智东西2020-12-13 19:43:22
![]() 跟随摩尔定律演进,集成电路制造所用的主流晶圆直径从 4 英寸、6 英寸、8 英寸到12 英寸。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的单位成本越低,因此晶圆持续向大尺寸发展。 尺寸演变节奏上,1980 年代以 4 英寸硅片为主流,1990 年代是 6 英寸占主流,2000 年代 8 英寸占主流,2002 年英特尔与 IBM 首先建成 12 英寸生产线,到 2005年 12 英寸硅片的市场份额已占 20%,2008 年升至 30%,2008 年以来 12 寸成为晶圆主要尺寸,2017 年继续上升至 66.01%。据 SEMI 统计,2019 年,全球 12 英寸半导体硅片出货面积占全部半导体硅片出货面积的 67.22%。 现在,8 英寸和12 英寸晶圆是主流配置。8 英寸主要用于成熟制程及特种制程,在应用端,对 8 英寸晶圆代工的强劲需求主要来源于功率器件、电源管理 IC、影像传感器、指纹识别芯片和显示驱动 IC 等;12 英寸主要适用于 28nm 以下的先进制程,主要成长动力来自于存储和逻辑芯片。 8 英寸产线因折旧完毕具有成本优势,同时在模拟电路、高功率等晶圆生产具有优势。据 SEMI最新报告,2019 年底有 15 个新 Fab 厂开工建设,总投资金额达 380 亿美元,其中约有一半用于 8 英寸晶圆尺寸。IC Insights 预计未来 2 年,8 寸晶圆产能预计维持 23%左右市占率。 8 寸硅片目前主要用于指纹识别芯片、电源管理芯片、功率器件、微控制器等半导体产品的生产。2016 年以来,随着存储计算、边缘计算、物联网等新应用的兴起带动了 NOR Flash、指纹识别芯片、电源芯片等产品对8 寸晶圆的需求,汽车电子兴起带动功率器件需求,市场随之出现供应紧张状态。2017Q2起,8 寸硅片的需求开始超过产能,8 寸硅片的供给开始趋紧。 本期的智能内参,我们推荐东方证券的研究报告《8 寸晶圆制造高景气有望持续》和申万宏源的报告《半导体硅片行业全攻略》,深入分析半导体行业的现状,尤其是8英寸晶圆需求旺盛引起的产能紧张,预测未来整体半导体市场的发展趋势。 本期内参来源:东方证券 申万宏源 原标题: 《8 寸晶圆制造高景气有望持续》 《半导体硅片行业全攻略》 作者:蒯剑 杨海燕 等
一、从过去十年看晶圆行业波动周期硅晶圆制造业产业于整个半导体产业架构中材料供应角色,随着半导体产业的蓬勃发展,对硅晶圆材料之需求亦急速增加。半导体行业呈周期性波动和螺旋式上升的趋势,半导体硅片行业的市场波动基本同步于整个半导体行业的波动周期。 ![]() 2013-2019,全球 12”硅晶圆月出货量从 4KK 提升到 6KK 2009-2019 年间,硅晶圆市场规模高增时段为 2010 年、2014 年、2016-2018 年;显著下降期为 2011-2013 年。 ![]() 全球半导体及硅片市场规模(亿美元) 2009-2010 年,金融危机的半导体市场与硅片市场快速复苏。2008 年,受金融危机影响,半导体硅片市场自 2008 年 9 月起大幅下滑,直到 2009Q1 触底反弹,随后缓慢复苏。2009-2010 年间,经济刺激政策促进全球经济复苏,半导体市场持续增长。 2011-2013 年,日元连续大幅贬值,硅片市场与半导体市场规模趋势背离。2011-2013年间,受益于智能手机与平板电脑普及,半导体市场规模温和上涨,但美元对日元汇率分别上涨 12.8%、21.4%、13.7%,且从整体供应厂商结构来看,日厂占整体硅晶圆比重五成以上,致硅晶圆市场规模连续下滑。从下游看来,智能手机与平板市场持续增长,个人电脑市场增长缓慢,其他消费电子产品需求熄火。微处理器、功率半导体量下降,8 寸硅片需求迅速下降。 2013-2015H1,中低端智能手机普及,半导体市场规模再次成长。受惠于智能手机与平板计算机等手持装置需求提升,尤其是中低阶手机下半年出货量高于高阶机种,半导体产业景气自 2013 年起逐渐复苏。2014 年在行动智能装置出货量持续呈现成长态势,特别是中低阶市场的拉抬,且汽车电子需求也呈现稳定增长,以及对全球宏观经济情势改善的预期之下,2014 年全球半导体销售额成长力道亦有所增强。 内存、处理器及通讯芯片等 IC零组件持续供不应求,让各半导体厂的产能利用率居高不下,也间接使得半导体材料持续成长,尤其半导体 12 吋硅晶圆需求更为显着;8 吋晶圆的需求中电源管理、指纹辨识、LCD驱动和车用电子等,目前没有向上升级到 12 吋必要,也导致需求大增。在这样快速增长的情况下,全球的大硅片依然显得供不应求。 2013-2015Q2,硅片同比出货量均维持了高景气度,全球12 寸硅晶圆出货量从2013Q1约 3.6KK/M,增至2015Q2出货量5.2KK/M,增长约 40%。但硅晶圆厂 2013 年度开工率环比下降 1pct,且 DRAM、NAND 均大幅降价,因此 2013-2015H1 半导体市场规模及硅晶圆市场规模仅发生微小变化。 2015H2-2016H1,硅晶圆市场需求盘整期。NAND 价格于 2015 年触底反弹,DRAM价格直到 2016 年 5 月才有起色。2016 年,由于功率组件(MOSFET、Schottky)等产品需求强劲,中小尺寸产品全年皆维持近乎满产能生产,但全球智能型手机及 PC 并未见明显成长,因此大尺寸(8″&12″)产品表现持平。 2016H2-2018 年,半导体与硅晶圆市场再度成长,硅晶圆大厂盈利均显著改善。2016Q2 智能手机库存调整结束,晶圆厂景气复苏;自 2016Q4 起,8”及 12”硅晶圆库存均快速下调,硅晶圆需求增长显著。2018 年初,主要硅片厂商纷纷将价格上调了 10~20%,SUMCO 将 12 英寸硅片价格上调了 20%,相比 2016 年底增幅达 60%。2016-2018 年在此背景下,硅晶圆大厂营业利润率连续攀升。 ![]() 硅晶圆大厂营业利润率历史波动(%) 半导体市场在 2019 年受到内存市场需求不振与平均售价(ASP)下滑等因素影响,加上贸易战争及地缘政治带来的不确定性,使得全球总体经济与半导体市场规模萎缩。从产品角度,2019 年逻辑器件需求已稳定,存储仍在调库存。2019Q4 季度,8”及 12”硅晶圆市场需求均见底,自 2020Q1 起 200mm/300mm 需求稳步回升。 ![]() 全球主要科技硬件行业上市公司 2019Q4 以来平均存货水平有所上升 ![]() 科技硬件行业主要上市公司平均存货周转天数 2019Q4 以来无明显变化 从主要整机厂商平均存货水平来看,从 2019Q4 到 2020Q3,平均存货水平由 33.6 亿美元上升至 38.4亿美元,上升幅度为 14%。平均存货周转天数在 2019Q4 到 2020Q3 仅由 54 天上升至 56 天,上升幅度仅为 4%。 ![]() 整机厂商平均存货周转天数有一定幅度上升 从全球主要半导体厂商平均存货水平来看,从 2019Q4 到 2020Q3,平均存货水平由 7.7 亿美元上升至 9.4 亿美元,上升幅度为 22%。从平均存货周转天数的角度来看,2019Q4 到 2020Q3 由 92 天下降至 88 天,说明虽然存货在一定的扩张,但是存货的扩张速度并不能满足规模扩张的需求。 当前科技硬件产业整体的真实情况为:下游需求增长带动整机厂商规模扩张、备货同比例增加;整机厂商对于半导体的需求快速增长带动半导体厂商规模扩张、备货增加,但备货增加速度已不能满足规模扩张需要。在 5G、IoT、汽车电子、云计算的大趋势下,半导体需求的进一步提升,以及疫情后全球经济的复苏,市场供不应求的情况料将持续。 世界半导体贸易统计组织 WSTS 在 12 月 1 日更新了半导体市场预测,2020 年全球半导体产值将同比上升 5.1%,2021 年相对 2020 年将同比上升 8.4%,呈现加速上行态势。 ![]() WSTS 预计 20-21 年半导体市场将呈现加速增长态势
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