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破解芯片產能和毛利率困局

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?當下的晶圓代工業,已經不像兩年前那么光鮮,即使是看起來很風光的大廠,也有前所未有的苦惱。全球排名前六的廠商,家家有本難念的經。

據Counterpoint統計,在2024年第一季度,臺積電繼續保持其在晶圓代工行業的領先地位,一季度份額占比達到62%,三星作為第二大代工廠,占據了13%的市場份額,中芯國際在最新季度中交出了超出市場預期的成績單,首次占據第三的位置。

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從上圖可以看出,掌控先進制程技術和市場的臺積電吃飽喝足,而沒有此種實力和地位的廠商則只能在相對有限的市場內激烈競爭。

01

先進制程,神仙游戲

在先進制程芯片市場供不應求的情況下,臺積電的5nm、4nm和3nm繼續保持市場領先地位,獲得了全球多數大客戶的訂單。

2023年第四季度,3nm制程產線收入占臺積電總營收的15%,環比增長了14.4%,5nm和7nm分別占總收入的35%和17%?傮w來看,先進制程工藝(7nm及以下)占其總營收的67%。臺積電預計2024年資本支出280億~320億美元,其中,70-80%將用于先進制程技術,10-20%將用于特殊和成熟制程。

2024年,將有更多客戶加入臺積電3nm陣營,包括聯發科、高通、英偉達、AMD,甚至是英特爾。

英偉達新品H200、AMD的MI300將對臺積電的3nm制程提供大量訂單。英特爾下一代低功耗架構Lunar Lake MX(LNL)CPU將使用臺積電的N3B制程,近期,臺積電開始加快進度,Arrow Lake H/HX的CPU也將采用3nm制程,有望進一步提升臺積電產能利用率。

由于先進制程需求持續增長,臺積電計劃到2024年底將3nm產能利用率提升至80%。

臺積電計劃于2025年推出2nm制程,近期,已經啟動了2nm試產的前置作業,目標是今年試產近千片。

三星電子在2023年推出了第二代3nm制程工藝,計劃2025年量產2nm。

據韓媒報道,三星已開始試產第二代3nm制程(SF3)芯片,并測試芯片性能和可靠性,目標是在6個月內將其良率提升至60%以上。三星非?粗嘏c高通、英偉達的合作,高通的新一代 Snapdragon 8 Gen 3交給臺積電生產,英偉達的 H200和AMD的MI300X預計也將采用臺積電3nm制程,如果SF3產量和性能穩定,轉向臺積電的客戶將有望回流。

2025年,三星將推出2nm(SF2)制程,之后,將增加晶體管的納米片數量,這樣可以增強驅動電流,提高性能,降低功耗。該公司對2nm制程寄予厚望,據韓媒報道,三星晶圓代工部門正在整合優勢資源,快速推進其2nm生產計劃,爭取在與臺積電的正面競爭到來時,提升產能利用率。

02

成熟制程報價持續下滑

成熟制程晶圓代工市場持續面臨供過于求壓力,IC設計公司透露,2024年第二季度,部分成熟制程報價再降1%~3%,從目前的情況來看,第三季度報價可能還會降,使得整體價格自2022年第三季度以來一路下滑。

2023下半年,成熟制程晶圓代工廠面臨產能利用率六成保衛戰,聯電、世界先進和力積電等大廠為搶救產能利用率,大砍2024年首季報價,幅度達到10%~20%。這一波報價調整,導致成熟制程晶圓代工價格下探至疫情后新低點,導致相關廠商的毛利率下滑。

有IC設計公司透露,晶圓代工廠告知,成熟制程生意不好做,產能利用率直線下滑,為了確保產能利用率與市占率,維持一定的生產經濟規模,不得不降價促銷。

即便近期PC、手機市場出現回暖跡象,客戶考慮到清庫存、通膨等因素,投片策略依舊保守,逼得晶圓代工廠不得不加大降價幅度,避免訂單流失到愿意降價的競爭對手那里。

由于消費類客戶投片需求低,專攻8英寸晶圓代工的廠商受創最深,由于IDM和IC設計公司先前大量重復下單,導致電源管理IC、驅動IC和MCU等芯片庫存水位仍較高,且部分產品已經轉投12英寸產線,讓8英寸晶圓代工廠產能利用率一直維持在低水位。

不過,也有晶圓代工廠表示,如果特定應用如驅動IC等客戶想要更便宜的代工價格,因此轉單,并不會跟著殺價,畢竟殺價競爭不會有盡頭,會持續增加其它應用,讓產能利用率慢慢回升。

部分IC設計公司表示,經歷過之前被高庫存困擾的情形,現在會等客戶給出明確需求后才去投片。近幾年,考慮到成本,在中國大陸晶圓廠投片的訂單越來越多,而中國大陸成熟制程晶圓代工廠產能持續增加,會導致產能供過于求的局面持續一陣子。

03

四大晶圓代工廠毛利率堪憂

5月,中芯國際、華虹半導體、格芯和聯電先后公布了一季度財報。

2024年第一季度,中芯國際銷售收入為17.5億美元,環比增長4.3%,同比增長19.7%,毛利率為13.7%,同比下降7.1個百分點。

中芯國際月產能由2023年第四季度的80.55萬片8英寸晶圓約當量增加至2024年第一季度的81.45萬片8英寸晶圓約當量,產能利用率提升至80.8%。

展望第二季度,中芯國際給出的收入指引是環比增長5%~7%,毛利率指引是9%~11%。

2024年第一季度,華虹半導體的銷售收入為4.60億美元,相較于去年同期的6.31億美元有所下降,但與上一季度的4.55億美元相比,實現了1%的增長。盡管收入有所增長,毛利率卻從去年同期的32.1%下降至6.4%。

華虹半導體歸屬于母公司股東的凈利潤為3180萬美元,同比下降了79.1%。該公司將凈利潤下降歸因于平均銷售價格的下降,這直接影響了毛利水平。

2024年第一季度,格芯營收15.49億美元,環比、同比均下降16%,凈利潤為1.34億美元,同比、環比均下跌近50%,毛利潤為 3.93 億美元,環比減少25%,同比下滑24%,毛利率為25.4%,相較之前約28%的水平有所降低。

格芯12英寸晶圓當量出貨46.3萬片,同比下降 9%,環比下降16%。

2024年第一季度,聯電營收環比減少0.6%,同比增長0.8%,毛利率為30.9%,產能利用率微幅下降至65%。

從這四大成熟制程晶圓代工廠的最新財報來看,毛利率普遍下降,有的下降幅度還很大,同時,伴隨著產能利用率的下滑。這些可以充分體現出全球成熟制程晶圓代工市場競爭之激烈,為了不讓產能利用率下滑太多,各家都在降價搶單,致使成本上升的同時,利潤在減少,直接結果就是毛利率數據比較難看。

04

早有預判

對于當下先進制程和成熟制程晶圓代工市場行情,2020年,當時還沒有被收購的IC Insights就有預判。該機構發布的《2020-2024年全球晶圓產能》報告指出,雖說面臨很多挑戰,半導體界對于不斷縮小晶體管幾何尺寸有著強烈的動機,因為這樣做有很多好處,如更高的速度、更低的功耗、更低的單位面積成本等。

在這樣的發展趨勢下,按照IC Insights的統計和預測,各種半導體制程的市占率向著相對更加均衡的方向發展。

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如上圖所示,在2019年,10nm以下先進制程的市占率僅為4.4%,而到2024年,其比例將增長到30%。在該時間段內,10nm -20nm制程的市占率將從38.8%,下降到26.2%;20nm-40nm制程的市占率將從13.4%,下降到6.7%;40nm以上成熟制程的比例在這些年當中沒有出現明顯變化。

10nm以下的先進制程呈現出快速增長的態勢,2020年市占率為10%,2022年的預測值就超過了20%,并在2024年增加至全球產能的30%。

10nm -20nm制程市場占比本來是最大的,如圖所示,2019年接近40%,但隨著10nm以下先進制程的崛起,10nm -20nm的市占率正在逐漸被蠶食。該范圍內的主力制程是16nm(主要由臺積電提供),14nm(主要由三星、英特爾和格芯提供),12nm(主要由臺積電和格芯提供)。

在20nm-40nm這一區間內,主要有22nm,28nm和32nm。

40nm以上的成熟制程,無論是180nm以下,還是180nm以上的,市占率都很穩定。這也正是諸多晶圓代工廠長期專注于成熟工藝,而不向先進制程投入過多資本和精力的底氣所在。

總體來看,到2024年,10nm以下,10nm -40nm,以及40nm以上制程各占市場約三分之一,將呈現出三分天下的格局。在這個過程當中,10nm以下是個明顯的增量市場,而其成本很高,對技術積累的要求也很高,玩家就很少,這也是臺積電能掌控全球晶圓代工60%市場份額的主要原因。而在10nm -40nm,以及40nm以上這兩個制程領域,沒有增量,技術含量相對低,競爭就激烈,形成當下競爭、降價、低毛利率的局面也就順理成章了。

05

退而求其次

10nm以下先進制程,特別是3nm以下,做起來太難,需要太多的技術積累和巨量資金支持,即使是像臺積電這樣的龍頭廠商,也要控制成本和資本支出。與此同時,40nm以上的成熟制程市場早已成為紅海,對于業界早已成名的晶圓代工廠來說,在40nm以上成熟制程市場擴充產能,投入產出比方面不劃算。因此,近些年,10nm~40nm制程,特別是16nm、22nm和28nm這三種制程工藝,受到越來越多的青睞,特別是在中國大陸、日本和歐洲新建的晶圓廠,多為這幾種制程工藝產線。

實際上,就目前全球晶圓代工整體產能而言,在12nm、14nm和16nm制程領域,實現量產的產線比重并不高。

臺積電表示,12nm向上接軌先進制程,向下延伸成熟制程,在未來的很長時間都將占據較大的市場份額。因此,該晶圓代工龍頭在日本和德國的新建晶圓廠,都聚焦在12nm、16nm和22nm制程,可以實現較好的投入產出比。

格芯和聯電也在積極拓展相關產能。

2023年7月,格芯新加坡工廠正式建成運營,每年產能超過40萬片晶圓。過去幾年,該公司在紐約州北部的Fab 8工廠也在投資擴建。格芯在德國德累斯頓投資了24 億美元來提高產能。2023年,格芯宣布與意法半導體建立合作伙伴關系,以擴大產能。格芯的這些舉措,都是在加大10nm~40nm制程產能。

聯電同樣非?粗赝度氘a出比,而不是先進制程技術,特殊制程占該公司營收的60%,所謂特殊制程,簡單地說就是具有很強差異化、并不是市場上每家都能提供的、獨有的成熟制程工藝和服務。這方面,聯電擅長OLED驅動IC、RF SOI和BCD等。

對于一心要將晶圓代工業務壯大的英特爾來說,在短期內無法達到臺積電和三星的工藝技術和市場影響力的情況下,必須考慮投資回報率,此時,發展10nm~40nm制程晶圓代工就成為了不二選擇,而在這方面,聯電的訴求和工藝技術特點與英特爾很契合,因此兩家廠商開始了合作。

通過合作,聯電可以利用英特爾現成的FinFET產能而不需要巨大的資本支出,可以在成熟制程市場的激烈競爭中增加砝碼。英特爾能獲得晶圓代工市場經驗,可以集中資源用于3nm、2nm等更先進制程工藝的開發。

06

結語

總體來看,無論是先進制程,還是成熟制程,各晶圓代工廠都在想方設法提升產能利用率。先進制程廠不愁毛利率,但需要未雨綢繆,在擴產的同時,要提升投資回報率,成熟制程產線則要把提升毛利率放在最重要的位置。

SEMI認為,全球晶圓廠產能利用率仍偏低,特別是成熟制程,2024上半年沒有復蘇的跡象。

摩根大通(小摩)證券在最近發布的晶圓代工產業報告中指出,去庫存將結束,2024下半年,產業將全面恢復,并于2025年進一步增強。

小摩臺灣區研究部主管哈戈谷(Gokul Hariharan)認為,行業已至谷底,幸好AI需求旺盛,非AI需求也開始恢復,急單開始出現,包括大尺寸顯示面板驅動IC(LDDIC)、電源管理IC、WiFi 5和WiFi 6芯片等,都在帶動晶圓代工業轉向復蘇。

值得注意的是,中國大陸晶圓代工廠的產能利用率恢復速度較快,這是因為IC設計公司早就開始調整庫存,經過6個季度的去庫存,在晶圓代工廠的下單量趨于正常。

       原文標題 : 破解芯片產能和毛利率困局

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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