缺貨、漲價風起云涌,8 寸晶圓產能短缺為主因 2017 年底開始 MOSFET、 IGBT、整流管、數字/通用晶體管等產品整體交貨期均有延長趨勢,與16年缺貨的存儲芯片、上游硅片不同,17年底缺貨品類有一個共性,即主要由8寸及以下晶圓制造廠生產。因此我們深入探究8寸晶圓代工漲價背后的產業運行邏輯并對行業發展前景進行研判。以及全球8寸晶圓產能緊缺的大背景下帶給國內半導體產業的發展。
多因素驅動,8 寸晶圓廠供需趨緊
核心設備的緊缺是 8 寸晶圓產能擴張的瓶頸,多數8寸晶圓廠建廠時間較早,運行時間長達十年以上,8寸晶圓廠的部分設備太老舊或者難以修復,同時由于當前12寸晶圓廠資本支出規模巨大,部分廠商停止 了8寸晶圓的生產銷售,8寸晶圓產線設備主要來自二手市場,多來自從8寸向12寸 升級的內存廠商,如三星和海力士,目前舊設備市場資源逐漸枯竭,因此2014年后。
8 寸硅片緊缺或將成為晶圓產能完全釋放的阻礙
硅片是半導體產品最基礎的原材料,由于不可替代性而緊扼全球晶圓廠的產能, 硅片在晶圓產品成本中的占比與晶圓廠設備折舊有關。根據SEMI的數據,2017年全球硅片市場規模約為75.8億美元,占晶圓制造材料市場的29.8%。
不同晶圓廠的折舊金額對成本的影響較大,因此不同折舊比例下硅片在總成本 中的比例差別較大,以聯電、世界先進、先進半導體、華虹半導體為例,聯電和華 虹半導體由于近年來有進行擴產,因此折舊在總成本中占比較高,硅片成本對總成 本影響較小,而先進半導體、世界先進折舊在總成本中占比較小,因此總成本對硅 片成本較為敏感。而大部分8寸晶圓廠已折舊完畢,因此8寸晶圓廠對硅片的價格較為敏感。
制造方單一,前五大廠商合計市場占有率超過90%
供給方面,硅片的供應商主要有日本信越、SUMCO、臺灣的環球晶圓、德國的 Silitronic、韓國SK Siltron等,前五大廠商合計市場占有率超過90%。此外,臺灣的 合晶科技、Ferrotec也是8寸硅片的重要供應商。2017年底全球8寸硅片產能約為5.4 M / wpm。
漲價幅度有限和擴產周期的雙重限制下, 8寸硅片緊張的態勢短期內無法有效緩解。
雖然2017年以來8寸硅片價格上漲10%以上,但是從長周期來看當前8寸硅片價格仍處于歷史低位,從2007年至今8寸硅片價格下降約40%,大部分硅片廠的8寸硅 片產品已虧損多年,因此即使8寸硅片價格上漲,硅片巨頭的擴產意愿仍較小。另外 硅片的擴產周期至少一年及以上,因此我們認為短期內8寸硅片短缺、價格上漲的態勢將會延續,硅片產能短缺或許將成為限制下游8寸晶圓廠產能完全釋放的瓶頸。
需求端 汽車和工業領域對晶圓產能需求拉動明顯
下游:汽車電子及物聯網中應用的芯片,包括先進輔助駕駛系統及感測器、車用電流控制IC、物聯網MCU等在8寸晶圓廠中大量投產,使得2016年下半年開始8 寸晶圓廠的投片量快速提升。
根據SIA的數據,2017年除存儲器外的半導體銷售額增速為9%,而應用于汽車、工業領域的non-memory半導體月度銷售額同比增速均在10%以上,遠遠高于全球半導體銷售額的整體增速,可見汽車和工業正在成為全球半導體高成長的下游應用領域。以汽車為例,隨著電動化和智能化的提升,單部汽車對半導體的需求正在逐步提升,比如單部電動車Tesla Mobel X中 的半導體約需要一塊8寸晶圓。根據strategy analytics的數據,單部汽車中半導體價值量從2016年的317美元提升至2017年的330美元,同比增速達 4.1%。
具體來看應用于汽車和工業領域的半導體產品對晶圓的產能需求,根據IHS 的數據,2017年汽車和工業對晶圓的需求面積較2016年增長11.1%。