臺積電總裁魏哲家在一年一度的供應鏈論壇上宣布將在南科6廠旁邊新建一座8英寸晶圓廠,這是繼2003年上海松江廠之后,臺積電15年來首次再興建8英寸晶圓廠。
盡管魏哲家并未透露投資的具體金額,但有業內人士預計,該晶圓廠的投資金額將超過新臺幣500億元(約合16.2億美元)。
引起業界興趣的是臺積電在先進工藝制程方面一路高歌猛進,連三星與英特爾也只能自嘆不如,它全數拿到全球7納米的市場約100-120億美元的訂單,加上未來5納米生產線于2019年4月試產,及2020年Q2量產,以及全球第一家3納米廠已通過環評,總投資194億美元,計劃2020年建廠及2022-2023年量產。
市場經濟下企業的任何決定,一定與它的利益相關,本文要分析興建8英寸生產線,它的利益點究竟在什么地方。
全球8英寸硅片現狀
據SEMI和相關數據,2017年全球晶圓產能為17.9 M / wpm(百萬8英寸片/月,下同),其中8英寸片產能約為5.2 M / wpm,而前十大8英寸晶圓廠產能占8英寸晶圓總產能的54%。
其中大中華地區8英寸晶圓產能,片/月;臺積電 約650K,聯電 約300K,中芯國際約220K,世界先進 195K,上海華虹168K,上海先進 77K,華潤上華60K及力晶科技55K。
部分IDM廠8英寸及以下晶圓產能,片/月;德州儀器 的400K,意法半導體 約350K,英飛凌 約250K,恩智浦 約220K及東芝 180-200K。
而從全球代工現狀分析,據有關數據,臺積電在2018年預測它的銷售額可達377億美元,而硅片年產出量為2,515萬片(8英寸等值計),所以它的每個8英寸硅片平均產值為1,382美元,同樣比較格芯為1,014美元,聯電為715美元,以及中芯國際的671美元。
數據顯示,全球純代工邏輯芯片,2018 Q2的代工平均價格,依200mm 硅片計,0.5微米每片370美元, 0.35微米為380美元,0.18微米625美元及0.13微米為710美元。而依300mm硅片計,90nm 為每片1,800美元,65nm 為2,100美元,45/40nm 為2,655美元,28nm 為3,010美元,以及 小於等于20nm 為6,050美元。
再依2018 Q3 TSMC數據,從工藝節點來看,7nm貢獻了11%的收入,預計Q4達20%;10nm貢獻了6%的收入,自2017年Q4以來,10nm的營收持續下滑;16/22nm收入占比為25%及28nm收入占比為19%。所以它的28nm及以下先進工藝占總收入比重為61%。
目前8英寸的產品訂單集中在各種電源管理IC,驅動IC,指紋識別IC及CIS等方面,未來預測MEMS,傳感器,以及物聯網等市場會爆發,導致8英寸硅片的市場需求仍保持穩中有升。
總體上全球8英寸硅片生產線呈以下特征:
1, 由于設備大廠早已停止生產8英寸設備,市場上8英寸設備一機難求,導致全球二手設備市場價格急速上升
2, 之前8英寸設備的工藝分界線在90nm,現階段已經上移至65nm等,導致8英寸生產線的投資金額大幅上升
3,由于10nm及7nm等的設計費用上升,導致全球fabless繼續跟蹤定律的產品數量減少,加上如臺積電等采取從前道代工延伸至后道,采用FOWLP等封裝技術,把不同工藝制程的芯片,集成在一體。預測未來每一部智能型手機內將會使用超過10顆以上采用FOWLP封裝技術生產的芯片,稱之為異質集成IC。因此工藝制程縮小的矛盾可能釆用異質集成等來解決,給8英寸硅片開辟了另一扇市場的大門。
興建8英寸生產線的目的復雜
從臺積電的盈利結構分析,目前它的60%營收依賴于28nm及以下,主要是最先進工藝制程,如它的最新7nm制程,據預測訂單可達約100億美元,與之前的28nm一樣是金雞母。
如依臺積電 2017年營收321億美元計,年產出硅片量為2350萬片(8英寸計),平均每個硅片產值為1,368美元。而全球8英寸硅片的平均代工價格,按工藝不同大約在700-800美元,即便考慮臺積電有綜合優勢,可能溢價20%,它的每片8英寸代工價格也不可能超過1,000美元。
由此表示臺積電在進行8英寸代工時,它的每個硅片產值僅1,000美元,要比它的每個硅片的平均產值1,368美元低30%以上,這部分的差額將由它的最先進工藝制程代工,如10nm等代工每片10,000美元以上來補償,同時表示它的8英寸硅片產出越多,需要補償的金額越大。因此從“田忌賽馬”的邏輯,現階段中國芯片制造業迅速擴大8英寸代工產能的思路是正確的。
按以上邏輯思維,臺積電會不斷地加大投資,年投入100-120億美元,去開發最先進工藝制程來維持它的高營收,而不太可能再擴大它的8英寸產能,這也可解釋為什么自2003年以來它不再繼續擴充8英寸產能的源由。
那么此次重啟8英寸產能擴充的可能原因是什么?
1,盡管目前臺積電十分風光,全球代工市占達60%,但是不可否認尺寸縮小的路可能已走到盡頭,未來技術上5nm,3nm等雖然仍能前進,但是從經濟層面上已難以為繼。全球fabless會更加務實,釆用各種不同制程的適用工藝。
2, 物聯網、MEMS及傳感器等市場會爆發,而目前的8英寸設備中的大部分超過15年的使用期限,部分性能可能難以達到技術上的要求。
3,中國半導體業的來勢兇猛,尤其是8英寸產能擴充迅速,為了保持它的龍頭地位,在8英寸生產線布局方面爭個先手。
所以分析此次臺積電再出手興建8英寸生產線,它的內心肯定是復雜的。但是由于資金充沛,為了未來8芵寸代工在全球的壟斷地位,下個先手可能是主要原因之一。
臺積電是一家偉大而又成功的企業,源于它堅持純代工,并深化一切服務于客戶的理念,目前臺積電已是全球“三甲”之一,它的市值2,200億美元有可能超越英特爾。
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