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全球6寸、8寸、12寸硅晶圆缺货严重!本土半导体厂商提价20%跟台积电抢料

2017-06-26
类别:行业趋势
eye 1243
文章创建人 拍明



由于IC原厂一直都是低库存运营,现在交货延后出货急缺,产能订单塞到晶圆厂全部满载。全球硅晶圆缺货严重,已成为半导体厂营运成长瓶颈。日前,据digitimes称,中国本土半导体厂商新工厂进入要料阶段,硅晶圆缺口再度扩大,包括合肥晶合、合肥睿力等都在向晶圆供应商提价采购物料,传出比台积电高出20%。

晶圆代工厂商各方人马抢翻天


硅晶圆已成为半导体产业的关键物资,过去10年来硅晶圆产能都是处于供过于求状态,如今硅晶圆却面临缺货,且已缺到影响半导体厂生产线运作,尤其是12寸规格硅晶圆,包括晶圆代工、DRAM、NAND Flash及NOR Flash厂等各方人马抢翻天。


伴随智能手机、物联网和车用电子快速崛起,指纹识别、MCU、模拟IC和LCD驱动IC等对半导体硅晶圆的需求大增,2016年出货量已连3年成长,同时创下历史新高。


由于IC原厂一直都是低库存运营,现在出货急缺,产能订单塞到晶圆厂全部满载。市场需求增加,供应端产能却未同步增加,导致半导体硅晶圆、硅晶圆用磊晶、DRAM、NAND Flash及NOR Flash今年来出现罕见同时供应吃紧的情况。

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硅片涨价路径传导


近期,整个硅晶圆产业的涨价效应,正快速从12寸向8寸与6寸蔓延,而且8寸的涨势似乎更强,缺口更为严重,至于6寸也是全满,主要是电源IC、汽车电子的需求最为强劲。


中国大陆半导体投资大增,带来的新需求惊人,今年第1季的报价持续走扬,第2季再度上调,半年来累计的涨幅达25~35%,且涨势一路从12寸向8寸、6寸蔓延,甚至连测试片都涨翻天,光阻液等其它先进制程材料也跟随出现快速上涨。


世界先进表示,2017年营运恐无法如期成长,部分原因是硅晶圆短缺,且预期将一直缺到年底;华邦透露,过去因付款和取货信用良好,这一波将签保障长约;旺宏则指出,硅晶圆很缺,且短期内无法纾解,公司政策是无论加价多少,都要买到足够的量。


信越日前对台积电、联电、英特尔、GlobalFoundries等半导体大厂提出签3年长约,然这几家大厂为确保未来扩产无虞,仍积极寻求其他硅晶圆供应商货源。


由于第3季主流64层和72层3D NAND产能将大量开出,三星、美光、SK海力士(SK Hynix)、东芝之间的战火急升温,第三季度Polished wafer裸晶圆合约涨价幅度已经超过20%。


日前,据digitimes称,随着晶圆代工厂商旺季来袭,中国本土半导体厂商新工厂进入要料阶段,硅晶圆缺口再度扩大,包括合肥晶合、合肥睿力(合肥三鑫DRAM厂改名了)等都在向晶圆供应商提价采购物料,传出比台积电高出20%。


供应商透露,台积电下半年的测试晶圆价格谈到约75~80美元,但大陆多家半导体新兵非常担心没有足够的测试晶圆来试产,包括下半年将进入生产的合肥晶合(力晶和合肥市政府合资),以及合肥存储器阵营的代表睿力等,很多陆厂都提出溢价20%,超过90美元的高价来跟台积电抢料。


过去量产硅晶圆的价格是高于测试晶圆,当量产晶圆约70美元的时候,测试晶圆约50~60美元,但现在测试晶圆每季调涨的幅度凶猛,价格已经超越量产晶圆,且进入10纳米和7纳米后,测试晶圆的消耗量远远高于过去每一个制程世代,导致这一次全球12吋测试晶圆疯狂缺货。

如何分配产能,业者很头痛


全球半导体硅晶圆产业在经过2008年前后那波扩产后,导致价格从2009年起的1.04美元(每平方英寸),一路崩跌到去年第4季的0.67美元才见反弹。这段时间,供货商陆续退出市场,从昔日最高峰的20多家缩减整并至6家。


半导体厂商指出,过去硅晶圆厂亏损累累,不愿新增产能,近几年高阶制程热潮崛起,对硅晶圆规格要求拉高,可提供10、7纳米规格硅晶圆的厂商寥寥可数,让高阶制程硅晶圆变成洛阳纸贵,加上全球疯狂扩产3DNANDFlash,以及大陆半导体12寸厂扩建朝,更让全球硅晶圆陷入疯狂缺货窘境,涨价潮从12寸硅晶圆蔓延至8、6寸硅晶圆,每季都有约10%涨幅。 

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不过,硅晶圆厂强调,这波硅晶圆涨价,硅晶圆占台积电等晶圆代工厂成本也只不过才5~6%,相较过去在90纳米世代,一片硅晶圆卖价200美元,硅晶圆占制造成本近10%,今年硅晶圆涨价对晶圆制造厂,尤其是先进制程占比高的台积电,增加的成本有限,也是厂商认为在缺货问题到明年未能解决下,还有再涨的空间。


随着车用电子、电源管理芯片、内存与传感器等需求不断增加,晶圆制造厂12寸产能持续扩增,半导体硅晶圆供不应求态势明确。厂商估计,今年硅晶圆上半年涨幅30%,下半年虽然涨幅收敛,但估计今年涨幅也达40%以上。


目前,全球硅晶圆已集中在前五大供货商手中,包括信越半导体、胜高、台湾的环球晶、德国的Silitronic、南韩LG等,全球市占率达92%,其中胜高是台积电最大供货商,其次是信越,但信越全球市占高达27%,略高于胜高的26%。


几大供货商都表示,“最近很头痛如何分配产能的问题。”胜高和信越已经和半导体大厂签订三年长约,优先供应美、日、韩、台企业,SK海力士也将影像传感器设计子公司Siliconfile的事业目标变更为晶圆代工设计公司。

硅晶圆涨价传导,洛阳纸贵


根据研调机构Gartner预估,光是2016到2019年,中国兴建的半导体厂高达20座,SEMI的统计更为乐观,预计2017至2020年间,当地会有26座新厂。2017-2018年中国大陆预计新增12寸产能89.5万片/月,是现有产能的288%。其中中国大陆产商,武汉新芯、长江存储、合肥长鑫、晋华集成、中芯国际等合计产能是75.5万片/月,占比2017-2018年新增产能的84.3%。


为争取此一庞大商机,台湾已有不少硅晶圆厂和设备厂前往设厂,就近提供服务,并争取当地官方或产业基金支持,抢食市场需求核心。


台湾环球晶圆董事长徐秀兰表示,这一波涨价看起来是一季比一季好,预计可一路延续到2019年。另外一家供应商台胜科技更直言,整个产业的能见度已达2018年。通过连续收购其它晶圆供应商美国GlobiTech、东芝Covalent、Sun Edison,按照产能计算,环球晶圆目前是全球第三大供应商。 


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日前,环球晶圆与日本半导体设备厂Ferrotec合作,在中国大陆布局8英寸半导体硅晶圆制造。其中,环球晶圆提供技术支持和对外销售并不出资,Ferrotec负责制造生产的模式。


据悉,环球晶圆的8英寸月产能为120万片,全球市占率约22%;而Ferrotec的第一期月产能为15万片,终极目标则为45万片。同时,台湾合晶桃园龙潭生产基地8英寸硅晶圆月产能达20万片,旗下上海合晶引进中国产业资本兴港融创共同投资,在河南郑州兴建月产量20万片的8英寸厂,第一阶段先投入人民币4亿元,预定7月下旬动土,明年底就可望投产。


去年,中国福建宏芯曾有意收购全球第四大硅晶圆供应商德国Silitronic公司,由外购转内需,补足供给缺口,不过遭到美国政府阻挠。


目前,上海新昇半导体首根300mm(12寸)硅棒出炉。新昇半导体一期投入后,预计月产能为15万片12英寸和5万片8英寸硅片,最终将形成300mm硅片60万片/月的产能,年产值达到60亿元。



2017全球硅晶圆缺货:半导体供应链或受影响

 

全球12吋硅晶圆缺货如野火燎原,不仅台积电、NAND Flash存储器厂和大陆半导体厂三方人马争相抢料,加上10纳米测试晶圆的晶棒消耗量大增,台积电为巩固苹果(AppleiPhone 8新机料源,一路追价抢料,业者预计第212吋硅晶圆价格将再上涨15%,且可望一路涨到2018年,半导体供应链恐进入万物皆涨的时代。

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据2016-2021年中国晶圆行业市场需求与投资咨询报告,全球12吋硅晶圆单月产能约520万片,目前五大硅晶圆供应商都产能满载,其中,台厂台胜科和环球晶圆产能占全球约20%,台胜科月产能约28万片,环球晶圆(包含SunEdison)月产能约75万片,都已成为半导体大厂绑产能的目标,尤其台胜科未来有机会获得日商母厂Sumco10/7/5纳米高阶硅晶圆技术,可望明显受惠。

 

近期传出美光(Micron)高阶采购主导陆续拜访日本和台湾硅晶圆厂,要求充足的12吋硅晶圆产能奥援,其中,美光传出开出溢价30%来绑料,至于三星电子(Samsung Electronics)亦加入抢料大战,由于20173D NAND产能将大量开出,各厂都必须有充足的料源供应,才能打赢3D NAND战役。

 

全球硅晶圆市场过去主要大客户为台积电,由于存储器厂常陷入供过于求,导致硅晶圆厂高度依赖台积电订单,然随着DRAM产业整合,3D NAND时代来临,加上大陆半导体厂疯狂扩厂,使得硅晶圆变成洛阳纸贵,包括逻辑、存储器及大陆业者三方人马竞相加价抢料。

 

半导体业者透露,台积电这次愿意接受硅晶圆涨价,主要是确保苹果iPhone 8供货无虞,加上10纳米制程晶棒消耗量扩大,排挤到量产晶圆产能,2017年正值台积电10纳米制程量产之际,确保充足的硅晶圆产能将是关键。

 

第1季硅晶圆报价已率先喊涨,以目前供需缺口,业界估计第212吋硅晶圆有机会再上涨15%,涨幅不亚于第1季,且有机会一路涨到2017年底,届时恐带动半导体供应链万物皆涨,所有零组件都面临涨价压力。

 

目前硅晶圆主要分为用于DRAM/NAND Flash和指纹辨识产品的Polished wafer、用在逻辑产品的Epi wafer,以及用在低阶产品的Annealed wafer,近期存储器厂要求上游长晶炉产能转去生产Polished wafer,且愿意付较高价格,排挤到Epi wafer产能,让台积电感受到硅晶圆料源紧缺的严重性。

 

另外,大陆半导体厂疯狂扩建12吋厂,加入这一波抢硅晶圆大战,由于大陆12吋厂对于测试晶圆需求量大,近期亦积极来台抢料。尽管硅晶圆产业亦是大陆扶植半导体政策一环,中芯国际创办人张汝京成立上海新升半导体,成为大陆第一家12吋硅晶圆供应商,但目前良率仍偏低,暂难影响硅晶圆市场供需。

 

整体来看,这一波硅晶圆热潮陷入三方人马拉锯战,由于存储器用的Polished wafer排挤到逻辑产品用的Epi wafer产能,加上测试晶圆亦大量排挤量产晶圆,形成双重排挤效应,导致硅晶圆供需缺口明显扩大。


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全球硅晶圆缺货严重,已成为半导体厂营运成长瓶颈,且后续战火恐将进一步扩大,半导体业者透露,日本硅晶圆大厂Sumco决定砍掉大陆NOR Flash厂武汉新芯的硅晶圆订单,优先供货给台积电、英特尔(Intel)、美光(Micron)等大厂,不仅加重NORFlash短缺情况,日系供应商供货明显偏向台、美、日厂,恐让大陆半导体发展陷入硅晶圆不足困境。


硅晶圆已成为半导体产业的关键物资,过去10年来硅晶圆产能都是处于供过于求状态,如今硅晶圆却面临缺货,且已缺到影响半导体厂生产线运作,尤其是12寸规格硅晶圆,包括晶圆代工、DRAM、NAND Flash及NOR Flash厂等各方人马抢翻天。


供应链厂商透露,面对这一波硅晶圆缺货潮,日本两大硅晶圆厂Sumco和信越未来产能恐优先供货给东芝、英特尔、美光、GlobalFoundries、台积电、联电等半导体大厂,并特别支持DRAM和3D NAND供应商,因为存储器价格飙涨,3D NAND单片产值高达5,000~6,000美元,绝对是NOR Flash望尘莫及,这亦使得大陆业者受到最大影响。


半导体产业的根基——晶圆


在半导体的新闻中,总是会提到以尺寸标示的晶圆厂,如 8 寸或是 12 寸晶圆厂,然而,所谓的晶圆到底是什么东西?


晶圆(wafer),是制造各式电脑芯片的基础。我们可以将芯片制造比拟成用乐高积木盖房子,藉由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。然而,如果没有良好的地基,盖出来的房子就会歪来歪去,不合自己所意,为了做出完美的房子,便需要一个平稳的基板。对芯片制造来说,这个基板就是接下来将描述的晶圆。


日本半导体材料的市场地位


日本的材料行业在全球占有绝对优势。日本企业在硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂及引线框架等重要材料方面占有很高份额,可以说没有日本材料企业,全球的半导体制造就无法实现。


据了解,即使在近来日元升值的背景下,日本企业在全球半导体材料市场上所占的份额(按美元计算)也达到约52%。而北美和欧洲分别占15%左右,明显可以看出日本企业占垄断地位。其历史背景是日本的半导体产能很高。日本现在也是一个很大的市场,仅次于排在首位的台湾,跟韩国一样,每年消费70亿美元以上的半导体材料,占总量的15%。


12寸晶圆仍称霸全球


另一方面,我们注意到,此次日系供应商主要停止的是12寸晶圆的订单,那么目前12寸晶圆在这个半导体产业链中到底是什么样的地位呢?


根据IC Insights的最新报告,截至2015年底,12寸晶圆占据全球晶圆产能的63.1%,预测到2020年该比例将增加至68%。至于8寸晶圆在全球晶圆产能中占据的比例,将由2015年的28.3%,在2020年降低至25.3%;不过8寸晶圆产能在未来几年仍将继续成长。而6寸(150mm)晶圆产能在预测期间的成长表现相对较平坦。


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全球运作中的12寸晶圆厂数量预计到2020年将持续增加,而大多数12寸厂将继续仅限于生产大量、商品类型的元件,例如DRAM与快闪记忆体、影像感测器、电源管理元件,还有IC尺寸较大、复杂的逻辑与微处理器;而有的晶圆代工厂会结合不同来源的订单来填满12寸晶圆厂产能。


截至2015年底,全球有95座量产级晶圆厂采用12寸晶圆(世界各地还有不少研发晶圆厂以及少量生产晶圆厂使用12寸晶圆,但并不在IC Insights统计之列);目前有8座12寸晶圆厂预计在2017年开幕,是继2014年有9座晶圆厂开幕后的单年最高数量。


IC Insights预计到2020年底,还会有另外22座12寸晶圆厂开始营运,届时全球12寸晶圆厂数量总计将达到117座;该机构预期,12寸晶圆厂(量产级)的最高峰数量将会落在125座左右,而8寸晶圆厂的最高峰数量则是210座(截至2015年12月,全球8寸厂数量为148座)。


硅晶圆供应商在减少


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。


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。


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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。


国内12寸晶圆分布


中国现在已经成为了全球最大的芯片消费市场,而我国每年在进口芯片上和进口石油上花的钱一样多(2000亿美元左右),中国本土的芯片制造商在技术和产能上都落后太多。


2017年来,全球已建成300mm集成电路生产线共有8家,就国内而言,每月使用300mm硅片约42万片,若加上研发、测试、控片及挡片等,每月需用约50-55万片,需求紧缺。


2017-2020年目前国内正在兴建多条先进半导体芯片厂:2020年国内300mm即将新增需求量预计约为63万片/月,再加上研发、测试、控片及挡片等至少70万片/月。2020年对于300mm硅片需求量将达110万至120万片/月。


全球300mm硅片实际出片量已占各种硅片出片量的65%左右,目前国内的产量几乎为零,这是产业链上最为紧缺的一环。


全球半导体业发展过去以美国和日本为主,后来逐渐向亚洲台湾及南韩移动;如今我国将“中国制造”也明定在半导体产业发展政策,虽然目前各地还在发展阶段,但这股新兴的“中国制造”力量,将造成全球半导体业板块向大陆挪移。


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甚至连一向自负的英特尔也不得不向中国低头,宣布斥资五十五亿美元,决定在大陆兴建十二寸厂,生产手机和物联网用的储存型快闪记忆体(NAND Flash)。


在英特尔之前,南韩三星和SK海力士都已抢先在西安、无锡设立12寸厂,生产NAND Flash及DRAM。


那么,对于世界市场而言,日本半导体究竟有多重要呢?


上世纪80年代中旬,日本半导体的世界份额曾经超过了50%。此后虽有所下降,但2010年日本半导体产量的世界份额仍占20.8%。另外的80%则来自美国、欧洲、韩国及中国台湾等亚洲地区的半导体厂商。


从材料领域来看,日本半导体材料的总体份额超过了66%。在这19种材料中,日本拥有超过50%份额的材料就占到了14种!


另一方面,从生产设备领域来看,半导体生产设备的日本总体份额为37%。从每个设备的份额来看,日本拥有10种超过50%以上份额的市场垄断性设备。


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中国大陆半导体产业必须崛起


中国大陆政策扶植半导体产业砸钱是不手软的,根据SEMI(国际半导体协会)指出,从去年起就有20项建圆晶厂的计划,今年的支出是比去年翻倍突破40亿美元,2018年中国大陆晶圆厂资本支出规模将达100亿;从产能全球占有率来看,大陆产能全球占有率在2020年上看18%,而台湾目前在全球产能占比2成。


在政府的扶持下,大陆半导体产能将在未来两三年内出现明显成长,预估到了2019年,大陆晶圆产能将占全球晶圆产能的18%以上,与台湾地区、日本的差距明显拉近;从资本支出规模来看,也将会从今年的70亿美元,一下突破100亿,相当于台积电一年的资本支出。


目前整体来看,外资在大陆投资晶圆厂仍比本土资金还高,预计明年两者比例会接近,2019年本土资金才有可能超过外资;预估2019年,中芯国际在晶圆投资金额将可能跃居第一,其他二到五名分别为三星、联电、Intel、台积电。


但是面对日趋激烈的市场竞争和不断蓬勃发展的应用市场,中国企业要想在世界市场上利于不败之地,赢得更多的市场话语权,就必须崛起!






责任编辑:Davia

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