新闻中心

返回首页>新闻中心>半导体设备市场发出“异常”信号

半导体设备市场发出“异常”信号

近几个月,半导体行业的热点和主题一直是产能吃紧和涨价,已经非常成熟的IC设计+晶圆代工产业模式,分工明确,效率越来越高,这在客观上也推升了产能吃紧程度。在这样的产业背景下,近期出现了一系列十分吸引眼球的“新鲜”事件。

就在昨天,业界传出消息,IC设计大厂联发科为了巩固电源管理IC产能,自掏腰包16.2亿元新台币采购了一批半导体设备,租给晶圆代工厂力积电抢产能。

由于5G需求大爆发,加上远程办公/教育需求持续旺盛,联发科在2020上半年向力积电每月下单3000片12吋晶圆用于生产电源管理IC。进入下半年后,下单量快速拉升到每月7000片,全年取得12吋电源管理IC用晶圆数量达到6万片。即使如此,仍不能满足客户订单需求。基于此,预计到2021年,联发科每月将从力积电获得上万片电源管理IC的12吋晶圆产能,全年取得电源管理IC晶圆数量将比2020年翻倍增长。

而联发科的产能状况只是整个市场的一个缩影,类似这样的情况大量存在。

传统上,只有晶圆代工厂、封测厂和IDM才会购买半导体设备用于自家的生产,而IC设计厂是无Fab模式,是不需要半导体设备这类重资产投资的,这也是当初产业由IDM分化为IC设计+晶圆代工模式的主要原因,即分工明确,提升了产业效率。此次,联发科采购半导体设备,在租给对应的晶圆代工厂的操作非常罕见。这也从一个侧面反应出,当下晶圆代工产能吃紧状况已经非常普遍,且程度很深,从而形成了巨量的市场空白。而量变必定引发质变,IC设计厂商权衡后,认为做出少有的购买半导体设备这一举动,投入产出比依然为正,且后续带来的收入非常可观,只有如此,才会做出这样的决定。可见,市场对产能的需求是多么的大而强烈。

除了联发科这一吸睛的操作之外,近期还有多种因产能吃紧而出现的不同寻常事件,如三星晶圆代工业务部针对旗下的8吋晶圆厂进行自动化扩建投资,以提高生产效率。一般情况下,业界12吋晶圆产线为全自动化生产,也就是在无尘室中借助架设在高处的运输系统移动晶圆盒。不过,8吋晶圆盒仍由工作人员用搬运车运送。据韩媒报道,三星已经在部分8吋晶圆厂的产线测试自动化运输设备。这样的自动化升级,需要投入大量的资金,据三星估计,如果要在所有8吋晶圆厂中导入自动化运输设备,可能需要约870万美元的附加投资。而且,这样的投资也是有风险的,不能绝对保证取得预想的生产效果。

此外,由于产能越来越紧张,很多小型IC设计公司到处找产能而不得,即使是加价也拿不到,因此还上演过一些很是让人心酸的悲情场面。

可见,无论是IC设计的代表联发科,还是晶圆代工的代表企业三星,为了产能,都在不惜血本,甚至不约而同地改变了各自原有的经营模式。与此同时,规模较小的IC设计和晶圆代工厂则没有那么强大资金实力,能够在这一大波机遇中分得的蛋糕就比较有限了,甚至有被“挤压变形”的风险。

总体来看,这种产能严重吃紧的状况,使得相关的IC设计厂商,晶圆代工厂,以及半导体设备厂这三方成为了最主要受益者。

晶圆代工催涨半导体设备

在IC设计厂商、晶圆代工厂和半导体设备厂这一链条上,晶圆代工厂与设备商直接产生联系,而晶圆代工厂的火爆,直接带动着半导体设备市场的增长。据SEMI统计,今年9月,北美半导体设备制造商出货金额达 27.5亿美元,月增3.6%,年增40.3%,创今年新高,并创下连续12个月超过20亿美元的佳绩,还创下近 20 年来单月历史新高。

SEMI 认为,2020年,随着数据中心基础建设和服务器存储需求增加,加上疫情以及美中贸易战加剧,供应链为预留安全库存,带动芯片需求提升,是带动今年晶圆厂设备支出大幅增长的重要因素。

近期,台积电也针对资本支出做出展望,预计今年资本支出将贴近170 亿美元,这也从一个侧面反映出客户下单并未因疫情而减缓,需求相当强劲。

SEMI认为,这一波设备支出走强,占晶圆制造设备销售约一半的晶圆代工和逻辑制程支出贡献最多,2020 年及 2021 年都维持个位数稳定增长;DRAM 和 NAND Flash 在2020 年支出将超过 2019 年,且在 2021 年增长幅度都将超过20%。

另外,晶圆厂设备包括晶圆加工、晶圆厂设施和光罩设备,预计 2020 年将增长 5%,受惠于内存支出复苏,以及先进制程与中国市场的大力投资,2021 年将大幅上升 13%。

按地区来看,中国台湾、中国大陆与韩国都是 2020 年及 2021 年设备支出金额的领先市场,其中,中国台湾2020年设备支出在去年大增 68% 后,略微修正,预计 2021 年将回升,反弹幅度达10%。

由于中国台湾是全球范围内晶圆代工业最发达的地区,这里的半导体设备支出会明显高于其它地区。而采购设备,本来都是晶圆代工厂做的,如今作为IC设计大厂的联发科也加入这一采购大军,无疑会进一步提升台湾地区在全球半导体设备市场的影响力。

IC设计厂商的重资产化

在过去的半个世纪,整个半导体行业一直是从单一的IDM向IC设计+晶圆代工这一分工合作方向发展,但最近几年,特别是从2015年在全球掀起的半导体并购狂潮开始,整个产业似乎在从分散向整合方向演进。这其中,有相同业务模式公司之间的合并,也有不同业务模式公司的合并。与此同时,原本单一业务模式的厂商,也越来越多地在向复合业务模式方向发展。

典型代表就是台积电,该公司本来只做晶圆代工,但随着市场地发展,进入本世纪第二个十年以后,台积电开始导入封装测试业务,因为这样可以进一步提升市场掌控力和话语权,提升产品上市速度。

另外,就是有越来越多的IC设计厂商涉足芯片生产过程,特别是封装测试领域,相比于晶圆代工,IC设计厂商进入封测业务的投入相对少,门槛也会低一些。它们这样做的主要目的同样是提升市场掌控力和话语权,提升产品上市速度。最具代表性的就是CMOS图像传感器(CIS)领域,由于CIS在2019年出现了井喷,严重供不应求,促使一些CIS芯片设计厂商开始投入大量资金建厂、购置封测设备,从原来的fabless业务模式,逐步转型为fab-lite。

此次,在产能严重吃紧的产业大环境下,联发科直接购买半导体设备租给相应的晶圆代工厂,似乎在从另一个角度诠释着IC设计业的变迁态势,以后很可能会出现更多类似的现象。

最近几个月,联发科曝光率一直很高,这与华为有着很大的关系。由于受到贸易限制,华为原有的美国芯片元器件供应链受阻,特别是手机处理器、电源管理和无线连接芯片,而这些正是联发科的强项,因此,华为向其发出了大量订单,这在很大程度上导致了其产品的供不应求。

另外,还有消息称,联发科有希望拿下苹果订单,最有机会打进的是iPad或是iPhone 产品线,如果属实的话,这将会进一步提升其2021年业绩。或许,这也是该公司不惜花大价钱购买设备租给晶圆代工厂,为其保证产能的一个重要原因吧。总之,如果能同时拥有华为和苹果这两大客户的话,前期多进行投资,是非常值得的。

尝鲜

为了寻求产能支持,有些电源管理IC和MOSFET厂商正在考虑从8吋晶圆升级到12吋晶圆生产,不过,这种想法的可操作性不强,主要原因在于,用12吋晶圆生产MOSFET在技术层面没有问题,但就目前的产业情况来看,成本难以接受。而起初的参与者,都属于“尝鲜”、吃螃蟹的。

此次,联发科购买的半导体设备将租给力积电,主要是为了保证其电源管理IC产能。这里就涉及到了“尝鲜”的话题。具体来讲,就是由于电源管理IC大多采用8吋晶圆制造,鲜少厂商使用12吋晶圆生产,因为12吋晶圆大多提供给逻辑制程使用,而力积电本来就具备DRAM技术,因此拥有12吋铝制程产能,较适合量产电源管理IC技术,而台积电、联电在12吋生产大多以铜制程,相比之下不适合量产电源管理IC,因此,联发科才会罕见采购设备回租给力积电,以巩固其未来电源管理IC产能。

联发科似乎有“尝鲜”、开创新业务和模式的传统。早在20年前,当时的联发科在业内还是岌岌无名的晚辈,当时,该公司凭借“一站式”的手机方案,即为手机客户提供主芯片和参考设计,从而解决了手机80%的设计工作,客户只需要完成后续的20%工作就可以了。一举统治了山寨机市场,并由此打下了立足产业的基础,才有机会发展壮大到今天。

目前,ASIC设计服务正在兴起,联发科的ASIC设计服务在业内也是一绝,也是较早投入发展该业务的半导体厂商。目前,在提供ASIC设计服务的企业里,联发科是数一数二的。不久前,有消息称,当下在处理器市场热得发烫的AMD将ASIC设计服务订单交给了联发科,也从一个侧面展现出了其ASIC设计实力。