半导体代工：“由热变烫”格局存变

陈炳欣

近期，由于英特尔7纳米工艺受阻或将委托台积电代工等消息层出不穷，半导体领域的晶圆代工（ Foundry）模式逐渐受到追捧。晶圆代工龙头台积电的股价一路飘高，成为最高市值的半导体公司。那么，今年半导体代工市场如何？是否会替代垂直整合（IDM）模式成为发展的主流？

IDM与Foundry各有优势

尽管晶圆代工模式满足了市场的部分需求，但还谈不到将取代lDM模式。

近期，晶圃代工业热点频出，先是中芯国际在科创板上市创造6500亿元超高市值，后是台积电亦因有望获得英特尔7纳米订单，引发资本市场关注。这使得晶圆代工这个以往并不为大众熟知的产业形态，被带到了众人的眼前。

其实，不仅是中芯和台积电，近来联电（UMC）、华虹半导体等晶圆代工企业的表现也非常抢眼。由于电源管理、显示驱动和触控芯片、MCU等订单的涌人，联电订单满载，第二季度净利润达到66.8亿元新台币，大幅高于市场预估的42.6亿元新台币。华虹半导体第二季度营收和毛利率也超过预期，在IGBT、MCU和CIs等多项产品市场需求的推动下，营收达到2.254亿美元，环比实现两位数增长，达11%。在这样的大背景影响下，有媒体甚至提出，晶圆代工将替代IDM成为半导体产业发展的主流。

资料显示，晶圆代工是半导体产业中的一种营运模式，指专门进行半导体晶圆制造生产，接受其他IC设计公司的委托制造，而自己不从事设计的业态。根据半导体专家莫大康的介绍，随着芯片制造工艺的微缩、晶圆尺寸增大，晶圆厂建设费用越来越高昂，建设一间晶圆厂动辄投资上百亿美元，这不是一般中小型半导体公司所能够负担得起的。通过与代工厂合作，IC设计公司就不必负担高额的工艺研发费用与兴建费用。晶圆代工厂也可专注于制造，产能可售予多个IC设计用户，降低市场波动、产能供需失衡的风险。2019年中国大陆IC设计公司达到1780家。如此大量的IC设计公司，其中多为中小企业，它们的诞生得益于代工业的发展，同时也使得晶圆产能需求增加，有利于晶圆代工厂的发展。

尽管晶圜代工模式满足了市场的部分需求，但还谈不到将取代IDM模式。“以品牌巩固与技术掌握为前提，IDM仍是主流。然而，未来半导体市场的产品与应用将趋向多元化发展，在技术符合需求的情况下，Foundry提供的制造服务可针对客户对产品与产能的要求进行调整。此外，由于生产线产品组合多元，在制造成本管控方面，Foundry较IDM更具弹性空间。”TrendForce集邦咨询分析师徐韶甫指出。

此外，Foundry更加适合逻辑芯片的生产，以公版IP（如ARM、Synopsys等）做架构的芯片设计公司大多会选择代工。另外，那些对芯片性能演进需求较高的芯片，需要代工厂提供持续进步的工艺节点制作技术为支撑，也比较倾向于采用Foundry模式。但是仍有许多芯片制造以IDM为主体，如模拟IC、图像传感器（CIS）、存储器芯片等。从这一点来看，IDM并不会趋于弱势。

之所以晶圆代工业近期热得发烫，一方面是全球几大晶圆代工厂商的产能利用率普遍较高，这与疫情冲击之下部分IDM公司业绩下滑形成了对比。另一方面，几家主要的晶圆代工企业热点频传，引发了资本市场的关注，最终将晶圆代工推上了社会焦点。“IDM与Foundry各有优劣势，要根据产品组合与业者策略来评价，而不应一概而论，简单断言哪个会成为主流。”徐韶甫表示。

两大热点市场值得期待

从今年整体市场表现来看，晶圆代工基本处于平稳状态，并不具备大爆发的前景。

从今年整体市场表现来看，晶圆代工基本处于平稳状态，并不具备大爆发的前景。根据拓璞产业研究院的报告，2020年第一季度晶圆代工厂的订单未出现大幅度缩减，第二季度有所恢复，但下半年市场仍存在一定的变量，所以很难称整个晶圆代工市场已经恢复，具有了长期增长的需求支撑。

不过，目前晶圆代工市场存在着两个热点。首先是7纳米、5纳米等最先进工艺的需求。尽管海思从台积电的客户名单中退出，但是以赛亚研究（Isaiah Re-search）指出，台积电依靠苹果、高通、AMD、Nvidia、联发科、英特尔等大客户，能填补海思遗留的空缺，5纳米产能满载不是问题。以赛亚研究执行长曾盟斌指出，苹果对5纳米的工艺需求确实变强，除了原本的A14、A14 x应用处理嚣与MacBook所用的芯片组，苹果服务嚣CPU也将于2021年第一季度投片，评估苹果来年首季可获得台积电4万- 45万片的5纳米工艺产能，虽不到市场传闻的6万-7万片那么夸张，然而总体看来，iPhone前景相对稳健，加上非iPhone业务，台积电未来整体业绩还会有更多惊喜。

此外，8英寸的特色工艺需求再次回升，成为晶圆代工的另一个热点。去年年底，8英寸市场需求有所减缓。但是今年第二季度以来，在5G、物联网、智能汽车需求的推动下，模拟IC、IGBT、CIS等需求再次提高。与数字IC追求先进工艺不同，多数模拟IC需要采用特殊工艺，工艺节点大多是属于微米（μm）等级。因此，一般的模拟IC和功率半导体多采用8英寸厂生产。

2018年年底，台积电宣布了一项令人意外的投资，在台南科学园区兴建一座新的8英寸晶圆厂。这是他们自2003年在上海建8英寸厂之后，再次投建新的8英寸晶圆产能。其理由也相当清楚，就是特殊工艺需求强烈，需要增加新的产线。

SEMI在报告中也指出，预期到2022年间，8英寸晶圆厂产量将增加70万片，增加幅度为14%，其中MEMS和传感器元件相关的产能约增加25%，功率元件和晶圆代工产能预估将分别提高23%和18%。或呈一极两强竞争局面

台积电占据全球晶圆代工市场51.50的份额，几呈一家独大的局面。

全球晶圆代工产业在区域竞争格局方面也存在一定变量。目前晶圆代工的重心已经转移到亚洲特别是中国台湾地区。根据集邦咨询的报告，台积电占据垒球晶圆代工市场51.5%的份额，几乎呈一家独大的局面。

不过目前美国也正在努力加强其半导体制造业。莫大康指出，美国在半导体领域的优势己不如从前。相反韩国的存储嚣、中国台湾地区的代工业在先进工艺制程中开始领先，这让美国有了压力。美国半导体工业协会（ SIA）正在积极推动美国政府增加对制造业的支持。

据报道，美国政府希望为半导体制造商提供约250亿美元的援助，刺激美国半导体制造工厂的建设。而第三大晶圆代工企业格罗方德或将因此而受益。

同时，徐韶甫也指出，韩国在代工方面技术比美国高。目前，三星电子正在积极推进其逻辑芯片的制造能力。2019年，三星电子宣布计划未来十年在芯片产业将投资1160亿美元。据报道，三星电子已获得了思科系統公司和Google制造的订单。

此外，三星还从特斯拉获得了订单，定购用于自动驾驶汽车的芯片，并且还负责生产Facebook正在准备的下一代AR芯片。目前，三星电子在晶圆代工市场占据18.8%的份额，居第二位。因此，短期内中国台湾地区在代工市场领先的地位难于撼动，但是也会出现几个重点地区，呈现出一极两强的竞争局面。

此外，中国大陆也在积极推动晶圆代工的发展。SIA资料显示，2019年，全球新建的6座12英寸晶圆厂有4座是在中国大陆。徐韶甫认为，中国代工业发展前景在内需市场方面十分有优势，但在技术方面仍需加强，提供的产品规格也需拓展至高阶产品线。