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“芯片短缺”何时休?台积电、中芯国际和格芯应对供应难题放大招

发表时间:2021-04-06 11:50

(电子发烧友网报道 文/ 章鹰) 2021年,半导体芯片的短缺正在全球范围内造成严重破坏,导致多家汽车厂商生产受到严重影响,福特、通用、丰田等汽车厂商近期因为芯片短缺而短暂停产,这给后疫情时代经济复苏带来不确定前景,日本和美国政府计划在4月初召开供应链会议,美国总统拜登在最新提出的2万亿美元刺激计划中,要求国会提供500亿美元的补贴,促进美国半导体生产。

据市场预测公司AutoForecast Solutions最新统计,截至到2021年3月29日,全球共六家汽车制造商因芯片短缺而减产的汽车数量达到6.5万辆。截至目前,芯片短缺已致全球汽车市场累计减产115.7万辆。预计2021年全球汽车市场将因此减产超200万辆。

汽车产业链图表

SEMI专家对记者表示,芯片的开发研制,不仅是一轮新的变革,也是技术水平和供应链的较量。数据显示,目前全球的芯片公司大部分在欧美,其中欧洲企业占比约37%,美国企业占比约30%,日本企业占比约25%。在全球20家顶级汽车半导体公司中,只有一家是中国公司。汽车芯片市场的主要参与者,包括意法半导体(STMicroelectronics),英飞凌科技(Infineon Technologies),恩智浦半导体(NXP Semiconductor),德州仪器(Texas Instruments)和东芝(Toshiba)。台积电号称提供全球汽车芯片70%的产能,下面的图标清晰地显示了汽车产业链上四个重要环节。

新冠疫情持续蔓延,消费者和企业对PC、手机、平板、服务器的需求大增也加剧芯片需求暴增。据摩根大通分析师最新表示,芯片缺货情形至少持续一年,其估计,需求量高于供货量30%。他还指出,晶圆厂预期需要至少3-4季时间赶上需求,再花1-2季时间让客户补货到正常水平。

台积电、中芯国际和格芯作为全球三大主要代工厂,在这次全球芯片危机当中,采取哪些有效措施来补足产能?未来三年,对于晶圆生产领域采取了哪些投资举措?笔者为你详细分析。

占据70%汽车芯片产能的台积电火力全开,未来三年投资1000亿


从苹果到高通,再从Nvidia到AMD,全都依赖台积电作为全球首选的半导体代工厂。不管是智能手机、智能冰箱到智联网联汽车,几乎每个现代电子产品都能找到台积电生产的芯片。

据Trendforce最新发布的调研报告显示,2021年第一季度台积电、三星、联电、格芯、中芯国际位居全球五大代工厂。TrendForce集邦咨询旗下半导体研究处表示,2021年第一季全球晶圆代工市场需求旺盛,面对终端产品对芯片的需求居高不下,客户不断加大拉货力道,使晶圆代工产能供不应求状况延续,因此预估各业者营运表现将持续走强,预估第一季全球前十大晶圆代工业者总营收年成长达20%。


台积电总裁魏家哲认为,当下全球缺芯主要是三大原因造成:一、天灾,疫情和极端天气,疫情让人们远程办公和居家娱乐时间变长,德州大雪和日本发生地震,导致芯片厂产能受损,汽车缺芯情况频出;二、中美贸易战导致供应链及市占率的不确定性,比如华为不能获得芯片,其他智能手机厂商疯狂下单要芯片生产手机;三、数字化转型加速,5G、智能汽车兴起让芯片需求暴增。

3月31日,台积电总裁再对下游IC设计客户的一封信中写道,台积电的晶圆厂过去一年一直以超过100%的利用率运行,但还是供不应求。应对半导体供应危机,他分析了台积电三点解决之道。

一、台积电宣布将从2021年12月31日起,暂停晶圆价格的年度降价,时间将维持4个季度。据悉,3月31日,力积电、联电已经针对晶圆代工价格将在4月涨幅10%。特别是TDDI供不应求,去年第四季度价格已经上涨15%-20%。

二、台积电将在未来三年投资 1000 亿美元来增加产能,并且支持高端制程技术的研发。比如台积电计划今年支出250亿至280亿美元,用于开发和生产先进芯片。2020年5月,台积电(TSMC)已经宣布了计划在亚利桑那州建立自己的120亿美元工厂的计划。台积电可能在美国设厂不止一个,有可能高达6个晶圆厂。台积电在招聘数千名新员工,许多新工厂也在建设中。

三、台积电将会在现有的晶圆厂中,同时扩充高端制程和成熟制程两种技术的产能。

中芯国际2020年财报亮丽,三大晶圆厂持续推进

3月初,中芯国际董事长周子学对媒体表示,全球疫情导致人们对万物互联需求井喷,芯片用量超乎预期。去年全球半导体销售额达到4390亿美元,同比增长6.5%,国内根据中国半导体行业协会的初步统计,2020年全年中国集成电路产业销售同比增长17.8%,预计2021年增长势头还将持续。

3月31日晚间,中芯国际发布2020年全年财报。报告显示,中芯国际2020年营收274.71亿元, 同比成长24.8%;归属于上市公司股东净利润43.32亿元,同比增长141.5%;实现扣非净利润16.97亿元,扭亏为盈,去年同期净亏损5.22亿元。营业收入和净利润都是5年最高点。


财报披露,2020年晶圆销售数量从2019年500万片约当8英寸晶圆增加13.3%至2020年570万片约当8英寸晶圆;平均售价由2019年的4269元增加至2020年度内的4733元。

中芯国际2020年营收占比分析

图:电子发烧友根据公开资料整理

从制程节点来看,90nm及以下制程产能为中芯国际最主要营收来源,占比58.1%,相比之下2019年占比为50.6%。其中,55/65nm技术、28nm及14nm技术的收入贡献比例均实现攀升。55/65nm技术营收占比由2019年的27.3%增加至2020年的30.5%;28nm及14nm技术的收入贡献比例由2019年的4.3%增加至2020年的9.2%。

2021年到2022年,扩产成为中芯国际产能爬坡的主旋律。日前,中芯国际资深副总裁,中芯北方总经理,北方集成电路技术创新中心董事长张昕表示,将近一年时间验证了市场的需求,中芯国际要放开建设扩充产能。产能严重短缺是最头疼的问题,2021、2022年如果国内工厂不扩展,产能短缺的影响还会恶化。在扩产过程中,中芯国际将与战略合作伙伴展开积极的合作。

据悉,2020年,中芯国际资本开支主要用于上海300mm晶圆厂(拥有实际控制权)、北京300mm晶圆厂(控股)、天津200mm晶圆厂(控股)扩产。2021年3月12日,中芯国际与深圳市人民政府签订合作框架协议,双方同意中芯国际和深圳政府(透过深圳重投集团)(其中包括)以建议出资的方式经由中芯深圳进行项目发展和营运。

依照计划,中芯深圳将开展项目的发展和营运,重点生产28纳米及以上的集成电路和提供技术服务,旨在实现最终每月约4万片12吋晶圆的产能,预期将于2022年开始生产。最终协议签订后,项目的新投资额估计为23.5亿美元(约合153亿元人民币)。

格芯今年投资14亿美元扩厂,明年投资加倍


据美国CNBC网站最新报道,全球第三大代工厂格芯决定今年投资14亿美元扩建其旗下的晶圆厂产能,格芯CEO Tom Caulfield对媒体表示,2022年晶圆厂的投资还会再增加一倍。

Tom Caulfield强调说,公司现在的晶圆产能已经100%被预定,估计芯片短缺真正解决要等到2022年,芯片荒才能真正缓解。他预期,公司将在2022年开展公司股票的公开上市。

格芯是总部位于美国的最大的芯片代工厂,在美国,德国和新加坡设有工厂。它为AMD,高通和Broadcom等设计公司刀工芯片。目前,这是阿布扎比政府所有的私人公司。Caulfield说,该公司正在考虑在2022年上半年或更早进行IPO。

5G的快速推进,消费电子也受到了芯片短缺的严重影响,苹果、小米、OPPO等有全球影响力的消费电子制造商都纷纷喊出芯片短缺的呼声,格芯发言人警告说,要增加市场上的芯片数量还需要数月的时间,产能的提高对长期投资是有意义的。“想增加产能,这需要12个月的周期。”Caulfield说。

“半导体行业预计未来五年的年增长率为5%。我们预计现在将近翻一番。”Caulfield说。“这不是一次性的转变,而是结构上的转变,对半导体的需求普遍都在加速增长。”

小结:

全球半导体力量正在随着生产能力的变化产生急剧变化。据外媒报道,美国占全球半导体产量的比例从37%下降到2020年的12%,欧洲的比例从35%下降到目前的9%,中国的比例几乎从零上升至15%,最近10年将预期达到24%。当然半导体扩产当中,半导体设备和先进制程重要节点的卡脖子情况还是很大不利因素。

随着中芯国际、华虹半导体、华润微、士兰微、长江存储、合肥长鑫、斯达半导体、海思、中兴微电子、紫光展锐等一大批中国优秀IC代工企业和IC设计企业的不断成长,相信未来我们可以看到更有意义的全球半导体版图变化。


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