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硅晶圆迎来缺货潮?中国晶圆厂进击背后的那些隐忧

陈伊凡2018-08-11 12:15

(图片提供:全景视觉)

经济观察报 记者 陈伊凡 实习记者李秀莉 5G时代、比特币矿机、人工智能、新能源汽车、物联网各自在顶层迅猛发展,但其底部共同的技术基础——作为集成电路制造材料硅晶圆,却正在持续上演缺货大潮。

硅晶圆大厂环球晶圆股份有限公司(简称环球晶圆)就在其8月7日刚发布的二季报中称,此次硅晶圆市场的快速成长现象“前所未有”。在其股东大会上,公司董事长徐秀兰还透露,目前全球硅晶圆主要产能集中于前五大供货商,市占率逾95%,且目前都没有大幅扩产动作,仅进行合理去瓶颈措施。当前硅晶圆产业供需为理性而健康的状态,全球前五大厂的产能即便是2019年到2020年都已经被预订了。

目前,全球前五大硅晶圆供货商包括日商信越半导体、胜高科技,台湾环球晶圆、德国Silitronic、南韩LG。

她进一步解释,目前环球晶圆到2020年的产能已经很满,长约也已经谈到2021年-2025年,不仅是谈订单量,也开始谈价格。环球晶圆方面表示,8英寸以及12英寸(300mm)产品在今明两年产能已满无货可交。

市场需求强劲的背后,是众多国际晶圆代工厂在纷纷扩充产能,进行技术研发的同时投资设厂。中国大陆正取代日本、韩国和台湾地区,成为这一波投产潮中的主角。

据国际半导体产业协会SEMI预测,到2019年,中国设备销售将增长46.6%,达到173亿美元。届时中国大陆、韩国和中国台湾地区将保持前三大市场,中国大陆将跻身榜首。韩国预计以163亿美元成为第二大市场,中国台湾地区预计将达到123亿美元的设备销售额。

2018年5月,全球知名晶圆代工厂台积电在法说会中已揭露,中国大陆客户营收占比已由去年首季的11%,今年首季窜升至19%。与此同时,在8月9日中芯国际的二季度财报中,中芯国际联席首席执行官,赵海军和梁孟松也表示说:“随着需求和产能利用率在二季度回升,不包含技术授权收入的中国区收入环比和同比成长了14%和38%。作为中国首选晶圆代工伙伴,我们相信必将受惠于中国晶片市场的成长机遇。

“剪刀差”

硅晶圆供不应求,各大晶圆厂纷纷调高了报价。

作为集成电路的原材料,所谓8英寸、12英寸硅晶圆是指产生的晶柱表面经过处理并切成薄圆片后的直径。尺寸越大,拉晶对速度与温度的要求更高,因此高品质12英寸晶圆工艺难度比8英寸晶圆更大。

今年早些时候,徐秀兰就曾透露,有客户开始和环球晶圆谈论2021到2025年订单,且价格不会低于2020年的价位,环球晶将挑单优先供货,不会降价。硅片大厂SUMCO也在早前宣布,2018年预计调升12英寸硅晶圆价格20%,并在2019年会再次调升价格。

8月8日,SUMCO发布的二季度财报显示,净销售额为159.03亿日元,约合9.76亿元人民币元,同比增长28.3%。预计,在硅晶圆缺货潮推动下,三季度SUMCO净销售额预期将达245亿日元,同比增长率将为第二季度同比增长率翻一番。

在中泰电子分析师郑震湘看来,此次晶圆价格上涨,供需“剪刀差”将至少持续到2020年。据中泰证券研报显示,硅片涨价最先传导到前端制造环节,再依次传导到后端制造的封装和测试环节,看好存储器、晶圆前端制造、易耗品,以存储器为代表的通用型芯片将成为最受益品种。由硅片剪刀差推动的全球超级周期至少持续三年,而历史上第一次叠加硅含量提升,汽车、人工智能、5G、物联网等给了国内企业更多新机会。SUM-CO在财报中也表示,此次营收增加更多来自于比特币、物联网等行业的发展,使得对硅晶圆的需求增多。

中国晶圆厂投资提速

根据SEMI统计,2016至2017年间确定新建的晶圆厂就有19座,其中大陆就占了10座,总投资7816亿元。而2017年到2020年四年间,还会有26座新晶圆厂投产,成为全球新建晶圆厂最积极的地区。“这轮晶圆涨价对天津中环来说有好的影响。晶圆生产的利润空间进一步增大。中国目前8英寸和12英寸大晶片市场还属于空白,市场大客户多,需求旺盛。”天津中环半导体股份有限公司负责投资者关系的负责人马群博告诉记者。

目前,中环股份(002129.SZ)2018 年一季度,实现12英寸直拉单晶样品试制,相关产品在 SEMICON China 2018上海展览会发布。8英寸半导体抛光片项目产能已陆续释放,2018年3月,8英寸抛光片产能已达到10万片/月,预计项目2018年10月建成后产能将达到30万片/月,实现国内最大市场占有率;同时建立12英寸抛光片试验线,预计2018年底实现产能2万片/月。中环股份在2018年一季度营业收入约28亿元,比上年同期增长68.91%,净利润增长19.44%。

2017年10月,无锡市政府与天津中环、浙江晶盛签署集成电路用大硅片研发生产制造项目战略合作协议,共同建设集成电路用大直径硅片生产平台。根据市政府与天津中环、浙江晶盛签订的战略合作协议,三方将在宜兴市启动建设集成电路用大硅片研发、生产与制造项目,总投资约30亿美元,其中一期投资约15亿美元,预计2018年四季度设备进场调试并实现小规模试产。项目投资完成后,预计2022年将实现8英寸抛光片产能75万片/月,12英寸抛光片产能60万片/月的生产规模。2018年一季度,实现12英寸直拉单晶样品试制。

同时,8英寸半导体抛光片项目产能已陆续释放。2018年3月,8英寸抛光片产能已达到10 万片/月,预计项目2018年10月建成后产能将达到30万片/月,实现国内最大市场占有率;同时建立12英寸抛光片试验线,预计2018年底实现产能2万片/月。

“硅晶圆价格上涨对新昇公司来说有正面影响。”早在2018年4月上海新阳的2017年度业绩网上说明会上,上海新阳总经理方书农如此回答投资者的问题。上海新阳(300236.SZ)参股的上海新昇在年前已实现挡片的批量供货。上海新昇半导体科技有限公司成立于2014年,其由国家立项的12英寸硅晶圆项目。2009年,身为中芯国际集成电路制造(上海有限公司)总裁的张汝京从中芯国际辞职,于2014年成立上海新昇半导体,做大硅片生产,直到2017年6月30日再次离职。

“中国半导体发展的不错,发展也很快,目前300mm硅片需求量一个月约40万到50万,但绝大部分供应都在海外。”两年前,张汝京在接受《东方早报》的专访中就说过,“有些领导和投资人把这个项目推动起来,希望我能来负责,我也很愿意,这是国家蛮重要的工作,对我是一个非常重要的使命。”

根据官网介绍,上海新昇半导体总投资68亿美元,一期投资23亿美元,公司的目标是致力于在中国研究、开发适用于40-28nm节点的300mm硅单晶生长、硅片加工、外延片制备、硅片分析检测等硅片产业化成套量产工艺;建设300毫米半导体硅片的生产基地,实现300毫米半导体硅片的国产化。

此外,四川经略长丰集成电路在四川自贡高新区也投资了8英寸与12英寸硅晶圆厂,已经在今年第1季动土,规划1年后完工试产,未来希望可以达到合计月产50万片的规模。

日本、韩国和台湾地区等地的硅晶圆巨头和代工厂也纷纷在中国大陆设厂。中芯国际2017年的财报显示,2018年预计资本支出19亿美元左右,主要用于扩充北京12英寸晶圆厂、上海12英寸晶圆厂、上海8英寸晶圆厂和位于江阴的凸块厂等。

2016年,中芯国际宣布升级天津的8英寸晶圆厂,总投资计划15亿美元。升级后,该厂月产能将翻两番,从目前的月产4.5万片晶圆提升到15万片。日前,首台设备RS200型检测设备已进驻天津晶圆厂。

2016年3月,台积电与南京市政府签约,计划在南京江北新区浦口园区设立大陆首座12英寸厂和服务中心。2016年7月,南京浦口晶圆厂开始投入建设。2017年9月份开始装机,并引入16nm FinFET制造工艺。2017年,环球晶圆和半导体相关部件厂商FerroTec合作在杭州落地Fer-roTec半导体硅芯片项目。

建厂潮背后隐忧

建厂潮之下,国家集成电路产业投资基金加持晶圆制造。“以晶圆制造为例,先进工艺制造方面我们重点投资了中芯国际和上海华虹。存储器制造方面我们和湖北省武汉市会同紫光集团集中投资了长江存储科技公司,这也是国家集成电路产业投资基金最大的单笔投资。”曾经国家集成电路产业投资基金股份有限公司总裁丁文武在接受《中国电子报》采访时就曾表示。

2015年2月国家集成电路产业投资基金通过认购股份的形式向中芯国际投资约31亿港元;2015年9月国家集成电路产业投资基金与中芯国际、高通拟联合增资中芯长电2.8亿美元,其中国家集成电路产业投资基金出资10.8亿人民币。2015年8月,国家集成电路产业投资基金与中芯国际等共同成立合资公司,注册资本为56.8亿人民币,国家集成电路产业投资基金投资20亿人民币,占股权的35.21%。合资公司主要为集成电路产业、其他泛半导体产业及相关战略新兴产业等提供服务。 2016年5月国家集成电路产业投资基金投资中芯北方(中芯国际参股)6.36亿美元。2017年8月国家集成电路产业投资基金继续追投中芯北方,注入资金9亿美元,持股比例由26.5%增至32%。2018年1月中芯国际公布,国家集成电路产业投资基金注资中芯国际旗下中芯南方9.5亿美元。目前,中芯国际的股东结构中,国家集成电路产业投资基金占15.06%。

2018年1月,国家集成电路产业投资基金出资4亿美元向华虹半导体认购股份,持股18.94%;同月,出资5.22亿美元与华虹半导体、华虹宏力、合营公司华虹半导体(无锡)有限公司及无锡实体成立合资公司。根据合营协议,合营公司将从事集成电路的设计、研究、制造、测试、封装及销售,预期生产首期将每月生产约4万片12英寸晶圆。

2016年7月26日,长江存储科技有限责任公司(以下简称长江存储)正式成立。公司注册资本分两期出资,一期由国家集成电路产业投资基金股份有限公司、湖北国芯产业投资基金合伙企业(有限合伙)和湖北省科技投资集团有限公司共同出资,并在武汉新芯集成电路制造有限公司(以下简称武汉新芯)的基础上建立长江存储。赵伟国任长江存储董事长,丁文武和杨道虹任副董事长,王继增任监事长,杨士宁任总经理。武汉新芯将是长江存储的全资子公司。二期将由紫光集团和国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同出资。

然而,多位行业人士也表示,目前国内在技术和工艺上仍存在差距。“8英寸晶圆对中国本土厂商来说,还是非常新的技术,才刚刚发展而已。”环球晶圆的董事长徐秀兰就曾对媒体表示。

今年4月27日,在上海新阳半导体的业绩网上说明会上,董事长王福祥也表示,我国芯片行业与国际先进水平相比还有很大差距,研发投入、专利积累严重不足,这也是历史原因造成的。技术和人才的短缺会对我国集成电路产业的发展形成一定制约,但我国集成电路行业未来发展前景向好的趋势不变。

一片向好的半导体市场和疯狂建厂潮背后却存在隐忧。

集邦资讯半导体行业分析师郭高航就表示,根据大陆已规划的12英寸大硅片项目产能,到2020年时,规划产能合计已经超过每月100万片,供过于求的局面已经非常明显。对于那些结合市场需求及自身技术深入评估后的扩产项目,承担的风险相对较低;而对于那些因大陆优惠政策及巨量市场规模吸引而新增的产线,未来实际量产也将面临更多的变数,承担的风险也较高。

 

经济观察报 公司部记者
关注新科技,包括人工智能、大数据、精准医疗、量子通信、科学产业化等,以及创投领域。擅长上市公司的分析报道以及行业的深度报道,发掘行业的变化趋势和投资价值。