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芯片代工創十年新高,下游客戶仍在等米下鍋
來源:中國電子報 作者:張心怡 | 作者:chnchip | 發布時間: 2021-01-25 | 339 次瀏覽 | 分享到:

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第四季度和第一季度是半導體行業的傳統淡季,但在剛剛過去的2020年和剛剛啟幕的2021年,出現了例外。臺積電在上周公布的第四季度財報中,營業收入同比增長14%,凈利潤同比增長23%,并對2021年第一季度的營收做出了樂觀預估。

有趣的是,臺積電本財季凈利潤的同比增幅,與2020年全球代工產值的年成長率相近。TrendForce集邦咨詢旗下半導體研究處預估,2020年全球晶圓代工產值將達846億美元,年增長23.7%,突破近十年新高。2021年,晶圓代工產值將再創新高,年增長近6%。市調機構Counterpoint也做出類似預測,并指出2020年全球芯片代工行業收入約為820億美元,同比增長23%,預計2021年收入仍將同比增長12%。

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在遍地缺貨的當下,對晶圓代工仍有著高增長的預期,這不僅對于代工產業是一種利好,對于“等米下炊”的下游客戶更是一種剛需。在景氣高漲的代工市場,哪些制程最被看好?中國大陸代工廠商又能否覓得新機?

10nm以下先進制程:占比從4.4%到29.9%?

在1月14日發布的財報中,臺積電單季營收達到126.7億美元,季度營收創下歷史新高。展望2021年首月,非但淡季不淡,還要續創新高。

記者對比臺積電近三年年報發現(至截稿日,2020年年報尚未在官網發布,但第四季度季報中已發布各制程節點全年營收數據),16nm以下先進制程,尤其是7nm以下制程已經成為拉動營收的主要引擎。從2018年至2020年,16nm及以下制程的營收占比從41%提升至58%。其中,7nm營收貢獻從2018年的8.9%提升至2019年的26.6%,2019年第四季度占比達到35%,成為貢獻最大的單節點制程。“后起之秀”5nm也在2020年斬獲8%的營收,第四季度營收占比高達20%,成為僅次于7nm的又一個走俏節點。

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“之前,半導體發展的主要推動力是手機,如今開始變得分散。盡管手機處理器仍是主要引擎,涉及企業主要包括蘋果、高通、華為、聯發科等。但是與此同時,AMD、英偉達的GPU,以及博通為特斯拉打造的HPC大訂單,也成為先進制程增長的主要動力。”半導體業界專家莫大康向《中國電子報》記者表示,“這些廠商不僅對先進制程存在剛需,也可以消化制程節點下探帶來的價格增長。”

如莫大康所言,手機AP和HPC將成為未來幾年先進制程的推進器。記者綜合Trendforce、Counterpoint、IC Insights等多家市調機構數據了解到,受益于蘋果、三星、聯發科、AMD、英偉達等廠商對智能手機和高效能計算的投入,10nm以下制程將在2021年—2024年呈現高增長的態勢。

短期來看,7nm和5nm制程產能近乎滿載的狀態將持續至2021年第二季度。5nm出貨量將大幅提升,預計占2021年全球12英寸芯片總出貨量的5%。據預計,至2024年,10nm以下制程的產品月安裝容量占比將達到29.9%,而2019年這一比例僅為4.4%。

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先進制程駛入快車道,離不開需求、技術、模式的成熟。莫大康向記者表示,盡管摩爾定律接近極限,但歸功于EUV設備和配套技術的不斷提升,更先進的制程也將逐步實現。

“制程的進步不僅是尺寸的縮小,也包括所需要的設計、設備、材料等各個方面的提升,如硅片的平正度提升、缺陷密度減少及檢測工具技術提升等。可見,這是一個系統性的成果。”莫大康說,“代工模式也是先進制程發展的重要因素,如果僅僅依靠IDM,可能不會有如此多樣的代工方案。”

對于5nm的下一個節點3nm,臺積電和三星都在開發過程中遇到了瓶頸。臺積電在財報中表示,2021年的資本支出將提升至250億~280億美元,遠遠超出2020年的172億美元。80%的資本將用于先進制程的研發,包括3nm、5nm和7nm。

40nm以上成熟制程照樣供不應求

在本次晶圓代工的“漲潮”中,除了先進制程的強勁增長,成熟制程亦是供不應求。

記者查閱聯電及中芯國際的財報發現,聯電在2020年第二、三季度的產能利用率已提升至97%以上,近乎滿載。而中芯國際也在2020年中報指出,成熟工藝平臺需求強勁,產能利用率接近滿載。

從制程節點來看,40nm以上的制程仍是剛需。在2020年第一季度至第三季度的財報中,28nm~40nm是對聯電營收貢獻最大的單節點,其次是40nm~65nm。在中芯國際,150nm~180nm營收貢獻超過三成,其次是55nm~65nm。

雖然先進制程的市場占比正在穩步提升,但成熟制程,尤其是40nm以上制程,在未來5年仍將占據三分之一的市場份額。IC Insights《2020—2024年全球晶圓產能》顯示,未來幾年,40nm以上的成熟制程占比最為穩定,尤其40nm~180nm在預測期的變化幅度僅為0.2%,預計2024年40nm以上(含180nm以上)的占比為37.1%。

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“成熟制程發展的動力在于市場的需求,從產品看,如圖像傳感器、藍牙、WiFi等產品并不是一味追求先進工藝,在成熟制程方面仍占據較大市場。從成本看,先進工藝流片成本高,且并非所有產品均適用,而成熟工藝生產線大多已完成設備折舊,成本優勢明顯。”賽迪集成電路所集成電路制造研究室主任史強向《中國電子報》表示。

具體來說,制造企業為保證供需平衡,會根據不同時期的市場需求,動態調配各制程節點的產能,避免產線空置,保障40nm以上的成熟制程一直有產能。同時,隨著產品技術演進,藍牙耳機、物聯網等新需求的不斷補入,成熟制程的產能始終有填充。

隨著摩爾定律逼近物理極限,成熟制程的成本效益將進一步凸顯,尚有增量空間。

“摩爾定律正在因成本、技術等因素放緩。在市場化的推動下,必定會促進成熟制程,以及先進封裝、第三代半導體甚至Chiplet等‘后摩爾’技術的發展。”莫大康向記者指出。

競爭的焦點在哪里?

“公司在先進制程領域不能及時根據市場需求實現更先進節點的量產,或在成熟制程領域不能及時根據市場需求開發相應的特色工藝平臺,均有可能使得公司錯失相應的市場空間,進而對公司的競爭力與持續盈利的能力產生影響。” 在IPO說明書中,中芯國際對于先進制程和成熟制程的競爭焦點進行了如上闡述。

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雖然先進制程是市場以及貼近消費市場的手機、PC等廠商的寵兒,向來備受關注。但成熟制程的占位和競爭也不容忽視。一方面,臺積電、三星等掌握最先進制程的廠商,在成熟工藝平臺亦有布局,臺積電2021年的研發投資中就有10%落在特色工藝。另一方面,隨著先進制程研發成本呈指數級上升,格羅方德等代工大廠選擇不再跟進,轉而投入成熟制程,成熟工藝的競爭已呈現愈演愈烈之勢。

“成熟制程的競爭焦點在于擁有高壓、低功耗、射頻等更豐富的工藝平臺,從而支撐更多產品的開發,以及更好的生產管理和技術支持。”史強表示,“第一,中國大陸廠商要增強自身實力,深耕工藝平臺和技術水平。第二,緊抓市場良機綁定客戶,從而形成長期合作關系。此外,增強自身管理水平,保障供應鏈和庫存的穩定,才能抓住成熟制程的市場機遇。”

莫大康則指出,中國大陸廠商若想抓住代工市場增長的機遇,需要提升企業的盈利能力和市場競爭力。他表示,中國大陸代工產業在技術、專利、人才上仍存差距,加上臺積電等代工廠商已“先入為主”占據市場先機,且仍在不斷增加研發投入,因此已經穩定占據高端市場,在利潤獲取上占有一定優勢。

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“在此之前,全球代工業忙于攻克先進制程,然而如今格局已定,只剩下2~3家仍在進行。目前,在成熟制程、特色工藝方面競技的廠商可謂越來越多,競爭也會越來越‘狠’。”莫大康指出。

當前,半導體板塊在資本市場表現活躍。莫大康指出,資金對于產業發展有其必要性,但也要避免“熱錢”過多,導致企業在研發及制程穾破等方面不夠專心。

“產業的根本在于企業,而企業進步要依賴于加強研發投入、吸引優秀人才及良好的市場化產業環境。只有企業做強做大,盈利能力提升及市場份額提高,才是產業發展真正的希望。”莫大康表示,“機遇與挑戰總是成雙呈現, 不能喪失信心,也不能高枕無憂,關鍵是企業能夠將一切不利因素轉變為前進的動力,從而作好充分的準備。”莫大康說道。

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