半導體製造企業開啟軍備競賽
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半導體產業經歷了2019年的低迷,但其在2020年的潛力卻被很多業內人士看好。
摩根大通分析師Harlan Sur在其於去年年底發布的一則研究報告中指出,半導體市場將於2020年復甦,預測到 2020 年半導體產業整體營收將增長4至7%,利潤也將增長8至12%。
同時,伴隨著類似5G、人工智慧和HPC等應用的崛起,很多廠商也在近期加大了他們在半導體業務上的投資。
從他們的投資方向上看,又能讓我們窺見哪些市場信息?
晶圓代工廠不惜彈藥
在製造工藝演進到10nm之後,晶圓廠都在為摩爾定律的繼續前進而做各種各樣的努力,EUV則是被看作的第一個倚仗。
而從EUV光刻機ASML的財務數據我們可以看到,其2019年Q4季度的財報中顯示,ASML全年EUV光刻機訂單量達到了62億歐元,總計出貨了26台EUV光刻機,比2018年的18台有了明顯增長,使得EUV光刻機的營收占比也從23%提升到了31%。
同時,ASML還預計2020年,公司將交付35台EUV光刻機,2021年則會達到45台到50台的交付量,是2019年的兩倍左右。
除了光刻機外,其他如刻蝕機等設備購買、工藝研發也都需要大量的資金,這就驅使這些廠商揮起了「金元大棒」。
—2019年二季度,台積電就宣布其利用EUV技術的7nm增強版(7nm+)開始量產,這是台積電第一次、也是行業第一次量產EUV極紫外光刻技術。
根據台積電的發展進程來看,其7nm以下的工藝也將導入EUV技術。
據台灣媒體報導,台積電5nm製程將於今年第二季度量產。
據台積電介紹, 5nm是台積公司第二代使用極紫外光(EUV)技術的製程,其已展現優異的光學能力與符合預期的良好晶片良率。
據悉,其 5nm
已於2019年三月進入試產階段,預計將於2020年開始量產。
同時,我們也知道,台積電的多條產業已處於滿載狀態,訂單供不應求,為了確保接下來7nm、5nm的供應,台積電也正在加快設備購買,除了ASML以外,受益的廠商還包括了KLA科磊、應用材料等公司。
而根據台積電的投資計劃中看,台積電在2020年的投資將達到150-160億美元,也是台積電史上最高的資本支出。
據悉,在他們的投入中,80%的開支會用於先進產能擴增,包括7nm、5nm及3nm,另外20%主要用於先進封裝及特殊製程。
而先進工藝中所用到的EUV極紫外光刻機,一台設備的單價就可以達到1.2億美元,可見半導體設備也將是其投資中很重要的一部分。
其次,人力成本也是台積電在先進工藝上的又一重要投入。
據相關媒體報導顯示,台積電在勞動部「台灣就業通」網站大舉徵才超過1,500多個職缺,涵蓋半導體工程師、設備工程師、光學工程師及製程技術員等,以支持5nm的發展。
為了保證資金充足,台積電甚至多年來首次對外公開募資20億美元,以充實其彈藥庫。
而一直將超越台積電視為發展目標的三星,近年來也在先進工藝上不斷砸下重金。
根據三星的規劃,他們打算在未來十年投資1160億美元,力爭成為世界級的存儲晶片、邏輯晶片領導者。
按照三星的計劃,當中有636億是用來做技術研發的,另外的五百多億是建設晶圓廠基礎設施。
在這些銀元的支持下,三星也開啟了「買買買」。
在去年年底被傳向ASML下了一個15台EUV光刻機訂單後,今年一月,又有纖細表示三星計劃斥資33.8億美元採購20台EUV光刻機。
據報導,這批EUV設備不僅會用於7/5nm等邏輯工藝,還會用在DRAM內存晶片生產上。
早前,三星還宣布,其位於華城的V1工廠已經開始量產。
據悉,V1廠為三星第一條專門生產EUV技術的生產線,該工廠已經開始量產的產品為7nm 7LPP、6nm 6LPP工藝。
按照三星的計劃,到2020年底V1生產線投資金額將達到60億美元,7nm以及先進位程產能將比去年增加3倍。
在頭部晶圓代工廠商在7nm、5nm,甚至是3nm上交鋒的同時,大陸晶圓代工廠則在14nm工藝上取得了不錯的成績。
14nm雖然不是目前最先進的工藝,但其可用於中高端AP/SoC、GPU、HPC、高性能ASIC、FPGA等製造環節,這些場景正符合未來人工智慧及物聯網的核心應用需求。
因此,14nm還有很大的市場潛力。
大陸代工廠也為14nm和下一階段的先進工藝進行了大量的投入。
2月18日,中芯國際對外披露了去年的重要設備交易,公告稱,2019年3月12日至2020年2月17日,公司向泛林團體發出了用於生產晶圓的機器訂單,購買單總價約6億美元。
根據公告,此次購買設備是為了應對客戶的需要,擴大其產能、把握市場商機及增長。
根據中芯國際的發展進程來看,除了14nm及改進型12nm工藝之外,今年底前中芯國際還會試產N+1代工藝,據中芯國際在其Q4財報會議上的消息顯示,N+1和7nm工藝非常相似,唯一區別在於性能方面,N+1工藝的提升較小,市場基準的性能提升應該是35%。
為了獲得更好的支持,中芯國際也在早前發行了六億美元的債券。
至於如華虹和華潤微電子等廠商為了擴展其產能,斥巨資去興建新的晶圓廠,這樣算是積極投資的一種。
因為涉及的項目眾多,我們就不在這一一列舉。
封測行業也開啟競爭
除晶圓代工廠在加大投入外,封測企業在近期也紛紛傳出了擴產的消息。
就目前封測市場來看,封測行業市場主要集中於台灣(54%)、美國(17%)和中國大陸(12%),台灣方面有日月光、京元電以及力成;美國方面有安靠(Amkor);中國則有長電科技、通富微電、天水華天。
根據目前市場消息來看,2020年5G手機將會出現在市場當中。
而5G手機中將用到的毫米波天線模塊封測的需求將被釋放出來。
因此,有業內人員認為,天線封裝(AiP)與測試成為全球先進封測從業者重心之一。
2018年下半,日月光高雄廠已經砸下重金建構兩座專門針對5G毫米波高頻天線、射頻元件特性封測的整體量測環境。
另據經濟日報消息顯示,蘋果將於今年下半年推出的新款5G規格iPhone,初期將採用5G毫米波的封裝技術,可望貢獻日月光約一成的營收成長動能。
此外,日月光也將於今年擴充其K25
廠,日月光K25於2018年4動工,總投資金額達新台幣125億元,預計2020年完工。
日月光表示,K25廠房是日月光推動的5年6廠投資計劃之一,將專攻高端的3C、通信、車用、消費性電子、以及繪圖晶片等應用領域。
台灣另外兩座封測廠,京元電和力成在2020年也會有新的工廠落成。
其中,京元電銅鑼三廠已經開始設備安裝調試,預計2020年首季完工啟用,主要以自行開發的測試設備為主,未來新廠依不同測試平台需求,預期可增設800~1000台測試設備。
據悉,其自研的測試設備可用於各種SOC產品、記憶體產品、CIS感測元件、面板驅動IC、射頻元件、功率管理元件和混合訊號產品。
目前,其來自自研測試設備的營收已逾集團合併營收總額的20%以上。
此外,力成的竹科三廠總投資金額達新台幣500億元,預計2020年上半年完工、同年下半年裝機量產。
竹科三廠將成為全球首座面板級扇出型封裝製程的量產基地,預期月產能將可達約5萬片,約與15萬片12吋晶圓相當。
此外,先進封裝的新進玩家台積電方面也傳出了新廠消息。
據相關報導顯示,2019年11月台積電竹南先進封測廠通過環評,並將在2020年上半年開工建設,投資約700億新台幣。
預計竹南廠未來將以 3D IC 封裝及測試產能為主,提供主要客戶利用封裝完成異構晶片整合。
美國封測方面,在Amkor
2019年Q4季度的財報中,Amkor曾表示,在2019年中他們許多先進技術都遷移到了新的大批量市場中。
一個例子就是Amkor的高級SiP技術,該技術現在在消費類和汽車市場上已經站穩了腳跟。
另一個例子是,Amkor的晶圓級扇出技術現已部署在汽車雷達以及智慧型手機應用中。
在投資方面,Amkor計劃在2020年支出的5.5億美元中,其中,60%以上將用於擴大高級封裝產能(晶圓級,倒裝晶片產品的高級系統和封裝)。
另外,公司還計劃將超過30%的資金用於設備的質量改善和研發上。
其餘部分將用於引線鍵合封裝產能的擴張。
中國大陸方面的封測廠商也有了擴產的需求。
長電科技於今年1月舉行了公司第七屆董事會第四次臨時會議,並逐項審議通過了《關於公司2020年度投資事項的議案》。
其中一項議案就是終止子公司星科金朋半導體(江陰)有限公司在江陰綜合保稅區建設集成電路測試廠的議案。
公告顯示,為減少投資損失,長電科技擬終止本投資項目,不再建設該測試廠房,由政府收儲已購兩塊土地,並註銷JSCT。
此外,在本次會議中,長電科技還討論了2020年度固定資產投資計劃的議案,公司計劃在2020年進行30億元的資本開支,其中為重點客戶擴產14.3億元,其他產能擴充及產線維護優化15.7億元。
按照長電科技2019年的投資計劃來看,長電科技主要的擴產項目就包括了宿遷廠區。
根據芯思想研究院的消息顯示,長電科技宿遷集成電路封測項目二期生產廠房順利結頂,預計於2020年4月份即可完整交付使用。
據悉,宿遷廠以腳數較低的IC和功率器件為主,低成本是其競爭優勢。
首期將建設廠房21.7萬平米,以及年產100億塊通信用高密度混合集成電路和模塊封裝產品線。
通富微在近日也披露定增預案。
根據通富微發布的公告顯示,公司擬定增不超40億元,布局5G、汽車、處理器等領域。
扣除發行費用後資金將全部投向集成電路封裝測試二期工程、車載品智能封裝測試中心建設、高性能中央處理器等集成電路封裝測試項目,以及補充流動資金及償還銀行貸款。
預案顯示,「集成電路封裝測試二期工程」總投資25.8億元,募集資金投入14.5億元。
項目建成後,形成年產集成電路產品12億塊、晶圓級封裝8.4萬片的生產能力。
「車載品智能封裝測試中心建設」總投資11.80億元,募集資金投入10.30億元。
項目建成後,年新增車載品封裝測試16億塊的生產能力。
「高性能中央處理器等集成電路封裝測試項目」總投資6.28億元,募集資金投入5億元。
項目建成後,形成年封測中高端集成電路產品4420萬塊的生產能力。
天水華天方面,據相關報導顯示,天水華天耗資近20億元,分別在天水、西安以及崑山擴大規模項目。
崑山布局先進封裝,主營晶圓級高端封裝,訂單量最大的是CIS封裝。
同時在南京建廠項目總投資80億元,分三期建設,主要進行存儲器、MEMS、人工智慧等集成電路產品的封裝測試。
2019年12月,晶方科技發布《非公開發行A股股票預案》,擬定增募資不超過14.02億元加碼主業。
根據預案,晶方科技本次擬採用非公開發行方式,向合計不超過10名的特定對象發行股票不超過4593.59萬股,募集資金總額不超過14.02億元,扣除發行費用後用於集成電路12英寸TSV及異質集成智能傳感器模塊項目。
公告顯示,本次募集資金投資項目名稱為「集成電路12英寸TSV及異質集成智能傳感器模塊項目」,主要建設內容圍繞影像傳感器和生物身份識別傳感器兩大產品領域。
項目建成後將形成年產18萬片的生產能力。
公告指出,公司產品主要應用於影像傳感器和生物身份識別傳感器。
由於手機三攝、四攝的趨勢導致攝像頭數量大幅增加,傳感器在安防監控和汽車電子領域的應
用穩定增長、屏下指紋將成為手機生物身份識別主流等市場產品趨勢,影像傳感器和生物身份識別傳感器的封測需求大幅增加。
總結
對於整個半導體產業來說,現在正在面臨的的風口是前所未有的。
一方面,新技術層出不窮,對高性能和低功耗的晶片追求也越來越多;與此同時,摩爾定律的失速,也讓企業需要從技術和設備等多方面入手,去尋找「續命」的方法。
在這波競爭中,誰會是最終的贏家?誰又是失敗者,尚未可知。
但毫無疑問,這一場持久大戰已經正式打響。
*免責聲明:本文由作者原創。
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