晶圓代工廠不願意大幅擴充,IC設計廠商只好自己買設備確保產能,雖然類似的案例不是沒有,像蘋果過去就會買設備給代工廠,但發生在IC設計產業,還真的挺有意思的。
【半導體設備市場發出「異常」信號】
近幾個月,半導體行業的熱點和主題一直是產能吃緊和漲價,已經非常成熟的IC設計+晶圓代工產業模式,分工明確,效率越來越高,這在客觀上也推升了產能吃緊程度。在這樣的產業背景下,近期出現了一系列十分吸引眼球的「新鮮」事件。
就在昨天,業界傳出消息,IC設計大廠聯發科為了鞏固電源管理IC產能,自掏腰包16.2億元新台幣採購了一批半導體設備,租給晶圓代工廠力積電搶產能。
由於5G需求大爆發,加上遠程辦公/教育需求持續旺盛,聯發科在2020上半年向力積電每月下單3000片12吋晶圓用於生產電源管理IC。進入下半年後,下單量快速拉昇到每月7000片,全年取得12吋電源管理IC用晶圓數量達到6萬片。即使如此,仍不能滿足客户訂單需求。基於此,預計到2021年,聯發科每月將從力積電獲得上萬片電源管理IC的12吋晶圓產能,全年取得電源管理IC晶圓數量將比2020年翻倍增長。
而聯發科的產能狀況只是整個市場的一個縮影,類似這樣的情況大量存在。
傳統上,只有晶圓代工廠、封測廠和IDM才會購買半導體設備用於自家的生產,而IC設計廠是無Fab模式,是不需要半導體設備這類重資產投資的,這也是當初產業由IDM分化為IC設計+晶圓代工模式的主要原因,即分工明確,提升了產業效率。
此次,聯發科採購半導體設備,在租給對應的晶圓代工廠的操作非常罕見。這也從一個側面反應出,當下晶圓代工產能吃緊狀況已經非常普遍,且程度很深,從而形成了巨量的市場空白。而量變必定引發質變,IC設計廠商權衡後,認為做出少有的購買半導體設備這一舉動,投入產出比依然為正,且後續帶來的收入非常可觀,只有如此,才會做出這樣的決定。可見,市場對產能的需求是多麼的大而強烈。
除了聯發科這一吸睛的操作之外,近期還有多種因產能吃緊而出現的不同尋常事件,如三星晶圓代工業務部針對旗下的8吋晶圓廠進行自動化擴建投資,以提高生產效率。
一般情況下,業界12吋晶圓產線為全自動化生產,也就是在無塵室中藉助架設在高處的運輸系統移動晶圓盒。不過,8吋晶圓盒仍由工作人員用搬運車運送。
據韓媒報道,三星已經在部分8吋晶圓廠的產線測試自動化運輸設備。這樣的自動化升級,需要投入大量的資金,據三星估計,如果要在所有8吋晶圓廠中導入自動化運輸設備,可能需要約870萬美元的附加投資。而且,這樣的投資也是有風險的,不能絕對保證取得預想的生產效果。
此外,由於產能越來越緊張,很多小型IC設計公司到處找產能而不得,即使是加價也拿不到,因此還上演過一些很是讓人心酸的悲情場面。
可見,無論是IC設計的代表聯發科,還是晶圓代工的代表企業三星,為了產能,都在不惜血本,甚至不約而同地改變了各自原有的經營模式。與此同時,規模較小的IC設計和晶圓代工廠則沒有那麼強大資金實力,能夠在這一大波機遇中分得的蛋糕就比較有限了,甚至有被「擠壓變形」的風險。
總體來看,這種產能嚴重吃緊的狀況,使得相關的IC設計廠商,晶圓代工廠,以及半導體設備廠這三方成為了最主要受益者。
晶圓代工催漲半導體設備
在IC設計廠商、晶圓代工廠和半導體設備廠這一鏈條上,晶圓代工廠與設備商直接產生聯繫,而晶圓代工廠的火爆,直接帶動着半導體設備市場的增長。據SEMI統計,今年9月,北美半導體設備製造商出貨金額達 27.5億美元,月增3.6%,年增40.3%,創今年新高,並創下連續12個月超過20億美元的佳績,還創下近 20 年來單月歷史新高。
SEMI 認為,2020年,隨着數據中心基礎建設和服務器存儲需求增加,加上疫情以及美中貿易戰加劇,供應鏈為預留安全庫存,帶動芯片需求提升,是帶動今年晶圓廠設備支出大幅增長的重要因素。
近期,台積電也針對資本支出做出展望,預計今年資本支出將貼近170 億美元,這也從一個側面反映出客户下單並未因疫情而減緩,需求相當強勁。
SEMI認為,這一波設備支出走強,佔晶圓製造設備銷售約一半的晶圓代工和邏輯製程支出貢獻最多,2020 年及 2021 年都維持個位數穩定增長;DRAM 和 NAND Flash 在2020 年支出將超過 2019 年,且在 2021 年增長幅度都將超過20%。
另外,晶圓廠設備包括晶圓加工、晶圓廠設施和光罩設備,預計 2020 年將增長 5%,受惠於內存支出復甦,以及先進製程與中國市場的大力投資,2021 年將大幅上升 13%。
按地區來看,台灣、中國與韓國都是 2020 年及 2021 年設備支出金額的領先市場,其中,台灣2020年設備支出在去年大增 68% 後,略微修正,預計 2021 年將回升,反彈幅度達10%。
由於台灣是全球範圍內晶圓代工業最發達的地區,這裏的半導體設備支出會明顯高於其它地區。而採購設備,本來都是晶圓代工廠做的,如今作為IC設計大廠的聯發科也加入這一採購大軍,無疑會進一步提升台灣在全球半導體設備市場的影響力。
IC設計廠商的重資產化
在過去的半個世紀,整個半導體行業一直是從單一的IDM向IC設計+晶圓代工這一分工合作方向發展,但最近幾年,特別是從2015年在全球掀起的半導體併購狂潮開始,整個產業似乎在從分散向整合方向演進。這其中,有相同業務模式公司之間的合併,也有不同業務模式公司的合併。與此同時,原本單一業務模式的廠商,也越來越多地在向複合業務模式方向發展。
典型代表就是台積電,該公司本來只做晶圓代工,但隨着市場地發展,進入本世紀第二個十年以後,台積電開始導入封裝測試業務,因為這樣可以進一步提升市場掌控力和話語權,提升產品上市速度。
另外,就是有越來越多的IC設計廠商涉足晶片生產過程,特別是封裝測試領域,相比於晶圓代工,IC設計廠商進入封測業務的投入相對少,門檻也會低一些。它們這樣做的主要目的同樣是提升市場掌控力和話語權,提升產品上市速度。最具代表性的就是CMOS圖像傳感器(CIS)領域,由於CIS在2019年出現了井噴,嚴重供不應求,促使一些CIS芯片設計廠商開始投入大量資金建廠、購置封測設備,從原來的fabless業務模式,逐步轉型為fab-lite。
此次,在產能嚴重吃緊的產業大環境下,聯發科直接購買半導體設備租給相應的晶圓代工廠,似乎在從另一個角度詮釋着IC設計業的變遷態勢,以後很可能會出現更多類似的現象。
最近幾個月,聯發科曝光率一直很高,這與華為有着很大的關係。由於受到貿易限制,華為原有的美國晶片元器件供應鏈受阻,特別是手機處理器、電源管理和無線連接晶片,而這些正是聯發科的強項,因此,華為向其發出了大量訂單,這在很大程度上導致了其產品的供不應求。
另外,還有消息稱,聯發科有希望拿下蘋果訂單,最有機會打進的是iPad或是iPhone 產品線,如果屬實的話,這將會進一步提升其2021年業績。或許,這也是該公司不惜花大錢購買設備租給晶圓代工廠,為其保證產能的一個重要原因吧。總之,如果能同時擁有華為和蘋果這兩大客户的話,前期多進行投資,是非常值得的。
嚐鮮
為了尋求產能支持,有些電源管理IC和MOSFET廠商正在考慮從8吋晶圓升級到12吋晶圓生產,不過,這種想法的可操作性不強,主要原因在於,用12吋晶圓生產MOSFET在技術層面沒有問題,但就目前的產業情況來看,成本難以接受。而起初的參與者,都屬於「嚐鮮」、吃螃蟹的。
此次,聯發科購買的半導體設備將租給力積電,主要是為了保證其電源管理IC產能。這裏就涉及到了「嚐鮮」的話題。具體來講,就是由於電源管理IC大多采用8吋晶圓製造,鮮少廠商使用12吋晶圓生產,因為12吋晶圓大多提供給邏輯製程使用,而力積電本來就具備DRAM技術,因此擁有12吋鋁製程產能,較適合量產電源管理IC技術,而台積電、聯電在12吋生產大多以銅製程,相比之下不適合量產電源管理IC,因此,聯發科才會罕見採購設備回租給力積電,以鞏固其未來電源管理IC產能。
聯發科似乎有「嚐鮮」、開創新業務和模式的傳統。早在20年前,當時的聯發科在業內還是岌岌無名的晚輩,當時,該公司憑藉「一站式」的手機方案,即為手機客户提供主晶片和參考設計,從而解決了手機80%的設計工作,客户只需要完成後續的20%工作就可以了。一舉統治了山寨機市場,並由此打下了立足產業的基礎,才有機會發展壯大到今天。
目前,ASIC設計服務正在興起,聯發科的ASIC設計服務在業內也是一絕,也是較早投入發展該業務的半導體廠商。目前,在提供ASIC設計服務的企業裏,聯發科是數一數二的。不久前,有消息稱,當下在處理器市場熱得發燙的AMD將ASIC設計服務訂單交給了聯發科,也從側面展現出了其ASIC設計實力。
如今,聯發科又開始涉足半導體設備業務。可以説,該公司一直走在不斷嚐鮮的路上。
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