作者 | 十巷
出品?I 芯潮 IC
數(shù)十年來,芯片制造的巔峰追求聚焦于先進制程技術(shù),引得業(yè)界競相追逐。從早期的56nm、28nm,到14nm、7nm,再到目前廣泛討論的5nm、3nm,以及臺積電正全力推進的2nm...在摩爾定律的指引下,這些數(shù)字不僅代表著芯片制造技術(shù)的不斷精進,更預(yù)示著芯片性能與能效的顯著提升。
尤其是在人工智能(AI)浪潮時代,先進制程芯片一卡難求、價格飆升,呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的緊俏局面。
與之形成鮮明對比的是,成熟制程芯片的價格戰(zhàn)硝煙已在全球悄然彌漫。
01、另辟蹊徑,國產(chǎn)半導(dǎo)體押寶“舊技術(shù)”
眾所周知,自2022年以來,美國高度重視限制中國高端半導(dǎo)體生產(chǎn),實施了嚴格的出口管制措施,并撥款數(shù)百億美元來激勵美國先進芯片的本地化生產(chǎn)。
在技術(shù)與市場的雙重嚴峻挑戰(zhàn)面前,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須迎難而上,勇敢地迎接各種困難與考驗。
為此,我國開始重點關(guān)注不太先進但廣泛使用的“傳統(tǒng)”芯片(成熟制程芯片)。
所謂成熟制程,通常指的是28nm及以上的制程工藝。該工藝曾經(jīng)一度被部分人誤解為“低端”、“又老又慢”的代名詞。
但事實并非如此。
成熟制程芯片,盡管技術(shù)上不如先進芯片復(fù)雜,但其重要性不容忽視。這些工藝已經(jīng)經(jīng)過長時間的市場驗證,技術(shù)相對成熟,生產(chǎn)成本較低,穩(wěn)定性高,聚焦于中小容量的存儲芯片、模擬芯片、MCU、電源管理、模數(shù)混合、傳感器、射頻芯片等,廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車、家電,以及醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。
從芯片需求數(shù)量來看,28nm及以上的成熟工藝,占據(jù)了全球四分之三左右的份額,而先進工藝只占四分之一。
由于工藝優(yōu)化、材料創(chuàng)新等技術(shù)的不斷應(yīng)用,成熟制程在提升效率、降低能耗、增強可靠性等方面仍有巨大的潛力可挖。同時,面對定制化、差異化的市場需求,成熟制程技術(shù)也展現(xiàn)出了其靈活性和適應(yīng)性,能夠根據(jù)客戶需求進行快速調(diào)整和優(yōu)化。
最近幾年,中國大力發(fā)展成熟芯片工藝,在提升自給率、滿足自身需求之外,逐步擴大在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的市場份額和話語權(quán)。
在上述背景和形勢下,中國作為全球最大的成熟制程芯片市場,已然展現(xiàn)出了強大的實力與巨大的潛力。眾多企業(yè)通過持續(xù)不斷的技術(shù)攻堅和不懈努力,如今已能夠?qū)崿F(xiàn)成熟制程芯片的大規(guī)模量產(chǎn),這使得中國在這一領(lǐng)域的芯片產(chǎn)量迅速攀升。
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2023年中國大陸的晶圓產(chǎn)能同比增長12%,達到每月760萬片晶圓。預(yù)計到2024年,這一數(shù)字將進一步增加到每月860萬片晶圓。2024年第一季度,中國的成熟制程芯片產(chǎn)量就已激增了40%。
TrendForce報道也曾指出,中國大陸目前共有44家晶圓廠,預(yù)計2024年底,中國大陸將興建32座大型晶圓廠,且大多鎖定成熟制程。未來幾年,中國成熟半導(dǎo)體產(chǎn)能規(guī)模預(yù)計還將實現(xiàn)顯著增長。
這些數(shù)據(jù)不僅展示了中國在成熟制程半導(dǎo)體領(lǐng)域的強勁勢頭和強大實力,也預(yù)示著全球半導(dǎo)體市場格局或?qū)⒂瓉砩羁套兓?/strong>
對于產(chǎn)業(yè)鏈而言,中國大陸芯片產(chǎn)能的擴張明顯帶動了半導(dǎo)體設(shè)備、材料等行業(yè)需求的增長。據(jù)SEMI最新消息報道,2024年上半年,中國購買了價值250億美元的芯片制造設(shè)備,超過了韓國、中國臺灣和美國的總和,創(chuàng)歷史新高。
根據(jù)SEMI的預(yù)測,2024年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額預(yù)計同比增長3.4%至1090億美元。中國對半導(dǎo)體設(shè)備投資將持續(xù)強勁,投入芯片設(shè)備將占據(jù)全球32%的份額,成為了今年上半年唯一一個繼續(xù)同比增加的地區(qū),也保持著全球最大半導(dǎo)體設(shè)備市場的地位。預(yù)計到2027年,中國將保持其作為全球300mm設(shè)備支出第一的地位,未來三年將投資超過1000億美元。
荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備制造商ASML新任CEO Christophe Fouquet也表示,世界需要中國生產(chǎn)的成熟制程芯片。尤其是汽車行業(yè),需要中國芯片制造商目前正在投資的成熟制程芯片。
未來,ASML將繼續(xù)在遵守相關(guān)法律法規(guī)的前提下,支持在華客戶發(fā)展,幫助客戶在成熟制程芯片制造過程中降本增效。
02、美歐盯上中國“成熟芯片”
中國在成熟芯片產(chǎn)業(yè)的崛起之勢,猶如一顆巨石投入平靜的湖面,引發(fā)了國外對成熟制程芯片競爭加劇的擔憂。
數(shù)據(jù)顯示,2022年和2023年,中國企業(yè)的芯片報價比海外競爭對手低20%-30%。盡管是在前幾年,半導(dǎo)體普遍短缺導(dǎo)致價格飆升的情況下,這些折扣仍然存在。
盡管中國制造的芯片目前仍主要供應(yīng)國內(nèi)市場,但大幅折扣已幫助本土代工廠從GlobalFoundries、三星等海外競爭巨頭手中奪取市場份額。
照此趨勢,TrendForce預(yù)計,2027年中國在成熟制程芯片市場的市占率將從2021年的31%提升到39%,幾乎是2015年的兩倍,從而取得成熟制程芯片的主導(dǎo)地位。
TrendForce分析師甚至斷言,中國這幾年興建大量芯片生產(chǎn)線,大規(guī)模提升芯片產(chǎn)能,未來成熟制程芯片或?qū)⒆兂砂撞藘r。
顯然,中國企業(yè)在成熟制程的不斷擴張和通過低價策略搶占市場份額的行為,讓海外企業(yè)明顯感受到了前所未有的壓力。
有行業(yè)專家指出,在未來,美國很有可能會依賴中國成熟芯片的產(chǎn)能,28nm及以上的成熟制程的芯片,也許會成為未來中美半導(dǎo)體之爭的另一塊前沿陣地。
畢竟,先進制程只是少數(shù)幾家巨頭“角力”的舞臺,成熟制程才是全球追求的財富。
從數(shù)據(jù)來看,20nm-45nm工藝芯片(不含存儲),美國高度依賴海外市場,排名前二的是中國大陸市場與中國臺灣市場。
可以簡單理解為,在成熟制程芯片領(lǐng)域,中國將有能力卡住美國的脖子。
對此,美國商務(wù)部在2024年第一季度對約100家美國公司進行了調(diào)查,以確定它們對中國公司在成熟半導(dǎo)體方面的依賴程度,擔心公司容易受到成熟節(jié)點供應(yīng)鏈中斷的影響。
歐盟也在考慮調(diào)查中國半導(dǎo)體在歐洲整個產(chǎn)業(yè)鏈中的嵌入程度,將“成熟芯片”視為競爭的下一個戰(zhàn)場。
4月5日,美國和歐盟召開“貿(mào)易與技術(shù)委員會會議”(TTC),雙方均表示將針對成熟制程半導(dǎo)體供應(yīng)鏈進行調(diào)查,并計劃采取"下一步措施",以減少對于外部的依賴。
其中,美國商務(wù)部宣布將投資34億美元,用于增強美國傳統(tǒng)芯片的生產(chǎn)能力。這相當于分配給先進半導(dǎo)體的激勵措施的三分之一,以降低對中國大陸成熟芯片的依賴度。
與此同時,美國與歐盟還宣布將合作應(yīng)對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的干預(yù)活動延長3年,特別是在“成熟制程芯片”領(lǐng)域,雙方將共同應(yīng)對中國。這表明美歐在半導(dǎo)體領(lǐng)域的合作不僅限于調(diào)查和采取措施,還包括對抗可能的外部干預(yù)。
03、成熟節(jié)點的“過剩爭論”
另一方面,隨著我國在成熟制程芯片市場份額的不斷擴大,以及國內(nèi)企業(yè)仍在不斷擴大工廠建設(shè),可能會引發(fā)全球成熟芯片產(chǎn)能過剩和價格競爭加劇的風險,這將導(dǎo)致包括美國在內(nèi)的很多國家無力與中國打芯片價格戰(zhàn),類似于過去十年光伏行業(yè)所經(jīng)歷的情況。
這可能會是中國與發(fā)達經(jīng)濟體未來貿(mào)易爭端的前奏。
尤其是美國,一直對中國芯片領(lǐng)域的進展與突破保持高度關(guān)注,美國的《芯片與科學(xué)法案》除了阻擊先進芯片之外,還已經(jīng)打算分配一些資金用于成熟節(jié)點芯片的生產(chǎn),并進行供應(yīng)鏈審查,研判中國成熟節(jié)點半導(dǎo)體產(chǎn)能大幅擴張將如何影響市場。
成熟制程芯片產(chǎn)能激增背后,原因不難分析:
首先,成熟制程芯片沒有受到美國政府的出口限制。美國政府之所以將這部分芯片排除在限制之外,主要是為了確保全球供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。畢竟,成熟制程芯片廣泛應(yīng)用于涉及人們?nèi)粘I畹母黝愊M性電子產(chǎn)品。如果供應(yīng)鏈被中斷,很可能導(dǎo)致一系列全球性問題。
另外,美國政府也經(jīng)過評估,認為成熟制程芯片并不會對國家安全構(gòu)成直接威脅。因此,在權(quán)衡利弊之后,選擇了對這部分芯片放松限制。然而,這一決策推動了我國在成熟制程芯片領(lǐng)域的快速發(fā)展。同時在政策的大力支持下,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資重點開始轉(zhuǎn)向成熟制程領(lǐng)域。
國內(nèi)在成熟芯片領(lǐng)域,產(chǎn)能的確已經(jīng)走在了世界的前端。
在產(chǎn)能起來之后,隨之而來的是整個市場成熟芯片價格的下降,但產(chǎn)能不停攀升,導(dǎo)致行業(yè)競爭加劇。之前一些在國內(nèi)賺得盆滿缽滿的海外芯片廠商也感到很大的壓力,不得不降低芯片價格來應(yīng)對,比如德州儀器、GlobalFoundries的成熟芯片,價格都比過去低了數(shù)倍。
有業(yè)內(nèi)人士透露,有些國內(nèi)芯片代工廠因為訂單壓力較大,甚至出現(xiàn)了為了搶單不斷拉低價格的現(xiàn)象,國內(nèi)成熟芯片似乎進入了紅海市場,這導(dǎo)致國內(nèi)芯片代工廠的利潤都跌了不少。
這一點可以得到印證。
回顧2023年的全球半導(dǎo)體行業(yè),一個不可忽視的現(xiàn)象是晶圓代工成熟制程產(chǎn)能利用率的持續(xù)低位徘徊。這一現(xiàn)象不僅反映了當前市場的復(fù)雜性和多變性,也預(yù)示著行業(yè)內(nèi)部正在經(jīng)歷一場深刻的調(diào)整與變革。
市場需求低迷是導(dǎo)致晶圓代工成熟制程產(chǎn)能利用率低下的重要原因。智能手機、筆記本電腦等消費類電子產(chǎn)品的銷量下滑,汽車市場增速也開始明顯放緩,受終端需求能見度低影響,供應(yīng)鏈建立庫存態(tài)度保守,這些都直接影響了對芯片的需求。
另一方面,隨著各晶圓廠在連續(xù)兩年因需求清淡而放緩擴產(chǎn)計劃后,預(yù)計在2025年將陸續(xù)開出先前遞延的新產(chǎn)能,尤以28納米、40納米及55納米等成熟制程為主,在需求能見度低、新產(chǎn)能開出雙重壓力下,成熟制程價格將持續(xù)承壓。這進一步壓縮了利潤空間,使得產(chǎn)能利用率難以有效提升。
以國內(nèi)代工龍頭中芯國際為例,其2024年半年度報告顯示,2024上半年實現(xiàn)營業(yè)收入為262.69億元,同比增長23.23%;歸母凈利潤為16.46億元,同比下降45.1%,公司出現(xiàn)增收不增利的情況。對于營收增長的原因,公司稱主要是由于本期晶圓銷售數(shù)量增加所致,銷售晶圓的數(shù)量(8英寸晶圓約當量)由上年同期的265.5萬片增加至本期390.7萬片。
雖然公司晶圓銷售數(shù)量有所增加,但產(chǎn)品平均單價卻出現(xiàn)明顯下滑。
今年上半年中芯國際的每片晶圓平均單價約6723.57元,較上年同期的8029.38元,下降了16.26%。分季度來看,2024年Q2,公司銷售收入環(huán)比增長23.1%為136.76億元,出貨超過211萬片8英寸晶圓約當量,環(huán)比增長18%,平均銷售單價卻環(huán)比下降8%。
總體持續(xù)“量升價跌”的態(tài)勢。
尤為值得關(guān)注的是,產(chǎn)能利用率作為衡量產(chǎn)能消化與市場景氣度的一項關(guān)鍵指標,中芯國際該指標也隨之下降。
2022年Q1及Q2,中芯國際的產(chǎn)能利用率近乎滿載狀態(tài),到了當年Q4,公司的產(chǎn)能利用率下降至79.5%。2023年,公司產(chǎn)能利用率進一步下滑,全年維持在75%左右。
今年上半年,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體顯現(xiàn)復(fù)蘇跡象,今年Q1公司的產(chǎn)能利用率達到80.8%,Q2產(chǎn)能利用率進一步提升至85.2%。盡管公司的產(chǎn)能利用率有所恢復(fù),但與高峰時期相比,產(chǎn)能利用率仍處于低位。
從價格端以及產(chǎn)能利用率來看,行業(yè)目前仍然處于供大于求階段。
有晶圓代工廠高管直言,“現(xiàn)在真是卷得太夸張了。”去年90nm及以上節(jié)點價格已很“內(nèi)卷”,今年會更嚴重,而且會向下延伸到55nm甚至更小制程,而且隨著頭部廠商紛紛擴建,新產(chǎn)能2024年底會逐漸釋放出來,出來之后沒有客戶怎么辦?只能降價搶客戶。
面對供過于求的局面,晶圓代工廠商不得不繼續(xù)采取降價策略以爭取訂單,這進一步壓縮了利潤空間,使得產(chǎn)能利用率難以有效提升。
展望后市,TrendForce預(yù)測,明年成熟制程產(chǎn)能利用率雖可提升10個百分點,但業(yè)界持續(xù)擴產(chǎn)將導(dǎo)致價格持續(xù)承壓。
但需要強調(diào)的是,在評估成熟制程大規(guī)模擴張可能會導(dǎo)致“產(chǎn)能過剩”的影響時,中國大陸以外的公司也并沒有停滯不前。例如,GlobalFoundries、臺積電、聯(lián)電、力積電、世界先進等也正在美國、新加坡、日本、德國和印度等地增加成熟節(jié)點的生產(chǎn)能力,提供多樣化的成熟節(jié)點技術(shù),以平衡中國在該領(lǐng)域的擴張力度。
可見,中國要想在成熟節(jié)點半導(dǎo)體領(lǐng)域“獲勝”,也并非易事。
在恐慌情緒蔓延之際,另有聲音表示,業(yè)界無需對中國成熟制程產(chǎn)能的擴張形勢太過警惕。
根據(jù)中國海關(guān)總署先前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2024年第一季度,我國的集成電路進口量同比增長了12.7%,達到了1215億顆。在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中,進口貨物仍占據(jù)超過一半的比例,半導(dǎo)體仍然是中國進口價值最高的商品。
這表明中國在提升半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自給自足度方面仍有很長的路要走。
據(jù)一項非公開行業(yè)研究對2030年產(chǎn)能和需求平衡的現(xiàn)有估計表明,預(yù)計到2030年(假設(shè)中國所有規(guī)劃的晶圓廠都實際建成并投入運營),國內(nèi)產(chǎn)能將能夠滿足約90%的國內(nèi)需求,包括中國OEM和在中國設(shè)有工廠的國外OEM,2020年這一數(shù)字僅為37%。
不難理解,即使中國未來產(chǎn)能大幅增長,滿足國內(nèi)需求仍將是中國代工廠的重點。
目前,中國大陸的成熟制程技術(shù)整體相較臺積電還有很大差距,但已可與力積電等二線廠商較高下,甚至在部分工藝節(jié)點上,可與臺積電“掰手腕”。
但無論如何,我們都要清晰的認識到,相比國際市場,中國的成熟芯片產(chǎn)能雖然在不斷擴大,但技術(shù)和制造水平還有一定差距,尤其是地緣政治上的風險依然存在,國內(nèi)需要提前有應(yīng)對預(yù)案,以有備無患。
04、結(jié)語
在全球半導(dǎo)體投資競賽之下,先進制程受阻,成熟制程芯片供給過剩、需求不振,中國晶圓代工廠能否殺出一條路?
從某種角度來看,美國對先進芯片的打壓為中國利用“舊技術(shù)”提供了機會,在成熟制程芯片領(lǐng)域取得了顯著進展。
但長期來看,我國仍面臨著對先進制程芯片進口的嚴重依賴問題。尤其是隨著先進工藝的進一步下沉,新興產(chǎn)業(yè)的芯片升級,先進工藝的關(guān)鍵性日益突出。
從這個角度而言,國內(nèi)對于先進工藝的芯片生產(chǎn),絕不是用一句“有成熟工藝”就夠了就能掩蓋過去。中國企業(yè)需要加快攻克先進生產(chǎn)工藝和技術(shù),提高自主研發(fā)和制造能力,未來之路依舊漫長曲折。
期待國產(chǎn)半導(dǎo)體能夠持續(xù)“步履兼程”,實現(xiàn)真正意義上的突破。