全球半導體產業復蘇導致硅晶圓供給緊張。受惠于臺灣、大陸、韓國等晶圓代工廠持續擴充12 寸產能,12 吋硅晶圓供給缺口持續惡化。而8 寸晶圓部分,近年來受指紋識別、電源管理芯片需求快速增加,8 寸硅晶圓供給也開始告急;至于6 寸部分,在二極管與MOSFET 穩健成長的前提下,2018 年6 吋硅晶圓供給也開始有吃緊壓力。而今年6 月,聯電亦直接調漲旗下8 英寸晶圓代工價格,行業的供應吃緊已然形成全產業傳導。
全球硅產能緊缺已然多時,我們認為有以下原因促成:
先進制程持續擴張,帶來12 寸晶圓需求激增。全球的芯片市場依據工藝制程可分割為好幾個應用區間,在先進制程方面,以三星、臺積電為代表的芯片業者積極在12 寸廠導入16/14 納米以下制程投產,更有部分業者導入10、7 納米制程量產,這些領域的12 寸產能這幾年均在持續擴張中(2016 年后,由于大陸的大筆投入開始加速)。但需要說明的是,晶圓代工的主要產能其實并非只是邏輯芯片,在韓國和中國,大量12 寸晶圓廠的產能主要應用于28nm 以上的存儲器芯片。
指紋識別以及IOT 等需求帶動,8 英寸需求異軍突起。并非所有的芯片都一定要用先進制程來打造,包括模擬與功率器件芯片、MEMS、射頻芯片及其它芯片等,主要是在8 寸晶圓廠甚至更小型的6 寸廠所制造,對于這些產品來說,8 寸廠產能才是最佳的生產成本甜蜜點。當芯片業者逐步轉移到更先進的12 寸晶圓廠之際,業界原本預計8 寸需求會隨著時間推演而日益減少。8 寸晶圓廠的數量在2007 年到達顛峰狀態,而市場需求當時也確實開始下降,然而自2015 年下半起,令半導體業界驚訝的是,在指紋識別以及IOT 等需求的帶動下,完全無預期的8 寸晶圓需求開始浮現。這種始料未及的情況使得IC 供應鏈不堪重負,并導致2016、2017 年8 寸廠產能短缺問題出現,且2018 年8 寸廠產能依舊緊缺。
TDDI 芯片需加入晶圓爭奪戰,為本已繃緊的晶圓市場更添幾成緊張。2018年上半年以來,全球智能手機市場吹起全面屏設計風潮,讓TDDI(Touch with Display Driver)芯片需求快速增長。這在原本就供不應求的硅晶圓市場上起到了再一次推波助瀾的作用。
一線晶圓廠將硅片產能由8 寸向12 寸轉移,使最近兩年8 寸硅片缺貨狀態雪上加霜。從上游硅晶片的供給端來看,目前8 寸硅晶圓的主力供應商仍是一線硅晶圓大廠包括日本信越、Sumco、環球晶、Siltronic、韓國SK 購并的LG Siltron 等為主。隨著半導體技術不斷精進,2015 年后不少一線廠降低8 寸硅片生產、轉投資12 寸以加碼供應,造就2017-2018 年8 寸缺貨情況比預期嚴重。
由于以上原因,自2017 年以來,各大晶圓代工廠8 寸硅晶圓缺貨的聲音就一直沒有間斷過。而更嚴重的是,當前并無緩解產能緊張的任何征兆浮現,8 寸晶圓廠產能吃緊問題恐怕會延伸至2018 年下半年及2019 年。事實上,2018 年8寸廠產能已經是連續第3 年嚴重短缺。
國內廠商加碼布局,8 寸硅片成國產化替代突破口。8 英寸硅片明確的市場需求引起了國內硅片從業的的注意,并開始吸引非一線硅片廠的投資及擴產,國內天津的中環股份、上海新昇、寧波金瑞泓等企業都在相關領域已經布局好幾年,并且開始有所產出,8 寸的替代條件相對而言比12 寸成熟,市場需求的緊張也給予了這些企業切入一線代工廠供應鏈的良好契機,相信時間點這兩年就會到來。
晶圓缺貨一波未平,設備缺貨一波又起。另一個讓從業者感到頭疼的問題是,即便晶圓廠有意擴產,8 寸的相關設備亦難跟上供給。這是由于過去三年全球12寸晶圓廠的大舉建設,令AMAT、ASML 等公司的設備制造產能主要集中于12寸設備只要的高端產品。這導致當下市場8 寸設備已是一機難求,因此即使國內包括士蘭微等企業積極擴增8 寸線產能,但是遠水難解近渴,8 寸設備缺貨的狀況我們判斷仍將持續一年以上甚至更久。
8 英寸半導體設備與原材料將會是半導體國產化大軍中的先鋒部隊。根據以上分析,我們認為,與被動元件的缺貨類似,半導體產業鏈從硅片、設備、化學品到芯片代工領域的持續缺貨,本質上是對中國半導體產業替代的最大利好。但是我們必須認清半導體產業的技術密集型特征和極高壁壘的事實情況,這決定了最尖端的12 寸供應鏈體系很難在短時間內被國內廠商攻破。但是在8 寸領域,快速增長的市場需求和我國政府的重點支持(因為海外對半導體高端技術的嚴密封鎖),給了國內半導體產業鏈從業者一個現實可行的發力點和突破口。其中裝備、材料、硅晶圓制造甚至于芯片代工這一全產業鏈都會有極佳的進口替代良機。我們看好這一領域未來三年的持續成長可能,尤其是長三角、渤三角與泛廈門福建這三塊成熟區域的半導體產業鏈發展進階可能。