半导体制造企业开启军备竞赛

作者:蒋思莹

来源:半导体行业观察

半导体产业经历了2019年的低迷,但其在2020年的潜力却被很多业内人士看好。摩根大通分析师Harlan Sur在其于去年年底发布的一则研究报告中指出,半导体市场将于2020年复苏,预测到 2020 年半导体产业整体营收将增长4至7%,利润也将增长8至12%。

同时,伴随着类似5G、人工智能和HPC等应用的崛起,很多厂商也在近期加大了他们在半导体业务上的投资。从他们的投资方向上看,又能让我们窥见哪些市场信息?

晶圆代工厂不惜弹药

在制造工艺演进到10nm之后,晶圆厂都在为摩尔定律的继续前进而做各种各样的努力,EUV则是被看作的第一个倚仗。而从EUV光刻机ASML的财务数据我们可以看到,其2019年Q4季度的财报中显示,ASML全年EUV光刻机订单量达到了62亿欧元,总计出货了26台EUV光刻机,比2018年的18台有了明显增长,使得EUV光刻机的营收占比也从23%提升到了31%。同时,ASML还预计2020年,公司将交付35台EUV光刻机,2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。

除了光刻机外,其他如刻蚀机等设备购买、工艺研发也都需要大量的资金,这就驱使这些厂商挥起了“金元大棒”。

—2019年二季度,台积电就宣布其利用EUV技术的7nm增强版(7nm+)开始量产,这是台积电第一次、也是行业第一次量产EUV极紫外光刻技术。根据台积电的发展进程来看,其7nm以下的工艺也将导入EUV技术。据台湾媒体报道,台积电5nm制程将于今年第二季度量产。据台积电介绍, 5nm是台积公司第二代使用极紫外光(EUV)技术的制程,其已展现优异的光学能力与符合预期的良好芯片良率。

据悉,其 5nm 已于2019年三月进入试产阶段,预计将于2020年开始量产。同时,我们也知道,台积电的多条产业已处于满载状态,订单供不应求,为了确保接下来7nm、5nm的供应,台积电也正在加快设备购买,除了ASML以外,受益的厂商还包括了KLA科磊、应用材料等公司。而根据台积电的投资计划中看,台积电在2020年的投资将达到150-160亿美元,也是台积电史上最高的资本支出。据悉,在他们的投入中,80%的开支会用于先进产能扩增,包括7nm、5nm及3nm,另外20%主要用于先进封装及特殊制程。而先进工艺中所用到的EUV极紫外光刻机,一台设备的单价就可以达到1.2亿美元,可见半导体设备也将是其投资中很重要的一部分。

其次,人力成本也是台积电在先进工艺上的又一重要投入。据相关媒体报道显示,台积电在劳动部“台湾就业通”网站大举征才超过1,500多个职缺,涵盖半导体工程师、设备工程师、光学工程师及制程技术员等,以支持5nm的发展。

为了保证资金充足,台积电甚至多年来首次对外公开募资20亿美元,以充实其弹药库。

而一直将超越台积电视为发展目标的三星,近年来也在先进工艺上不断砸下重金。根据三星的规划,他们打算在未来十年投资1160亿美元,力争成为世界级的存储芯片、逻辑芯片领导者。按照三星的计划,当中有636亿是用来做技术研发的,另外的五百多亿是建设晶圆厂基础设施。在这些银元的支持下,三星也开启了“买买买”。

在去年年底被传向ASML下了一个15台EUV光刻机订单后,今年一月,又有纤细表示三星计划斥资33.8亿美元采购20台EUV光刻机。据报道,这批EUV设备不仅会用于7/5nm等逻辑工艺,还会用在DRAM内存芯片生产上。

早前,三星还宣布,其位于华城的V1工厂已经开始量产。据悉,V1厂为三星第一条专门生产EUV技术的生产线,该工厂已经开始量产的产品为7nm 7LPP、6nm 6LPP工艺。按照三星的计划,到2020年底V1生产线投资金额将达到60亿美元,7nm以及先进制程产能将比去年增加3倍。

在头部晶圆代工厂商在7nm、5nm,甚至是3nm上交锋的同时,大陆晶圆代工厂则在14nm工艺上取得了不错的成绩。14nm虽然不是目前最先进的工艺,但其可用于中高端AP/SoC、GPU、HPC、高性能ASIC、FPGA等制造环节,这些场景正符合未来人工智能及物联网的核心应用需求。因此,14nm还有很大的市场潜力。大陆代工厂也为14nm和下一阶段的先进工艺进行了大量的投入。

2月18日,中芯国际对外披露了去年的重要设备交易,公告称,2019年3月12日至2020年2月17日,公司向泛林团体发出了用于生产晶圆的机器订单,购买单总价约6亿美元。根据公告,此次购买设备是为了应对客户的需要,扩大其产能、把握市场商机及增长。

根据中芯国际的发展进程来看,除了14nm及改进型12nm工艺之外,今年底前中芯国际还会试产N+1代工艺,据中芯国际在其Q4财报会议上的消息显示,N+1和7nm工艺非常相似,唯一区别在于性能方面,N+1工艺的提升较小,市场基准的性能提升应该是35%。

为了获得更好的支持,中芯国际也在早前发行了六亿美元的债券。

至于如华虹和华润微电子等厂商为了扩展其产能,斥巨资去兴建新的晶圆厂,这样算是积极投资的一种。因为涉及的项目众多,我们就不在这一一列举。

封测行业也开启竞争

除晶圆代工厂在加大投入外,封测企业在近期也纷纷传出了扩产的消息。就目前封测市场来看,封测行业市场主要集中于中国台湾(54%)、美国(17%)和中国大陆(12%),中国台湾方面有日月光、京元电以及力成;美国方面有安靠(Amkor);中国则有长电科技、通富微电、天水华天。

根据目前市场消息来看,2020年5G手机将会出现在市场当中。而5G手机中将用到的毫米波天线模块封测的需求将被释放出来。因此,有业内人员认为,天线封装(AiP)与测试成为全球先进封测从业者重心之一。2018年下半,日月光高雄厂已经砸下重金建构两座专门针对5G毫米波高频天线、射频元件特性封测的整体量测环境。另据经济日报消息显示,苹果将于今年下半年推出的新款5G规格iPhone,初期将采用5G毫米波的封装技术,可望贡献日月光约一成的营收成长动能。此外,日月光也将于今年扩充其K25 厂,日月光K25于2018年4动工,总投资金额达新台币125亿元,预计2020年完工。日月光表示,K25厂房是日月光推动的5年6厂投资计划之一,将专攻高端的3C、通信、车用、消费性电子、以及绘图芯片等应用领域。

中国台湾另外两座封测厂,京元电和力成在2020年也会有新的工厂落成。其中,京元电铜锣三厂已经开始设备安装调试,预计2020年首季完工启用,主要以自行开发的测试设备为主,未来新厂依不同测试平台需求,预期可增设800~1000台测试设备。据悉,其自研的测试设备可用于各种SOC产品、记忆体产品、CIS感测元件、面板驱动IC、射频元件、功率管理元件和混合讯号产品。目前,其来自自研测试设备的营收已逾集团合并营收总额的20%以上。此外,力成的竹科三厂总投资金额达新台币500亿元,预计2020年上半年完工、同年下半年装机量产。竹科三厂将成为全球首座面板级扇出型封装制程的量产基地,预期月产能将可达约5万片,约与15万片12吋晶圆相当。

此外,先进封装的新进玩家台积电方面也传出了新厂消息。据相关报道显示,2019年11月台积电竹南先进封测厂通过环评,并将在2020年上半年开工建设,投资约700亿新台币。预计竹南厂未来将以 3D IC 封装及测试产能为主,提供主要客户利用封装完成异构芯片整合。

美国封测方面,在Amkor 2019年Q4季度的财报中,Amkor曾表示,在2019年中他们许多先进技术都迁移到了新的大批量市场中。一个例子就是Amkor的高级SiP技术,该技术现在在消费类和汽车市场上已经站稳了脚跟。另一个例子是,Amkor的晶圆级扇出技术现已部署在汽车雷达以及智能手机应用中。在投资方面,Amkor计划在2020年支出的5.5亿美元中,其中,60%以上将用于扩大高级封装产能(晶圆级,倒装芯片产品的高级系统和封装)。另外,公司还计划将超过30%的资金用于设备的质量改善和研发上。其余部分将用于引线键合封装产能的扩张。

中国大陆方面的封测厂商也有了扩产的需求。长电科技于今年1月举行了公司第七届董事会第四次临时会议,并逐项审议通过了《关于公司2020年度投资事项的议案》。其中一项议案就是终止子公司星科金朋半导体(江阴)有限公司在江阴综合保税区建设集成电路测试厂的议案。公告显示,为减少投资损失,长电科技拟终止本投资项目,不再建设该测试厂房,由政府收储已购两块土地,并注销JSCT。

此外,在本次会议中,长电科技还讨论了2020年度固定资产投资计划的议案,公司计划在2020年进行30亿元的资本开支,其中为重点客户扩产14.3亿元,其他产能扩充及产线维护优化15.7亿元。按照长电科技2019年的投资计划来看,长电科技主要的扩产项目就包括了宿迁厂区。根据芯思想研究院的消息显示,长电科技宿迁集成电路封测项目二期生产厂房顺利结顶,预计于2020年4月份即可完整交付使用。据悉,宿迁厂以脚数较低的IC和功率器件为主,低成本是其竞争优势。首期将建设厂房21.7万平米,以及年产100亿块通信用高密度混合集成电路和模块封装产品线。

通富微在近日也披露定增预案。根据通富微发布的公告显示,公司拟定增不超40亿元,布局5G、汽车、处理器等领域。扣除发行费用后资金将全部投向集成电路封装测试二期工程、车载品智能封装测试中心建设、高性能中央处理器等集成电路封装测试项目,以及补充流动资金及偿还银行贷款。预案显示,“集成电路封装测试二期工程”总投资25.8亿元,募集资金投入14.5亿元。项目建成后,形成年产集成电路产品12亿块、晶圆级封装8.4万片的生产能力。“车载品智能封装测试中心建设”总投资11.80亿元,募集资金投入10.30亿元。项目建成后,年新增车载品封装测试16亿块的生产能力。“高性能中央处理器等集成电路封装测试项目”总投资6.28亿元,募集资金投入5亿元。项目建成后,形成年封测中高端集成电路产品4420万块的生产能力。

天水华天方面,据相关报道显示,天水华天耗资近20亿元,分别在天水、西安以及昆山扩大规模项目。昆山布局先进封装,主营晶圆级高端封装,订单量最大的是CIS封装。同时在南京建厂项目总投资80亿元,分三期建设,主要进行存储器、MEMS、人工智能等集成电路产品的封装测试。

2019年12月,晶方科技发布《非公开发行A股股票预案》,拟定增募资不超过14.02亿元加码主业。根据预案,晶方科技本次拟采用非公开发行方式,向合计不超过10名的特定对象发行股票不超过4593.59万股,募集资金总额不超过14.02亿元,扣除发行费用后用于集成电路12英寸TSV及异质集成智能传感器模块项目。公告显示,本次募集资金投资项目名称为“集成电路12英寸TSV及异质集成智能传感器模块项目”,主要建设内容围绕影像传感器和生物身份识别传感器两大产品领域。项目建成后将形成年产18万片的生产能力。公告指出,公司产品主要应用于影像传感器和生物身份识别传感器。由于手机三摄、四摄的趋势导致摄像头数量大幅增加,传感器在安防监控和汽车电子领域的应 用稳定增长、屏下指纹将成为手机生物身份识别主流等市场产品趋势,影像传感器和生物身份识别传感器的封测需求大幅增加。

总结

对于整个半导体产业来说,现在正在面临的的风口是前所未有的。一方面,新技术层出不穷,对高性能和低功耗的芯片追求也越来越多;与此同时,摩尔定律的失速,也让企业需要从技术和设备等多方面入手,去寻找“续命”的方法。

在这波竞争中,谁会是最终的赢家?谁又是失败者,尚未可知。但毫无疑问,这一场持久大战已经正式打响。

*声明:文章为作者独立观点,不代表格隆汇立场

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