缺貨漲價(jià)已成半導體行業(yè)主旋律？“搶芯者”排隊中

“目前，我們的芯片產(chǎn)能預訂已經(jīng)排到了今年三季度之后，整年應該都處于供應緊張的狀態(tài)?！比A潤微（688396.SH）相關(guān)人士在接受記者咨詢(xún)時(shí)如此表示。

華潤微是國內做芯片全產(chǎn)業(yè)鏈的一家企業(yè)，從設計、晶圓制造到封裝測試。目前的產(chǎn)品主要供應消費電子和工業(yè)控制。上述人士還告訴記者，目前公司部分產(chǎn)品已經(jīng)漲價(jià)，后續根據市場(chǎng)和工藝的緊張程度，還會(huì )繼續進(jìn)行調整。

根據美國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )的數據，2021年2月份全球半導體銷(xiāo)售額395.88億美元，同比增速達14.66%。其中中國市場(chǎng)137.35億美元，同比增長(cháng)18.91%。

這段時(shí)間，半導體相關(guān)產(chǎn)業(yè)頻頻傳出缺貨消息。信達證券的電子行業(yè)首席分析師方競在近期的一份研究報告中表示，2020年下半年以來(lái)，缺貨漲價(jià)已成為半導體行業(yè)主旋律，缺芯甚至影響到下游終端市場(chǎng)正常運行。其中最嚴重的是汽車(chē)市場(chǎng)，IHS預計二季度汽車(chē)減產(chǎn)將達130萬(wàn)輛。

汽車(chē)芯片嚴重缺貨 5g手機芯片需求增長(cháng)在即

方競認為，當前車(chē)廠(chǎng)紛紛停產(chǎn)或減產(chǎn)的主要原因是MCU（微控制單元）芯片短缺。汽車(chē)電子化發(fā)展使得車(chē)企對MCU需求大為提升，平均單輛汽車(chē)搭載超20個(gè)MCU以上。且每款車(chē)都依賴(lài)多家MCU供應商，如奧迪豪華SUV搭載的38個(gè)MCU采購自瑞薩、恩智浦等七家供應商。而且，上游芯片供應商需建立較長(cháng)時(shí)間的認證過(guò)程，因此短期內無(wú)法由某家供應商切換至另一家供應商。

目前全球約70%的車(chē)用MCU由臺積電生產(chǎn)，供應商對臺積電依賴(lài)度高?！叭ツ晁募径纫咔榫徑鈺r(shí)，臺積電產(chǎn)能需提前預定，供應難以快速恢復，遠遠無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，所以出現斷崖式缺貨的現象?！狈礁偙硎?。

據方競估計，車(chē)載芯片晶圓廠(chǎng)生產(chǎn)平均需2到3月個(gè)以上，封裝環(huán)節需1月左右。而當前整體晶圓代工緊缺，芯片交貨期延長(cháng)至26周以上，部分需求較大的組件更是延長(cháng)達38周，因此目前芯片到整車(chē)生產(chǎn)周期至少需半年以上。

一季度起，臺積電轉移部分其他產(chǎn)品的產(chǎn)能，以緊急方式生產(chǎn)汽車(chē)芯片。臺積電總裁魏哲家在一季報投資者會(huì )議上表示，車(chē)用芯片吃緊自三季度起可大幅改善。

然而，方競表示：“但長(cháng)期來(lái)看，隨著(zhù)汽車(chē)電子化率提升，對車(chē)用芯片需求顯著(zhù)提升，預計功率器件長(cháng)期仍將維持緊張狀態(tài)?！?/p>

在談到手機行業(yè)時(shí)，方競表示，與汽車(chē)行業(yè)不同的時(shí)，手機行業(yè)的流動(dòng)性更快、周轉天數更高，故品牌商有備庫存的習慣，所以并未出現斷崖式缺貨的困境。同時(shí)，由于海外市場(chǎng)仍以4G為主，而4G中低端芯片主要集中在10nm等相對不是那么緊缺的制程。所以進(jìn)入2021年，中低端機型的套片供給有了快速改善。當下，雖然手機行業(yè)仍受缺貨困擾，但相較前期缺貨狀況已有顯著(zhù)改善。目前依舊缺貨的芯片主要有:旗艦機套片，攝像頭芯片，電源芯片。

目前，智能手機已經(jīng)進(jìn)入存量時(shí)代，但5G手機的推廣普及仍在持續。方競認為，5G手機滲透率提升對半導體市場(chǎng)的需求有較大的促進(jìn)作用。在半導體各大下游市場(chǎng)中，通訊(手機)占比達35%左右，且預計2024年將超越計算機，成為最大下游市場(chǎng)。

2020年全球手機出貨量12.80億臺，其中5G手機出貨約1.99億臺，滲透率約為16%。并且，中國是5G市場(chǎng)的引領(lǐng)者，5G手機滲透率已達50%以上。綜合Gartner，IDC，Omdia三家咨詢(xún)機構數據預測，2024年全球5G滲透率將達70%，龐大的換機需求將推動(dòng)整體半導體產(chǎn)業(yè)鏈穩定增長(cháng)。

5G手機的推廣使得對存儲和邏輯類(lèi)芯片需求大為提升。根據SUMCO測算，5G手機對存儲和邏輯類(lèi)芯片需求是原來(lái)4G的1.7倍。相比于4G手機而言，5G手機DRAM（動(dòng)態(tài)隨機存儲器）由1-12GB升級為6-13GB，NAND閃存由8-512GB升級至128-512GB，AP（應用處理器）由4-8核升級為8核，圖像處理芯片由1-7個(gè)升級為4-7個(gè)。同時(shí)，5G手機還需額外外掛一顆基帶芯片或集成于A(yíng)P之中。5G手機對上述存儲和邏輯類(lèi)芯片需求的提升，也大大提升了12英寸晶圓的需求量。

晶圓制造產(chǎn)能不足 設計和封測環(huán)節相對穩定

芯片產(chǎn)業(yè)鏈的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節分別是集成電路設計、晶圓制造和封裝測試。方競表示，目前全球缺芯困境主要是由于晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能的不足，近年來(lái)全球晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能僅維持小幅增長(cháng)。

根據ICInsights數據，2019年全球晶圓產(chǎn)能約為2.31億片(等效8英寸)，2020年約為2.48億片，同比僅增長(cháng)7.3%。根據Gartner的數據，2019 年臺積電占據全球晶圓代工產(chǎn)能 55.5%市場(chǎng)份額。大陸廠(chǎng)商中芯國際（688981.HK）和華虹半導體（01347.HK）共計占到全球 6.5%市場(chǎng)份額，大陸晶圓代工自給率仍然較低

為緩解產(chǎn)能緊缺，大陸晶圓廠(chǎng)紛紛加大投產(chǎn)。華虹半導體逐步推進(jìn)12英寸擴產(chǎn)，預計2021年年中投片可達3.5-4萬(wàn)片，至年底有望達5.5萬(wàn)片以上。中芯國際也在加大12英寸成熟制程產(chǎn)能。3月17日，中芯國際宣布和深圳政府擬以建議出資的方式經(jīng)由中芯深圳進(jìn)行項目發(fā)展和營(yíng)運，該項目重點(diǎn)生產(chǎn)28納米及以上的集成電路和提供技術(shù)服務(wù)，旨在實(shí)現最終每月約4萬(wàn)片12英寸晶圓的產(chǎn)能，預期將于2022年開(kāi)始生產(chǎn)。

記者咨詢(xún)了做芯片設計的匯頂科技（603160.SH）。其內部人員告訴記者，公司只做設計，不涉足晶圓制造環(huán)節。因此，雖然該公司的業(yè)務(wù)也處于飽和狀態(tài)，但相對穩定，沒(méi)有漲價(jià)的計劃。

另外，為了了解芯片封裝測試環(huán)節企業(yè)的生產(chǎn)狀況，記者還咨詢(xún)了長(cháng)電科技（600584.SH）的相關(guān)人員，該公司目前主要做半導體封測相關(guān)的業(yè)務(wù)。該人士告訴記者，目前該公司的訂單情況還是比較穩定的，暫時(shí)也沒(méi)有出現排隊或者漲價(jià)的情況。不過(guò)，和其它半導體企業(yè)一樣，長(cháng)電科技的產(chǎn)能也比較飽滿(mǎn)，今年也有投資擴產(chǎn)的計劃。

5納米搶手 8英寸緊缺

方競表示，目前晶圓制造僅有12英寸14nm-28nm制程略微緩解，其余的如5-7nm先進(jìn)制程、40nm-65nm成熟制程，以及8英寸產(chǎn)能都有緊缺?！芭c上一輪2017-2018年全球8英寸晶圓產(chǎn)能緊缺不同，本輪缺貨呈全線(xiàn)產(chǎn)能緊缺的態(tài)勢?！?/p>

英寸描述了晶圓的直徑，納米（nm）指的是晶體管之間的距離。晶圓直徑越大、晶體管之間的距離越小，單片晶圓上集成的晶粒（芯片）數越多，這樣集成度就越高，技術(shù)要求也越復雜。

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，晶圓持續大尺寸化，從2英寸直徑晶圓(50mm)，到4英寸(100mm)、5英寸(125mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)，再到12英寸晶圓開(kāi)始成熟應用。目前，12英寸晶圓廠(chǎng)逐漸成為主流，2020年全球總產(chǎn)能占比69%，而8英寸及6英寸占比分別為25%及6%。

方競分別總結了晶圓制造環(huán)節不同制程的缺貨現狀。首先，5-7nm先進(jìn)制程產(chǎn)能長(cháng)期保持著(zhù)供不應求的態(tài)勢，高性能運算的需求驅使工藝制程不斷微縮。然而，由于技術(shù)難度大和研發(fā)成本高，先進(jìn)制程為少數晶圓廠(chǎng)壟斷，目前僅有臺積電、三星兩家在7nm及以下工藝方面競爭。

由于產(chǎn)能稀缺，一直以來(lái)先進(jìn)制程代工是賣(mài)方市場(chǎng)，產(chǎn)能長(cháng)期滿(mǎn)負荷運轉。一有先進(jìn)制程的新產(chǎn)能便被蘋(píng)果、高通、AMD、英偉達等客戶(hù)瓜分。另外，PC、服務(wù)器、高端GPU、礦機ASIC芯片等也是7nm及以下產(chǎn)能長(cháng)期供不應求的關(guān)鍵原因。

“目前高通旗艦機處理器驍龍888選用三星代工，這部分也是因為臺積電5nm芯片產(chǎn)能有限?！狈礁偙硎?。

10nm-20nm產(chǎn)能緊缺目前已經(jīng)有所緩解。14nm主要用于生產(chǎn)4G手機處理器、中低端顯卡、服務(wù)器芯片、機頂盒芯片、安防芯片、物聯(lián)網(wǎng)系統芯片等。據ICinsights數據，10-20nm產(chǎn)能占比達到38.4%，為各制程產(chǎn)能中最大占比。未來(lái)伴隨著(zhù)5G滲透率提升，4G手機需求亦將下行，該制程段的產(chǎn)能緊缺將進(jìn)一步緩解。

40-65nm工藝則長(cháng)期維持供需緊平衡。下游包括CIS（圖像傳感）芯片、WiFi藍牙芯片、閃存儲器、MCU等。無(wú)論是CIS芯片面積持續增大，還是物聯(lián)網(wǎng)需求爆發(fā)帶動(dòng)WiFi藍牙銷(xiāo)量增長(cháng)，都是這類(lèi)芯片需求的驅動(dòng)力。

據方競分析，8英寸晶圓下游主要以汽車(chē)、工業(yè)、智能手機、物聯(lián)網(wǎng)等為主。從占比來(lái)看，汽車(chē)占比為33%，工業(yè)占比為27%，智能手機19%，其它則為白色家電、PC、平板等。

根據ICInsights統計，全球8英寸產(chǎn)能排名前十的公司主要有臺積電、聯(lián)電等晶圓廠(chǎng)及意法半導體、英飛凌等公司。從晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能利用率來(lái)看，目前各大主流晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能利用率持續位于高位，如2020年4季度華虹8英寸產(chǎn)能利用率達104.4%，聯(lián)電整體產(chǎn)能利用率也在99%。

方競分析，長(cháng)期以來(lái)8英寸晶圓廠(chǎng)擴產(chǎn)動(dòng)力不足。一方面，由于12英寸晶圓相比8英寸晶圓面積更大，在材料和工藝成本適度增加的情況下可切割芯片數量越多，芯片成本可下降40%以上。另一方面，12英寸晶圓廠(chǎng)投資效率更高。

近十幾年以，越來(lái)越多的廠(chǎng)商使用20nm以下先進(jìn)制程技術(shù)生產(chǎn)IC器件，而大部分8英寸以下晶圓廠(chǎng)產(chǎn)線(xiàn)過(guò)于老舊，許多8英寸及以下晶圓廠(chǎng)關(guān)閉或升級為12英寸廠(chǎng)。

由于晶圓廠(chǎng)逐漸向12英寸升級，也使得設備供應商不再供應8英寸新設備。新建或擴產(chǎn)8英寸晶圓廠(chǎng)，只能通過(guò)購買(mǎi)二手設備的方式擴充產(chǎn)能。而二手設備供應商SurplusGlobal表示，行業(yè)需要2000-3000臺新的或翻新8英寸設備來(lái)滿(mǎn)足8英寸晶圓廠(chǎng)的需求，但可用8英寸設備不到500臺。

據ICInsights數據，2009年以來(lái)關(guān)閉或改建晶圓廠(chǎng)數量高達100家，其中8英寸25家，但更多的則是6英寸及4英寸等晶圓廠(chǎng)，數量高達64家?！?寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)停，使得需求向8寸晶圓轉移，進(jìn)一步增加8寸晶圓產(chǎn)能壓力?！狈礁偙硎?。