從去年的年底到現(xiàn)在,產(chǎn)能不足的話題在半導(dǎo)體界聽得最頻繁,勢頭越來越差,呈現(xiàn)出一種不可控制的勢頭。此前,汽車芯片的短缺已經(jīng)經(jīng)歷了一輪,并沒有消退。最近,手機芯片的短缺和PC行業(yè)電子元器件的短缺也層出不窮。
小米(01810)中國區(qū)總裁盧偉冰,甚至表示:“今年芯片缺貨,不是做空,而是極度做空。今年不是普遍缺芯,所以我沒有定旗,也不敢保證今年的手機不會缺貨。”
電腦制造商宏碁(Acer)和關(guān)鍵技術(shù)供應(yīng)商警告稱,盡管需求強勁,但全球電子元件短缺正在加劇,這可能會阻礙今年P(guān)C行業(yè)的增長。這不禁讓人想到,為什么芯片會斷貨?缺什么籌碼?終端需求真的有那么高嗎?現(xiàn)在大家的備貨是否帶來了芯片和晶圓廠產(chǎn)能過剩的風(fēng)險?
短缺的根源
其實短缺的原因已經(jīng)說了很多遍了。作為參考,作者總結(jié)了這幾個方面:第一,新冠肺炎疫情爆發(fā)下的“家庭經(jīng)濟”加速了全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型,對云服務(wù)、服務(wù)器、筆記本電腦、游戲和醫(yī)療保健的需求持續(xù)上升,5G、物聯(lián)網(wǎng)、汽車、人工智能和機器學(xué)習(xí)的快速發(fā)展都促進了半導(dǎo)體產(chǎn)品的市場需求。
哪些芯片缺貨?
比如4G時代最多有5億個信息融合,而5G時代多達600億個信息融合,所以多達600億個設(shè)備,都需要各種IC,存儲器等。光5G手機的電源管理芯片就比4G手機多2~3倍。
其次,在中美關(guān)系的影響下,半導(dǎo)體市場加劇了供需矛盾。據(jù)統(tǒng)計,2019年,華為已經(jīng)是全球第三大芯片購買國,2019年華為半導(dǎo)體采購支出達到驚人的208.04億美元。2020年,在華為,囤積了大量芯片之后,其他手機廠商也加入了囤貨的行列,尤其是今年,5G更換之年,各大廠商都在爭奪華為可能失去的市場份額。
有業(yè)內(nèi)人士認為,廠商在產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)囤貨已經(jīng)成為大勢所趨。囤貨三個月很正常,有的廠家規(guī)模已經(jīng)接近六個月了。
當(dāng)然也有代工廠。俗話說人太多,需求不斷擴大,但產(chǎn)能并沒有增加多少。事實上,這些代工廠沒有一個能迅速擴大他們的芯片生產(chǎn)線。一方面,設(shè)備很貴,一兩天內(nèi)建不完工廠,投資成本也不小。另一方面,盲目擴張可能會因產(chǎn)能過剩而造成巨大損失。
同時,包裝廠交貨能力不足也影響了客戶端CPU、GPU以及各種消費類電子產(chǎn)品的供應(yīng)。許多廣泛使用的芯片產(chǎn)品,如DDIC(顯示驅(qū)動芯片)和TDDI(觸摸和顯示驅(qū)動集成芯片),都是通過引線鍵合來封裝的。去年,一些個人電腦制造商抱怨說,第四季度DDIC和TDDI的短缺影響了顯示器和筆記本電腦的裝運。
除了引線鍵合能力不足對芯片封裝的影響外,封裝載板尤其是ABF基板的短缺也成為芯片封裝能力不足的原因之一。近年來,隨著5G和AI的興起,節(jié)能應(yīng)用越來越多,對ABF的需求回歸。從去年下半年開始,ABF開利板的供需開始吃緊。
最缺什么籌碼?
總體來說,在汽車領(lǐng)域,主要涉及ESP(電子穩(wěn)定程序系統(tǒng))和ECU(電子控制單元),直接導(dǎo)致車載電腦模塊無法正常生產(chǎn)。個別電子元件芯片的供應(yīng)數(shù)量確實短缺。特別是今年年初以來,很多汽車廠商都推出了新的智能車。與傳統(tǒng)汽車相比,智能汽車對高性能芯片的需求大幅增加。例如,傳統(tǒng)汽車有超過
在電腦芯片領(lǐng)域,電腦廠商宏碁聲稱“短缺的原因不是價值100美元或200美元的中央處理器(CPU)、圖形處理器等核心芯片,而是不值任何錢的配套芯片。但設(shè)備和電腦還是需要這些配套芯片來完成。”事實上,從去年下半年開始,PC行業(yè)就開始苦于各種組件的短缺,從WiFi和電源管理芯片到圖像傳感器、音頻相關(guān)組件和顯示器,再到各個領(lǐng)域。今年年初,汽車行業(yè)對更多芯片的需求進一步收緊了供應(yīng)。
追溯最本質(zhì)的原因,無論是單片機、射頻芯片、指紋芯片、圖像芯片、傳感器還是電源管理芯片,這些芯片基本都采用8寸晶圓制造工藝,8寸晶圓產(chǎn)能緊張,無法維持正常供應(yīng)成為主要因素。事實上,8英寸晶圓的生產(chǎn)能力緊張也與近年來半導(dǎo)體行業(yè)對先進制造工藝的追求有關(guān)。力晶集團創(chuàng)始人黃崇仁,在接受采訪時指出,從2016年到2019年,全球鑄造業(yè)務(wù)非常穩(wěn)定,只有臺積電的先進制造工藝一直在增長。因此,在過去,幾乎沒有人在超過40納米的成熟工藝中擴大生產(chǎn)。原本希望中國大陸產(chǎn)能上升,但也被美國政府打壓,沒有新產(chǎn)能出來?,F(xiàn)在大家都不愿意在老8寸廠擴大成熟工藝的產(chǎn)能。
當(dāng)然,如上所述,組件的短缺已經(jīng)超過了半導(dǎo)體,并蔓延到基板材料如味之素堆疊膜(稱為ABF),這是一個連鎖反應(yīng)。如此前所未有的商品短缺,不可避免地給行業(yè)帶來了許多新的變化,也帶來了一些隱患。
未來會不會出現(xiàn)產(chǎn)能過剩?
剛經(jīng)歷過疫情的人一定對疫情期間搶購口罩、防護服等產(chǎn)品印象深刻。當(dāng)時,中國誕生了許多制造防護產(chǎn)品的企業(yè),甚至有些企業(yè)購買機器進行生產(chǎn)。然而,到目前為止,整個產(chǎn)業(yè)鏈都處于過剩狀態(tài)。2019年,中國熔噴非織造布的總產(chǎn)能不到6萬噸。2020年,只有中石化從2月份開始建設(shè)16條熔噴生產(chǎn)線,年產(chǎn)量超過1萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計,熔噴非織造布年產(chǎn)量至少50萬噸。
受年初疫情影響,國內(nèi)很多生產(chǎn)企業(yè)都在增加生產(chǎn)線。大規(guī)模布局造成防護服面料、手術(shù)服面料、手術(shù)床單面料等大規(guī)模產(chǎn)業(yè)過剩。除了熔噴纖維。
吸取過去的教訓(xùn),難免有人擔(dān)心行業(yè)是否需要新建八寸工廠,是否需要重新生產(chǎn)八寸設(shè)備,終端需求是否真的那么高。首先,我們來看看行業(yè)的現(xiàn)狀。數(shù)據(jù)顯示,大部分8寸晶圓代工廠建造較早,大部分都運行了10年以上。有些設(shè)備太舊或難以維修。同時,由于目前12英寸晶圓代工廠的巨額資金支出,一些廠商已經(jīng)停止了8英寸晶圓生產(chǎn)線,使得相關(guān)設(shè)備供應(yīng)商缺乏開發(fā)生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的積極性。
相關(guān)人士指出,行業(yè)很早就開始從關(guān)閉的工廠購買二手設(shè)備,但二手設(shè)備最終售罄。
目前現(xiàn)有的8寸晶圓廠大部分已經(jīng)貶值,在市場容量不足和漲價效應(yīng)下,更有經(jīng)濟效益。然而,如果我們急于建造一個新的8英寸晶圓廠,不僅需要大量的資本投資,而且即使建造起來,也需要兩三年才能大規(guī)模生產(chǎn)。市場需求是否像現(xiàn)在這樣強勁,將是一個需要考慮的問題。如果量產(chǎn)后市場需求不足,產(chǎn)能利用率低,折舊費用高,會造成很大的損失。
這次漲價狂歡的背后,晶圓廠的交易可能會帶來風(fēng)險,下游中小型設(shè)計公司的未來可謂慘淡。目前國內(nèi)設(shè)計公司數(shù)量不斷增加,對晶圓產(chǎn)能尤其是小批量晶圓產(chǎn)能的需求也會增加。目前在晶圓廠產(chǎn)能如此短缺的情況下,中小型設(shè)計公司完全沒有議價能力,產(chǎn)能基本掌握在大公司手中。這種小批量需求對晶圓廠的長期產(chǎn)能規(guī)劃有相當(dāng)大的影響。如何滿足國內(nèi)大量中小型設(shè)計公司的需求,可能是晶圓廠能力建設(shè)后需要考慮的一個因素。
華為,的創(chuàng)始人和總統(tǒng)任正非,似乎已經(jīng)預(yù)測到了這個結(jié)果。他曾在一次媒體采訪中指出:“未來世界出現(xiàn)芯片過剩時,我想會有人要求我們購買芯片。”在他看來,籌碼過剩似乎是必然的結(jié)果。
但無論如何,就目前而言,商人逐利是天性。我們已經(jīng)看到一些制造商
他們的決定也可以追溯到:在所謂的高價下,一定有勇者。據(jù)悉,某晶圓舞臺企業(yè)正在提前預(yù)售2021年第二季度的8寸晶圓代工廠產(chǎn)能,以“競價”的形式,由出價最高者獲得。加價幅度為30%-40%。同時,為了鞏固電源管理IC產(chǎn)能,某設(shè)計公司自掏腰包購買半導(dǎo)體設(shè)備16.2億新臺幣,租給晶圓代工廠搶占產(chǎn)能。
另一方面,新謀研究院首席分析師顧文軍,曾評論道:“產(chǎn)能緊張。簡單來說,從供需角度看,需求有所增加,但主要原因可能還是供給不足,特別是在中國。8寸已經(jīng)緊張了十年,未來十年還會緊張。”晶圓代工廠李典董事長黃崇仁,曾表示:未來五年,晶圓代工廠產(chǎn)能將是兵家必爭之地,沒有產(chǎn)能的IC設(shè)計工廠將非常艱難。所以,似乎不用太擔(dān)心兩三年后需求會不會旺盛。
同時,根據(jù)SEMI的預(yù)測,從2019年到2022年,全球8英寸晶圓產(chǎn)量將增加70萬片,增長14%,年均增長率約為4.5%;其中,MEMS傳感器相關(guān)容量增長25%左右,功率器件容量增長23%左右,年增長率6%左右。未來幾年,全球晶圓產(chǎn)能將推升至每月近650萬片??傮w而言,8英寸晶圓的供應(yīng)增長滯后于市場需求增長,在許多子行業(yè)中差距更加明顯。這也在一定程度上表明,8英寸晶圓仍有巨大的增長空間。與此同時,據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,申請材料顯示,Lam和東電為進入新的8寸設(shè)備付出了巨大努力,有的是自己制造的,有的是授權(quán)給OEM的技術(shù)。這也將使8英寸工廠的建設(shè)更加順利。之后作者問了一位業(yè)內(nèi)資深人士,他對于建廠買設(shè)備的問題的回答是“有必要”。
說到底
無論是筆記本、手機、平板、汽車、服務(wù)器還是相機芯片,對這些芯片的需求爆發(fā)最終會落在全球幾家代工廠唯一的生產(chǎn)線上。但這些大芯片代工廠因為芯片需求意外激增,多年來沒有投入太多資金進行工廠擴建,這是今年芯片越來越緊缺的根本原因。在這場缺貨狂歡中,供應(yīng)鏈上游的廠商必然會賺很多錢,但不計后果的投資和生產(chǎn)擴張也會讓未來需要承擔(dān)的風(fēng)險越來越大。