半导体产业链缺货、涨价行情在 8 英寸晶圆制造、封测以及 MCU、功率半导体等产业链环节逐步蔓延。

 

从电视到智能手机,从汽车到电子设备等制造商都敲响了警惕全球芯片短缺的警钟。

 


今年半导体市场已超出大众认知

今年年初还担心经济下滑导致市场萎缩,没想到的是疫情也改变了经济。

 

而半导体行业现在担心的是产能紧张,而且是全行业的,明年处理器及内存都预测会缺货到无法想象。

 

需求端的 5G 手机芯片含量较上一代大增 30%,还有电子产品、新能源汽车销量爆发。

 

反观供给端的国外晶圆大厂陆续停产,供应急剧减少,晶圆制造门槛高,无非快速恢复产能。

 

蔓延到电子产品其他部分元器件同样也跟不上供应,包括电源管理 IC、芯片组、PCB 等元器件,已经多次听到了缺货的消息。

 

而 8 英寸晶圆产能紧张也已传导至封装、设计等上下游,代工产能不足会严重影响设计产业的发展。

 

半导体产业链中的设计端和销售端增长,会传导到制造端,造成产能紧张。所以,作为应对措施,半导体产业链正在通过资本运作加深上下游绑定。

 

 

国内芯片缺货的复杂主因

对主要由亚洲公司拥有的 8 英寸芯片制造厂的投资不足,这意味着由于对 5G 手机,笔记本电脑和汽车的需求增长快于预期。

  

中国的消费需求,尤其是汽车消费,已从冠状病毒危机中迅速回升,并且仍在疫情限制下挣扎欧洲和美国地区,笔记本电脑和手机等产品的订单也有所增加。

   

其他造成芯片短缺的短期因素包括华为在 9 月中旬之前大量储备库存,当时供应商必须遵守美国的制裁措施期限前进行赶工。

  

美国还限制了中国最大的芯片制造商中芯国际获得美国先进半导体设备和原材料的能力,加剧了供应紧缩。

 

由于这些产品都争夺相同的晶圆厂资源,所有这些芯片以及其它类型的元器件的短缺也是如此。

 

 

缺芯从汽车向外蔓延

苹果 A14 芯片、苹果 M1 芯片、高通骁龙 888 芯片、PS5 和 XSX 的主芯片、AMD 锐龙 5000 处理器、AMD RX6800 显卡 GPU、英伟达 RTX30 系列显卡 GPU 等排队首发。

 

以上只是今年第四季度发布的新款芯片,客户还都是业界的巨头,需求量大得惊人,更别说之前的一些芯片还需要继续生产了。

 

这些芯片集中在一起发布和量产,初期还是需求最高的时候,很容易造成全球芯片产能不足。

 

随着苹果 iPhone12 系列产品不再标配耳机,这或将再次引起拥有类似问题的安卓厂商也相继取消有线耳机,从而使蓝牙耳机市场进入新一轮的增长,进一步提升了对于芯片的需求。

 

蓝牙主芯片缺货,诸如 NOR Flash 还有各类耳机触控压力传感器芯片也都缺货,所以说这个缺货情况是普遍而全面的。

 

目前显示面板用驱动 IC 产品出现了缺货情况,现在市场上的 MOSFET 产品普遍缺货,这导致产品价格增长,上涨幅度在 10%—20%之间。

 

市场预计,显示驱动芯片、电源管理芯片等产品的缺货情况,或将持续到 2021 年初。

 


芯片代工企业想说扩产不容易

 

对代工厂来说,扩产缺口最大的 8 英寸晶圆产线具有一定难度。

 

当前无论国际大厂台积电、联电、格芯、东部高科,还是本土厂商中芯国际、华虹半导体,都有 8 英寸晶圆产线。

 

但问题在于,代工厂对成熟工艺的扩产动力一直不强,扩充的增量一直很有限。

 

当前代工厂着手扩产,或恢复原先的 8 英寸晶圆产线,但难点在于,无论是新盖厂、利用现有厂房,都需要买机器、调适设备等复杂过程,需要约一年半的周期。

 

另一方面,扩产 8 英寸产线并不经济,相关设备的供应商已经很少,相关设备价格会很高,同时, 8 英寸晶圆售价相对偏低。所以大部分厂商扩产动力其实不大。

 

无论是是否自建产线,都蕴含风险。在传统模式下,企业产品生产和客户交付等环节都在一定程度上受到上游产能波动的影响,生产经营的自主性相对降低。

 

 

地理灾害不可控因素加剧产能困境

今年 10 月 20 日,日本知名芯片制造商 AKM 位于宫崎县延冈市的 IC 制造工厂于发生火灾,10 月 22 日又再次发生了大火,造成了巨大损失。该工厂为旭化成的三个工厂之一,是唯一负责晶圆生产的工厂,该公司表示生产恢复工作会很困难。

 

尽管 AKM 公司没有公开说明损失情况,但是其对于依赖其芯片的电子产品制造商来说,严重影响到了产品的生产。

 

今年 12 月 10 日在台湾宜兰县海域发生 5.8 级地震,依照半导体及面板厂等无尘室的防灾规范,厂区发生规模达四级地震,就必需疏散无尘室人员,以预防有毒气体、液体外泄事故发生。

 

而台湾地区聚集了台积电、联发科、日月光、联华电子、矽品等诸多半导体知名厂商,地震这种特殊的灾害情况对于精度已达到纳米级到的芯片生产来说,无疑造成了一定的影响。

 

突发地震影响下,芯片缺货情况雪上加霜情况在所难免。

 

 

半导体大厂纷纷加入拓产能大队

 

台积电今年的资本开支约为 170 亿美元,新的 8 英寸厂将在 2020 年完工,并投入量产。

 

而三星晶圆代工业务部也在针对旗下的 8 英寸晶圆厂进行自动化扩建投资,以提高生产效率。

 

但另一方面,自动化升级也有着不菲的成本。据三星估计,如果要在所有 8 英寸晶圆厂中导入自动化运输设备,可能需要万亿韩元投入。

 

中芯国际为缓解产能供不应求的状况,今年年底前公司 8 英寸的月产能会增加 3 万片,12 英寸的月产能会增加 2 万片。

 

我国考虑投产晶圆厂产能爬坡时间和在建项目建设时间,预估 2019 年至 2021 年我国 8 英寸晶圆线的年产能增速约为 10%。

 

 

受缺芯反向逆势增长的势头

今年在新冠疫情和国际复杂形势的双重影响下,众多服务行业传统制造业受到不同程度的影响,但半导体产业逆势而上,国内集成电路设计业销售规模预计 3819.4 亿元,比去年增长 23.8%,增速提升 4.1 个百分点。

 

芯片概念股股价表现突出,11 家芯片企业上市首日,有 9 家在上市首日涨幅超过了 200%,另外两家的涨幅也都超过了 100%;截止到 12 月 1 日,有 7 家企业的最高涨幅都超过了 300%。

 

国内半导体设计行业 2020 年收入同比增长 23.8%,远高于全球增速的 5.1%。销售金额过亿公司新增 51 家,达到 289 家,中国半导体设计行业在科创板高估值+进口替代需求的带动下,进入高速增长期。

 

虽然行业短期面临产能不足导致的芯片缺货问题,但包括中芯、华虹在内的各大代工厂积极发展物联网,车用,低功耗,CIS,功率等各类成熟特色平台,正在走出和台积电不同的一条发展路径。

 

 

结尾:

总之,半导体芯片的产能提升需要考虑多方面因素,建设时间长达一年,一年后需要保证有足够的需求来填补产能,这些都需要足够的资金、人才、时间甚至客户的信任,不是短时内就能搞定的。

 

不过,在一个芯片完整的生命周期里基本都会因为不同的原因碰到缺货,每次缺货也伴随着一次比较大的市场机会出现。