8 吋晶圓代工產能自2019 年底開始吃緊,至今仍未看到紓解跡象,甚至越來越嚴峻,世界、聯電已相繼證實漲價消息,并表示訂單將滿到2021 年。過去一段時間,8 吋晶圓代工被視為落后、老舊的產線,到底是什么樣的原因,現在卻能讓客戶不惜捧著現金加價,也要搶到8 吋產能呢?本文帶讀者一窺中國臺灣主要廠在8 吋市場的布局與策略。


8吋、12吋晶圓差別在哪?


兩種尺寸的晶圓表面積的大小不同,以相同的良率標準做假設,十二吋大概一片可以生產200多顆IC,是8吋的兩倍,在生產成本不需大幅提高哪么多的話,比較符合成本效益。但也因為12吋一片產出的IC數量比較多,對應到終端需求,也是要足夠的出貨量去支撐,這也是很多廠商會停留在8吋的原因,一些中小型IC設計廠可能需要的量只有約幾十片,要重新設計跨到12吋未必有利。
 
以IC類型來看的話,粗略的劃分,包括電源管理IC、驅動IC、指紋識別IC、CMOS、MosFET、功率元件等主力下在8吋晶圓;而采十二吋生產的則多是90nm制程以下,需要高效能、高速運算的產品,包括CPU、GPU、手機AP及通訊芯片等。
 

為何供不應求?


5G、遠距商機催化8吋需求大爆發。世界先進董事長方略認為,與2017 年相比,這次有「結構性」的變化,包含生活形態改變所帶動的需求,以及智能手機、5G對半導體需求提升,特別是電源管理IC用量非常的大,而且這次來自車用的需求還不高。預計直到2021 年上半年,公司都將維持高產能利用率水準,看好這些結構性轉變將支撐8 吋代工中長期需求。
 
部分8吋設備停產,設備取得不易。全球8吋廠數量在2007年達到高峰,之后許多廠房陸續關閉或轉型成12吋廠。由于12吋仍是現今主流的晶圓尺寸,目前不少設備商皆已停止生產部分8吋機臺,設備取得不易,這也是8吋廠難以擴充產能的原因之一。
 
 

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8吋
 
SEMI統計,2020年8吋晶圓代工產能約600萬片,至2022年成長將增至650萬片,復合成長8%。
 

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12吋
 
SEMI統計,2020年12吋晶圓廠投資較去年成長13%,創歷年新高,預計在2023年將再創高峰。
 

中國臺灣8吋設備供應


目前臺廠也有自制8吋設備的能力,主要專精在半導體濕制程(wet processing)領域。
 
雖然8吋代工需求相當旺盛,但直接蓋一個新廠并非優選。根據過去統計數計,投資一座8吋廠約需要8到10億元美金,換算成臺幣約幾百億的水準,對比其他同業早已折舊完了,在競爭上就是會輸了一大截。因此,從提升生產效率、購買二手設備(或改機)與并購著手,對業者來說相對有利;不過,好標的難尋,加上設備供給有限,8吋產能仍無法快速增加。
 


IC設計如何因應?


「現在就是賣方市場,這是以前從來沒有出現過的?!?IC設計廠高層坦言。今年至今8吋晶圓需求明顯增加,逐步出現吃緊的態勢,甚至今年第4季比起第3季還來得更緊。目前幾乎所有產能量來說,代工廠只能給到今年的9成量,價格則是漲1~2成不等,并且將在明年1月1日開始實施。
 
解方1:新增中國臺灣合作伙伴,先拿到量再說
 
多數IC設計業者開始尋求更多供應商來因應挑戰,像是義隆過去多數投片于聯電,但從今年新增投片臺積電,11月開始出貨,第3家代工廠也將在明年下半年開始供貨,應用于指紋辨識、LTDDI(帶筆功能的驅動暨觸控晶片)等,因此積極拓展伙伴之下,使得義隆明年整體產量總量,有機會較今年增加2成左右。
 
解方2:新增中國大陸伙伴,雙供應鏈保障
 
有廠商逆勢操作,當中國芯片設計業者逃來臺灣之時,將部分的產品投片中國代工廠,不但好協調,更能直供當地供應鏈,雖然較具有風險,但確實價、量都更具成本優勢。
 
解方3:轉12吋?
 
大多數的廠商給的答案都是「當然不會?!箤τ诖笮虸C設計業者來說,由于具有經濟規模,投片12吋光罩成本容易分攤,因此已經是常態;但對于中小型廠商來說,最大的挑戰在于光罩的成本實在高,一個光罩就要上千萬,要攤提多久才能開始獲利?這在成熟消費性芯片當中,并不合乎成本考量。


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