解读晶圆代工厂2018年的挑战,GlobalFoundries/Intel/三星/台积电都在预谋啥?

2017-12-28 16:34:45 来源:EEFOCUS
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预计2018年晶圆代工业务将实现稳定增长,但增长背后存在若干挑战。

 

在全球晶圆代工巨头方面,GlobalFoundries、Intel、Samsung和TSMC正在从16nm / 14nm向10nm / 7nm节点迁移。分析师表示,英特尔已经遇到了一些困难,因为这家芯片巨头从2017年下半年至2018年上半年刚推出了新的10nm制程。此外时间也将会证明其他芯片制造商是否会在10/7nm节点下完成平稳或粗糙的过渡。

 

不仅如此,另外几家代工厂也正在抓紧推出22nm工艺,不过目前这种技术的需求前景不算很明朗。重要的是,代工厂商看到了8英寸晶圆的巨大需求,然而2018年,8英寸晶圆的需求依旧很短缺。

 

尽管如此,这个行业也没有想象的那么悲观,据Semico Research的分析师Joanne Itow透露,代工业务预计继续保持稳定增长(2018年将比2017年增长8%)。这与2017年的增长预测完全一致。

 

“增长的驱动因素包括人工智能、汽车和传感器,”分析师说:“尽管智能手机销量的增长速度已经放缓,但智能手机的BOM仍然是代工业务中最重要的部分。其中包括传感器、处理器、图像传感器、无线和模拟射频。”

 

代工厂也在关注高性能计算、电力电子甚至加密货币的增长。中国市场是最值得关注的,许多代工厂都在扩大或建造新的晶圆厂。

 

根据研究公司TrendForce的数据,在全球晶圆代工市场中,台积电继续占主导地位(2017年占有55.9%的份额)。根据该公司的数据,GlobalFoundries排在第二位,联电,三星,中芯,TowerJazz,力晶,先锋,华虹和东部紧随其后。

 

图1:按收入排名前十的代工厂商(三星,力晶的数据属于预估)。来源:TrendForce

 

更多数据

世界半导体贸易统计公司(WSTS)最近预测,2017年半导体市场将达到4090亿美元,比2016年增长20.6%。收入增长是由于DRAM平均销售价格的上涨。以及对于模拟,闪存和逻辑的强劲需求。

 

WSTS预计2018年IC产业市场将达到4370亿美元,比2017年增长7%。根据VLSI Research的统计,2018年IC总体预计增长7.1%,而2017年为12.8%。

 

多年来,IC产业一直围绕着摩尔定律(晶体管密度每18个月翻一番)处于不断变化中。根据这个定律,芯片制造商每18个月就会推出一项新工艺,表面上是为了降低晶体管的成本。

 

目前来看,摩尔定律仍然是可行的,不过它正在经历新的发展。每经历一个新的节点,流程成本和复杂性都在急剧上升,因此,一个完全扩展的节点节奏已经从18个月延长到2.5年或更长的时间。此外,更少的代工业务客户能负担起往高级节点跃迁的能力。根据Gartner的数据,一款16nm/14nm芯片的芯片设计成本约为8000万美元,28nm芯片的芯片设计成本为3000万美元。相比之下,设计一个7nm芯片则要花费2.71亿美元。

 

和以往一样,手机仍是芯片业的最大市场。根据IC Insights的数据,手机IC销售占IC市场总收入的25%,预计2018年将达到973亿美元,比2017年增长8%。 该机构还认为,个人电脑相关芯片是第二大IC市场,预计2018年将增长5%,达到726亿美元。

 

其他市场增速更为惊人。例如,汽车IC销售额预计在2018年将增长16%,达到324亿美元; 到2018年,与物联网相关的IC销售额将增长16%,达到约168亿美元。

 

图2:IC领域的市场增长情况(以十亿美元计)。数据来源IC Insights

 

“越来越多的客户正在重新定义他们的产品组合,以适应物联网、汽车市场,”UMC美国销售副总裁Walter Ng说:“就拿汽车领域来说,信息娱乐、数据安全和先进操作功能的进步,正在增加对MCUs的需求,其集成了嵌入式非易失性存储器、RF元件和MEMS传感器。

 

Walter Ng还表示:“在物联网领域,我们看到了许多不同类型的设备,但主要关注的焦点似乎是将MCU与多协议通信集成在一起的IC,包括Wi-Fi,蓝牙甚至Zigbee。我们也看到了企业对家庭自动化的巨大兴趣。”

 

考虑到这些增长驱动因素,代工厂商必须开发更多不同的工艺来满足客户日益增长的需求。 GlobalFoundries首席技术官Gary Patton表示:“一个技术平台能满足从高端IBM z系统(大型机)一直到电池供电的物联网设备,这显然是不切实际的。”

 

为了满足这些需求,晶圆厂必须每年增加他们的资本支出和研发支出。但是只有少数的晶圆厂有开发多种技术的资源。规模较小的公司当然也是可行的,不过他们对市场必须更专一。

 

除了研发资本的支出,还有一些晶圆代工厂需要面对的挑战:

 

•经济和政治问题可能影响电子行业。

•低迷的需求和库存问题往往会在第一季度出现,这可能会在随后的季度中持续存在。

•集成电路业务正在进行一波并购活动。整合的结果则是代工厂商的客户群缩减。

•硅片的可用性令人担忧。在多年的供应过剩之后,硅片供应商看到了新的需求。但是,供应商并没有对新工厂进行投资,许多公司已经提高了价格。

•封装测试供应链是晶圆厂的另一个问题。对芯片需求的上升导致了制造能力、各种封装类型甚至一些设备的短缺。

 
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