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硅晶圆8寸比12寸需求更大,未来会有足够的硅晶圆吗?

2017-09-22
类别:行业趋势
eye 562
文章创建人 拍明


台胜科今(21)日召开法说会,副总暨发言人赵荣祥表示,今年硅晶圆供需不平衡,价格持续上涨,不过事实上,最不平衡的一年应该会落在2018至2019年,因为届时中国大陆晶圆厂产能将全数开出,需求预期会直线上升,在硅晶圆产能没有同步增加前提下,供给将较现在更为吃紧。

赵荣祥说,2017 至2020 年的硅晶圆需求,将成长4.3 至5.4%,其中NAND FLASH 与逻辑晶圆是主要的驱动力,而12 寸与8 寸硅晶圆,供给与需求仍维持一定的缺口。

他强调,中国大陆晶圆厂产能持续开出,将支撑硅晶圆需求成长,预期中国大陆包含英特尔、中芯、三星、台积电、海力士、力晶等,新厂产能陆续开出,每月晶圆需求将从今年的50.7 万片,逐步成长至2018 年62.8 万片,2019 年81 万片,2020 年突破百万片冲上116 万片。

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他强调,硅晶圆需求,除既有的晶圆厂产能增加,中国大陆快速开出的新产能,将是硅晶圆最大的需求来源,因此部分同业预估是2018 年最吃紧,他则预期是2019 年。赵荣祥也说,台胜科没有要扩产的计画,目前每月产能,8 寸是32 万片,12 寸则是28 万片,未来若获利金额成长,才考虑扩厂,现阶段仍是以既有的产能支应需求。

明年8寸涨得比12寸凶

副总暨发言人赵荣祥指出,半导体硅晶圆供应持续吃紧,全球产能与需求仍有缺口存在,明年半导体硅晶圆价格将持续上涨,预期8寸涨幅可望大于12寸,在此前提下,台胜科明年获利将持续成长,表现将可优于今年。

赵荣祥表示,今年上半年半导体硅晶圆报价均呈现走扬,12 寸涨幅大于8 寸,欲宜下半年涨势将延续,不过目前并非供需最不平衡的时候。随着中国半导体晶圆厂产能陆续开出,对硅晶圆需求将直线上升,预期2018 年至2019 年供给将最为吃紧。

他强调,目前台胜科8 寸硅晶圆月产能32 万片,12 寸月产能28 万片,目前并没有扩产打算,未来则视市场需求而决定。

台胜科硅晶圆客户分成晶圆代工与记忆体厂,前者包含台积电、联电、世界,后者则有历经、南亚科、华邦电与旺宏等。

赵荣祥表示,8 寸硅晶圆需求逐步升温,受惠驱动IC、指纹辨识、电源管理与感测器晶片等四大应用推升,第4 季价格将显着上扬,而今年12 寸硅晶圆价格涨幅较为明确,全年涨幅很大,特定应用更高达5 成,明年预期仍可持续上涨,但幅度将相对有限,

相较之下,明年8 寸硅晶圆在四大需求支撑带动下,预期涨幅将相当明显。

就中长期需求而言,赵荣祥表示,根据母公司SUMCO 预估,12 寸硅晶圆自2017 年至2020 年,需求年复合成长率约有4.3% 至5.4%,供需仍处在不平衡的情况,供需缺口就是价格上涨的动力。

至于台胜科是否与客户签长约,赵荣祥表示,公司只跟客户签数量合约,价格皆是每季决定,确保价格可跟随市场实际供需状况,中长期来看,随着价格持续上涨,台胜科也会适度向客户反映,可预期明年获利表现将比今年还好,且明年8 寸硅晶圆涨幅较大,该产品线营益率比12 寸还高,营收比重增加,有助整体获利表现。

法人也提问上半年硅晶圆价格涨幅明显,但台胜科获利表现相对平平,赵荣祥强调,主要是因新台币上半年升值约6%,吃掉许多获利。

谈到SUMCO 持续出脱台胜科持股,他则开玩笑地表示,「好东西要与好朋友分享」,市场可以想成这是台胜科第二次IPO 挂牌上市,股票流动性变大,随着在外流通股数增加,台胜科也可望逐步朝开放融资券的方向发展。

环球晶圆:12寸硅晶圆月出货75万片 订单已接到2019年

环球晶圆发言人李崇伟副总表示,市场需求畅旺,12寸硅晶圆接单已经看到2019年,而8寸也看到明年底,现在是订单太多烦恼交不出货。

半导体硅晶圆第4季12寸产品报价已达80美元,预期明年首季报价更可能狂飙至100美元。对于市场传出“客户得先付订金,才能优先巩固产能并锁定价格”的讯息,硅晶圆业者也不否认,坦承接单真的太满。

环球晶圆8月营收新台币39.8亿元,大胜去年营收成绩,年增近1.8倍。受惠今年物联网及车用电子带动半导体市场成长,环球晶圆出货连5季正成长,报价持续看涨。

环球晶圆目前12寸硅晶圆的月出货75万片,8寸硅晶圆出货105~120万片,6寸以下月出货140万片以上。

信越投资近4亿美元扩产,2019年量产

据《日经新闻》报导,全球顶尖半导体硅晶圆供应商Sumco(3436-JP)将旗下日本西部的伊万里工厂投资436亿日元(3.94亿美元)来增加其产能,也是Sumco近年来最大的一项投资计划。新产能将在2019年上半年上线。

据了解,Sumco及日本信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical)(4063-JP)占全球60%的硅晶圆量,而英特尔Intel(INTC-US)及各大芯片商都是下游。Sumco将把300微米mm硅晶圆(用于5-10纳米nm较高端半导体)增产11万片,相当于5%至10%的提升。

厂内还有空间,所以只会安装设备,并未兴建土建。Sumco近年来因担心芯片供过于求而并未提升产量,但因市场需求好转,尤其是IoT物联网用途飙升。Sumco预计硅晶圆价格在2018年较今年会提升40%,而300微米mm的硅晶圆需求将成长约5%。

硅晶圆价格暴涨的原因

硅晶圆,简单的说就是指制造半导体集成电路所需的硅芯片,由于形状是圆形,所以称为晶圆。晶圆是制造半导体芯片的基本材料,硅晶圆是半导体产业的基础。半导体级硅晶圆的价格在去年触到了近11年来的低点,随后缓慢企稳回暖。进入2017年,全球硅晶圆各大供应商开始进入缺货状态,包括中芯、三星等企业均已开始出手大抢货源,中小企业更是不惜加价购买。

近几个月硅晶圆价格持续上涨,主要原因有以下几个方面:

1、硅晶圆产业经历了多年的低潮期,过剩产能得到出清,目前全球主要的硅晶圆生产商的产能已经开满仍无法满足订单需求,产能持续吃紧;

2、我国扶持半导体产业发展的力度空前,芯片国产化进程提速,在政策的引导下,12寸晶圆厂投资激增,目前月产能46万片左右,在建产能约为63万片。未来,我国12寸厂单月产能将达到109万片,加剧了硅晶圆抢货潮;

3、硅晶圆下游半导体产业进一步回暖,智能手机等电子消费品出货量增加。

从各大生产厂商二季度的合约订单可以看出,今年的硅晶圆供应将会变得十分紧张,供需缺口短时间内难以缓解,2017年的市场供应缺口预计会有3-5%,2018年会扩大到7-8%。

发展国内硅晶圆供应刻不容缓

硅晶圆短缺,有时候也会传出国外的这些供应商限制供货大陆的传言,因此发展国内的硅晶圆,是一个值得重视的问题。

看一下国内的厂商,全球300mm硅片实际出片量已占各种硅片出片量的65%左右,但国内的产量几乎为零。有权威媒体推测,预计未来的5年内仅300mm硅片中国的需求量要超过月产100万片以上。看到这一紧缺的一环,2017-2020年国内厂商也在加紧增加多条先进半导体芯片厂,同时也开始了国际化进程。此前福建宏芯就曾有意收购全球第四大硅晶圆供应商德国Silitronic公司,但由于其他一些因素而没有成功。

虽然目前中国在半导体硅晶圆制造工艺上还不足以与国外厂商抗衡,但随着中国在半导体领域的投入,尤其以北方华创、中微、福建宏芯、上海新昇等为代表的厂商的崛起,中国企业必将打破国外垄断。

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据悉晶圆代工龙头厂台积电受惠非苹阵营与苹果新机拉货强劲,12寸厂28纳米、16纳米制程产能吃紧,预估第三季合并营收季增14.5%到16%,单季创营收历史新高。

目前晶圆代工进入产业旺季,叠加中国大陆积极推动半导体业,中芯、华虹、三星、海力士等晶圆厂也带动硅晶圆需求增加。

A股市场能生产晶圆的个股主要有:晶方科技、华微电子、长电科技、上海新阳、有研新材等。

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未来会有足够的硅晶圆吗?

由于正在进行或传闻的交易并购的潜在影响,集成电路产业链重要组成部分的硅晶圆正在面临一些新挑战。

其实这个行业里的并购已经见惯不怪了,频发的并购事件让全球的半导体公司买少见少了。我们也知道,硅晶圆制造商的任务是将未加工的晶圆交给芯片制造商加工,后者将其做成相关的芯片。

尽管半导体的出货量持续攀升,但在硅晶圆这个市场依然面临严峻的价格压力。

在今年八月份,台湾环球晶圆小吃大,宣布将 SunEdison 半导体收归囊中。虽然这单交易还在等待各地政府的审批。如果这单交易一旦确定,新的环球晶圆将超过德国的 Siltronic ( 13% ),成为全球第三大的硅晶圆供应商,根据 2015 年的数据,其市场占有率也会增长到 17% 。屈居两大日本公司 Shin-Etsu (27%) 和 Sumco (26%) 之后。

而在并购发生之前, SunEdison 公司 2015 的市场占有率为 10% ,领先于韩国的 LG Siltron ( 9% )、环球晶圆( 7% )和法国的 Soitec ( 3% )。

交易完成之后,环球晶圆不但扩充了其 300mm 晶圆的产能,并将业务触角伸到 SOI 晶圆业务,因为 SunEdison 是全球最大的 RF 和 FD-SOI 芯片晶圆供货商,其 SOI 晶圆客户包括了 GlobalFoundries 和 Samsung 。

虽然硅晶圆市场已经成熟到可以承受任何兼并,但全球的晶圆客户还是在紧盯这单交易。市场分析机构 Sage Concepts 的主席 RichardWinegarner 也表示,如果有一天 Siltronic 和 LGSiltron 也卖盘,我们不需要感到惊讶。他还指出,由于硅晶圆业务的微薄收益,让西方的生产者对这个业务失去激情,但正在学习的制造好晶圆的中国对此非常感兴趣。

毫无疑问,这个行业是需要并购的。因为这样的话可以促使晶圆的价格走向稳定。 SummitRedstone Partners. 的分析师 Jagadish Iyer 表示。

晶圆的狂欢

硅晶圆是半导体产业的基础,每一个芯片制造者都需要购买晶圆。晶圆这个产业是从多晶硅开始的。而多晶硅是在石英坩埚里面融化的。

我们知道,在固体材料中,有一种特殊的晶体结构──单晶( Monocrystalline )。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性,可以形成一个平整的原子表层。因此,采用单晶做成晶圆,便可以满足以上的需求。然而,该如何产生这样的材料呢,主要有二个步骤,分别为纯化以及拉晶,之后便能完成这样的材料。

纯化分成两个阶段,第一步是冶金级纯化,此一过程主要是加入碳,以氧化还原的方式,将氧化硅转换成 98% 以上纯度的硅。大部份的金属提炼,像是铁或铜等金属,皆是采用这样的方式获得足够纯度的金属。但是, 98% 对于晶片制造来说依旧不够,仍需要进一步提升。因此,将再进一步采用西门子制程( Siemensprocess )作纯化,如此,将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。

接着,就是拉晶的步骤。首先,将前面所获得的高纯度多晶硅融化,形成液态的硅。之后,以单晶的硅种( seed )和液体表面接触,一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种,是因为硅原子排列就和人排队一样,会需要排头让后来的人该如何正确的排列,硅种便是重要的排头,让后来的原子知道该如何排队。最后,待离开液面的硅原子凝固后,排列整齐的单晶硅柱便完成了。

从目前的市场看,硅晶圆包括了 300mm/200mm 和其他更小的尺寸。

硅晶圆制造挑战重重,但制造商却获益不多。在过去的二十年,硅晶圆供应商从 20 多家,兼并成现在的 5 家大玩家。而这些并购扫除了产业的几大问题,首先是硅晶圆厂需要一个庞大的规模去和其他竞争者竞争,这样的话小型制造商就跟不上第一阵型的步伐。

但最大的问题是硅晶圆产业正在面临产能过剩的现状。这样就会给价格和利润带来重大影响。在过去的几年,只有一部分的供应商能够获得利润。而实际上硅晶圆的平均价格已经从 2009 年的每平方英寸 1.04 美元的售价降到 2015 年的 0.76 美元。

现在, 300mm 晶圆占了市场 60% 的出货量,而 200mm 晶圆的份额只有 31% 。剩下的份额则被 150mm 晶圆和其他晶圆瓜分。

200mm 晶圆的装机容量

总得来说, 300mm 晶圆每年的市场容量从 2009 年的 4300 万片晶圆成长到 2015 年的 7600 万片。

在 2015 年,半导体市场上生产了 7600 万片 300mm 硅晶圆,但市场只消耗了 5700 万片。所以从目前的市场看来,如果硅晶圆厂产能全开,所生产的硅晶圆能够满足所有 Fab 的生产需求。但根据监视可知,在 2016 年,只有 74.6% 的 Fab 投入运营。

因此不需要去扩充生产,相反,有些供应商需要关掉一些产品线去降低运营成本。

300mm 晶圆的预估需求

幸运的是,硅晶圆产业在 2015 年第四季度触底之后,开始反弹了。 Iyer 表示, 2015 年对于硅晶圆产业来说是很艰难的一年。

从 2016 年第一季度开始,硅晶圆产业开始复苏,尤其是在 TSMC 的强势影响之下。

去年的硅晶圆价格真的到达了历史新低,但相反的是产能达到了历史新高。虽然今年第一季度开始,硅晶圆的市场开始好转,但是价格还是没有回调。

但对硅晶圆生产者来说,目前面临的最大挑战是硅晶圆需求日增,但价格上调困难。硅晶圆供应商需要去说服客户接受价格调整。这是一个信号,在芯片制造商收益不错的时代,如果能够调整其价格,对硅晶圆制造商来说,是一个鼓舞。

市场预测, 2016 年的硅晶圆市场会达到 70 亿美元,较之 2015 下降了 1% 。而 2016 年的硅晶圆出货尺寸会高达 108 亿平方英寸。较之去年反而有小许上升。

但从整个行业看来,还是有一些积极的信号的。因为市场需求还会持续上升。

300mm 晶圆市场会从 Logic 和 Memory 产品的增长中收益, 200mm 晶圆依旧保持很强劲的活力。但在未来, 300mm 晶圆面临更多的挑战。因为 200mm 硅晶圆客户远比 300mm 晶圆多,所以 200mm 晶圆的产能过剩的情况不再出现。

实际上,由于汽车电子、消费电子和 IoT 市场的个多样化芯片需求激增的推动,甚至造成了 200mm 晶圆的短缺。

就我们所知,在汽车电子和 IoT 芯片市场,芯片需要不同的制程和工艺。而这些市场的应用需求也覆盖了从 28nm 到 130nm ,甚至达到 180nm 。未来在 55nm/40nm 的需求会持续增长。

去预测未来 300mm 和 200mm 需求量的一个方法就是去看设备市场的走势。如果需求增长,芯片制造商会去购买更多的设备。这样也同样给 200mm 的相关设备带来缺货现象。

Lam Research. 的相关人士表示,这并不是说 300mm 晶圆的需求下降,只是从他们的角度看,现在能提供的 300mm 晶圆相关设备比 200mm 设备多。

随着 IoT 的落地和 more than Moore 延伸到 Fab , 200mm 晶圆的相关设备在未来会持续增加。而随着 200mm 晶圆的走热, Fab 也要购买足够的设备以保证其产能。

Applied Materials 的相关人士也透露,市场会停留在 200mm 晶圆一段时间, morethan Moore 技术的基础也会存在于庞大和增长的市场。

更多的并购会发生?

尽管现在情况看起来好了很多,但硅晶圆产业在可见的未来还会面临很多困难。因此行业可能会发生更多的并购以保持其竞争力。 SunEdison Semiconductor 在今年年初宣布将会采取一些可替代的选择来改变其亏损状况就是其中的一个代表。

SunEdison Semiconductor 寻求交易,我们也不会感到惊讶,让我们惊讶的是,买家竟然是环球晶圆,行业内的一个无名之士。

尽管如此,行业分析师也是看好这单交易。这在未来会缔造一个 12 亿美元营收的公司。丰富的产品线会满足半导体市场的广泛需求。

如果这单交易完成了,也会有一个明显的影响,那就是美国本土不再有硅晶圆供应商了。

但这个真的重要吗?因为就目前看来,没人关心美国的硅晶圆制造能力。实际上,全球只由不到 10% 的晶圆是在美国生产的。这些业务大部分都是在亚洲完成。

另外,这单交易还会有其他的象征性意义,毕竟成立于 1959 年的 SunEdisonSemiconductor 是硅晶圆这个领域的先锋,他曾经是孟山都公司的一个部门,那时候还叫做 MEMC 。在 1989 年,一个德国公司收购了 MEMC ,并发起了一连串的并购,最后 MEMC 再度作为一个美国公司亮相,并在 2009 年收购了太阳能供应商 SunEdison ,并在 2013 年改名 SunEdison 。

两年前, SunEdison 分拆其硅晶圆业务,聚焦在太阳能。并将其硅晶圆业务的公司改为 SunEdisonSemiconductor 。而 SunEdison 最后却破产了。

而环球晶圆曾经是 Sino-AmericanSilicon 的一个部门。在 2011 年, Sino-AmericanSilicon 分拆其硅晶圆业务,成立了现在环球晶圆。

与此同时, Sino-AmericanSilicon 收购了一个从 Toshiba 手上买下了硅晶圆供应商 CovalentMaterials ,在 2016 年, Sino-AmericanSilicon 将其并入环球晶圆。

展望未来,硅晶圆产业的并购是在所难免的。而下一波并购潮可能会来自中国。正在半导体产业大兴土木的中国对硅晶圆很感兴趣,尤其是大尺寸的硅晶圆。

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技术类型

硅晶圆行业的动荡表明,硅晶圆供应商必须紧跟 Fab 厂在技术方面的进步,满足需求。从现状看来,有几种不同类型的硅晶圆,其中更包括了 anneal,epitaxial, polished 和 SOI.

SOI 晶圆市场是值得关注的一个重点。环球晶圆发起这单交易的一个原因就是看中了 SOI 的市场。

从构成上看,一个 SOIsubstrates 在其隐埋氧化层上面包括了一个超薄的硅层,而绝缘层就抑制了设备的泄漏。

SOI 晶圆被应用到数字、电源和 RF 应用。在数字领域,现在已经推进到了一个叫做 FD-SOI 的平面工艺。

对于芯片制造商来说, FD-SOI 是他们在块状硅上面的一个可替代选择。当中包括 28nm 的 plannar 和 FinFET 。 FD-SOI 的存在给产业界未来的路线提供了一个新选择。当中的领导者是 GlobalFoundries . 。

但关于 SOI ,有两点值得注意,那就是晶圆成本和供应链。现在只有几个 SOI 晶圆供应商,分别是 Shin-Etsu,Soitec, Sumco 和 SunEdisonSemi.

即使 GlobalWafers-SunEdison 的交易最终确定,也不会影响 SOI 晶圆的供应。我认为关于 SOI 晶圆的供应量是不需要担心的,三星的相关人士表示。

成本在 SOI 市场是应该值得关注的。晶圆制造商过去几年在降低 SOI 晶圆的成本上做了很多努力。主要的挑战在设备层的厚薄均匀性和反射率上面,这两项都在设备层或以下。尤其是厚薄均匀性,对于 SOI 晶圆来说是最大的挑战。

有人说 SOI 的成本是最主要的问题,但有些专家并不这样认为。因为 SOI 技术在过去几年得到了很大的提升,例如一个简单的 STI ,就可以消除 SOI 晶圆的成本差异。

三星则认为,尺寸会是 SOI 晶圆的一个挑战,随着工艺进展到 FDSOI ,三星希望能降低 SOI 晶圆的 substrates 成本。

但总的看来 ,SOI 晶圆市场还非常小, Polished 和 epitaxial 晶圆依然是市场上的大头。

Polished 晶圆被应用到 Memory ,这就要求有平滑和干净平面的超平 substrates ,而 substrates 晶圆责备广泛应用到 Logic 和其他市场。

Anneal-based 晶圆也关注日增, anneal 晶圆的制造成本比 epi 晶圆更低,所以前者的平均成本较后者更低。

通常 epi 晶圆是用但晶圆设备加工,而 anneal 晶圆则一次把大约 30 个抛光晶圆放置在一个分层式熔炉。这是基于一个分层工艺制造的,这样你就会耗费更少的成本。

硅晶圆市场非常关键,我们希望他会变得越来越好。



责任编辑:Davia

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