由台积电兴建8英寸生产线产生的思考

全球8英寸硅片现状
据semi和ic insight的数据,2017年全球晶园产能为17.9 m / wpm(百万8寸片/月,下同),其中8寸片产能约为5.2 m / wpm,而前十大8寸晶园厂产能占8寸晶园总产能的54%。
其中大中华地区8英寸晶园产能,片/月;台积电 约650k,联电 约300k,中芯国际约220k,世界先进 195k,上海华虹168k,上海先进 77k,华润上华60k及力晶科技55k。
部分idm厂8英寸及以下晶园产能,片/月;德州仪器 的400k,意法半导体 约350k,英飞凌 约250k,恩智浦 约220k及东芝 180-200k。
而从全球代工现状分析,依ic insight数据,台积电在2018年预测它的销售额可达377亿美元,而硅片年产出量为2,515万片(8英寸等值计),所以它的每个8英寸硅片平均产值为1,382美元,同样比较格罗方德为1,014美元,联电为715美元,以及中芯国际的671美元。
依ic insight数据,全球纯代工逻辑芯片,2018 q2的代工平均价格,依200mm 硅片计,0.5微米每片370美元, 0.35微米为380美元,0.18微米625美元及0.13微米为710美元。而依300mm硅片计,90nm 为每片1,800美元,65nm 为2,100美元,45/40nm 为2,655美元,28nm 为3,010美元,以及 小於等于20nm 为6,050美元。
再依2018 q3 tsmc数据,从工艺节点来看,7nm贡献了11%的收入,预计q4达20%;10nm贡献了6%的收入,自2017年q4以来,10nm的营收持续下滑;16/22nm收入占比为25%及28nm收入占比为19%。所以它的28nm及以下先进工艺占总收入比重为61%。
目前8英寸的产品订单集中在各种电源管理ic,驱动ic,指纹识别ic及cis等方面,未来预测mems,传感器,以及物联网等市场会爆发,导致8英寸硅片的市场需求仍保持稳中有升。
总体上全球8英寸硅片生产线呈以下特征:
1)由于设备大厂早已停止生产8英寸设备,市场上8英寸设备一机难求,导致全球二手设备市场价格急速上升
2)之前8英寸设备的工艺分界线在90nm,现阶段已经上移至65nm等,导致8英寸生产线的投资金额大幅上升
3) 由于10nm及7nm等的设计费用上升,导致全球fabless继续跟踪定律的产品数量减少,加上如台积电等采取从前道代工延伸至后道,采用fowlp等封装技术,把不同工艺制程的芯片,集成在一体。预测未来每一部智能型手机内将会使用超过10颗以上采用fowlp封装技术生产的芯片,称之为异质集成ic。因此工艺制程缩小的矛盾可能釆用异质集成等来解决,给8英寸硅片开辟了另一扇市场的大门。
兴建8英寸生产线的目的复杂
从台积电的盈利结构分析,目前它的60%营收依赖于28nm及以下,主要是最先进工艺制程,如它的最新7nm制程,据预测订单可达约100亿美元,与之前的28nm一样是金鸡母。
如依台积电 2017年营收321亿美元计,年产出硅片量为2350万片(8英寸计),平均每个硅片产值为1,368美元。而全球8英寸硅片的平均代工价格,按工艺不同大约在700-800美元,即便考虑台积电有综合优势,可能溢价20%,它的每片8英寸代工价格也不可能超过1,000美元。
由此表示台积电在进行8英寸代工时,它的每个硅片产值仅1,000美元,要比它的每个硅片的平均产值1,368美元低30%以上,这部分的差额将由它的最先进工艺制程代工,如10nm等代工每片10,000美元以上来补偿,同时表示它的8英寸硅片产出越多,需要补偿的金额越大。因此从田忌赛马”的逻辑,现阶段中国芯片制造业迅速扩大8英寸代工产能的思路是正确的。
按以上逻辑思维,台积电会不断地加大投资,年投入100-120亿美元,去开发最先进工艺制程来维持它的高营收,而不太可能再扩大它的8英寸产能,这也可解释为什么自2003年以来它不再继续扩充8英寸产能的源由。
那么此次重启8英寸产能扩充的可能原因是什么?
1)尽管目前台积电十分风光,全球代工市占达60%,但是不可否认尺寸缩小的路可能已走到尽头,未来技术上5nm,3nm等虽然仍能前进,但是从经济层面上已难以为继。全球fabless会更加务实,釆用各种不同制程的适用工艺。
2) 物联网、mems及传感器等市场会爆发,而目前的8英寸设备中的大部分超过15年的使用期限,部分性能可能难以达到技术上的要求。
3)中国半导体业的来势凶猛,尤其是8英寸产能扩充迅速,为了保持它的龙头地位,在8英寸生产线布局方面争个先手。
所以分析此次台积电再出手兴建8英寸生产线,它的内心肯定是复杂的。但是由于资金充沛,为了未来8芵寸代工在全球的垄断地位,下个先手可能是主要原因之一。
台积电是一家伟大而又成功的企业,源于它坚持纯代工,并深化一切服务于客户的理念,目前台积电已是全球“三甲”之一,它的市值2,200亿美元有可能超越英特尔。

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