厂商切入之后,他们的工艺积累会带来很大的吸引力,本土晶圆厂在和其竞争中,就没有任何优势。

 

也就是说,在国内的晶圆厂建设热潮中,最终的受益者可能都是那些合资企业中的外企,至于国内的那些合作方,更多情况下只能是账面上挣到钱了,至于技术方面是否能够通过合作获取,这就看政府方面的合作谈判手段了。学中国汽车是没戏的,如果能学习高铁的引进经验,也是还能看到更好的结果。

 

况且,正如芯谋研究分析师顾文军所说:“国际12寸厂的产线利用率现在都开始走低了,也就是说现在12寸Fab产能已经开始走低了,现在12吋产能已经开始过剩,国际上几家12吋Foundry产能利用率已经开始走低,国内更是集中在低端靠低价厮杀,怎么还有那么多人愿意做Foundry?”

 

国家扶持是好事,

但真的要遍地开花吗?

我不去猜测投资这些晶圆厂背后的其他想法,就当这些项目的投入都是一心一意地投入到国产晶圆制造业务中去。我们也需要肯定一点,为了自主可控,为了提升我国的集成电路水平,是需要建设自己的晶圆厂,但是真的需要遍地开发,几乎每个省市都建设晶圆厂项目吗?

 

回看台湾晶圆制造产业的发展,其实早期的时候台湾也到处都在建设晶圆厂,但不一样的是,当时技术水平的差距没有现在那么大,市场变化也没有那么瞬息万变。况且台湾方面的合作跟国内不一样的是,台湾当时的工研院输出了很多重要技术给台积电和联电,这就协助打造了台湾晶圆代工双雄。至于IDM方面,则是美日韩三方携手合作输送获得的最好结果,他们之间的合作能够齐齐去挣大陆的钱。

 

但考虑到大陆一贯的做事方式和庞大的市场,自主可控势必会对欧美日韩甚至台湾的厂商造成巨大的利益威胁,这就是中国的外资合作没能获得巨大收益的一个重要原因。看一下台积电连年50%往上的毛利,三星在过去一年对中国终端厂商的收割,就明白到发展自主的晶圆制造产业是势在必行,不过现在的现状是似乎有点矫枉过正了。

 

在国家资金的支持下,各地的项目林立,争得还是同一个市场。如果说各自有各自的技术优势在其中,这样的竞争也是比较良性的,但从现在看来,有重复性投资或者建设的嫌疑。过往光伏投资的教训依然血淋淋,且很多分析机构不看好半导体产业未来的需求,的这样的遍地开发的晶圆制造投资带来的潜在产能过剩风险(虽然晶圆厂产能爬升不高,但也潜在封签),谁来承担?

 

因此

[1] [2]

关键字:晶圆厂  12寸  台积电

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2017123042908.html
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