Chiplet異構集成使得部分先進工藝需求可通過成熟工藝+先進封裝來實現。本文所載資料摘自浙商證券研究所已發布的研究報告的部分內容和觀點,具體參見2023年1月8日報告《從全球成熟工藝占比,看本土半導體設備發展》。以全球視角來看,成熟工藝仍是主流:根據TrendForce集邦咨詢顯示,2021年晶圓代工廠中,成熟制程仍占據76%的市場份額。2022年全球晶圓代工廠年增產能約14%,其中十二英寸新增產能當中約有65%為成熟制程(28nm及以上)。① 以臺積電為視角:成熟工藝約占產能的64%,占銷售額的34%。現有產能分布:預計目前臺積電產能為120萬片/月(12英寸)16nm/7nm/5nm的每月產能約為13.7/17.8/12.0萬片,先進制程產能約為43.5萬片/月,占比36%。未來產能擴張:臺積電在2021年技術峰會中表示,到2025年其成熟和專業節點的產能將擴大50%,包括在臺南、高雄、日本和南京建設大量晶圓廠。② 以聯電為視角:放棄先進制程,專注成熟工藝。現有產能分布:聯電在2018年宣布不再投資12nm以下的先進制程,自此專注在成熟工藝擴大市場。預計目前聯電產能為40萬片/月(12英寸),全部集中在成熟工藝。未來產能擴張:聯電于2021年Q1的交流會中表示,投入約36億美元擴大28nm芯片產能,擴建工作在臺南科學園區現有聯電工廠內進行,計劃于2023年Q2投入生產。③ 以格芯為視角:成熟工藝產能約占85%,退出10nm以下先進制程。現有產能分布:格芯于2018年宣布退出10nm及以下的先進制程的研發,目前擁有的先進制程為12nm。預計目前格芯產能約為20萬片/月(12英寸),擁有先進制程的紐約fab8約占17%。未來產能擴張:格芯于2021年6月宣布在新加坡投資約40億美元,建設新300nm晶圓工廠和擴大產能,主要產能投資在汽車芯片。④ 全球視角:世界三大晶圓代工巨頭(臺積電、聯電、格芯),成熟工藝約占總產能的74%。聯電、格芯早已退出先進制程的競爭,專注于成熟工藝的擴張;即使是以先進工藝聞名的臺積電,成熟工藝仍占據大頭。目前,成熟工藝需求大、覆蓋廣、占比高,仍是目前全球、國內產能擴張的主力軍。
目前國內晶圓廠擴產聚焦在成熟工藝,主要原因有三:① 需求:成熟制程是全球需求最大,也是造成“缺芯”的主要芯片,更是電動汽車、智能家電的芯片主力軍,成熟制程能覆蓋除智能手機以外的絕大多數應用場景。② 供給:在光刻機方面,美國芯片法案對中國芯片制造的重點在剛需高端EUV光刻機的先進制程,即14nm及以下的fab、18nm的DRAM、128層的NAND。而目前成熟制程應用的DUV光刻機由日本、歐洲掌握,美國的影響力有限。其他設備方面,北方華創、中微、盛美、拓荊、華海清科、芯源微、萬業、精測等國內半導體設備廠商的產品滿足成熟工藝的標準,產品管線覆蓋除光刻機外的所有領域,產品性能得到持續驗證,半導體設備國產化率不斷提升。③成本/工藝:隨著先進制程不斷演進,制造工藝的研發和生產成本逐代上漲,高漲的技術難度和成本高筑進入壁壘。根據Semi engingeering統計,28nm節點上芯片設計成本約為5130萬美元,16nm/7nm/5nm攀升至1億/2.97億/5.42億美元。結論:成熟工藝作為芯片需求的主力節點,并且在CHIPLET異構集成的大潮下,部分先進工藝可以用成熟工藝+先進封裝來實現。另外由于目前國產設備材料的技術發展階段的條件約束,且我國的成熟工藝產能仍大面積依靠進口,后續國內的擴產主力就是基于國產可控技術的成熟工藝。看好:國產前道核心工藝設備、國產先進封測工藝設備、國產半導體材料、國產半導體零部件、國產EDA和其他工業配套軟件。風險提示:中美貿易沖突加劇;終端需求疲軟;晶圓廠擴產不及預期。
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