- 行业动态
全球半导体供应链弥漫一股“万物皆缺”气氛,这一波比特币、人工智能带动的高端芯片热潮,迫使台积电、三星对外释出高端 28/16/14/10 纳米的光掩模订单,加上国内有接近 30 座的新晶圆厂在建,近几个月连光掩模都罕见传出缺货声浪,再加上先前大硅片的缺货状况至今无解,全球半导体业史上最严峻的缺货潮已然来袭!
中国在这一波集成电路产业政策和发展基金的带动下,高端晶圆代工、成熟工艺技术、 3D NAND 技术、 DRAM 技术陆续落地,这样的大规模崛起,已经在全球半导体产业掀起巨浪,更让整个供应链陷入极度吃紧。
从半导体 12 寸大硅片缺货时程将拉长至 5 年之久,连带使得 8 寸硅片也供货吃紧,半导体设备交期延长,且部分关键设备供货不足,现在连高端的光掩模也罕见传出供应吃紧,连台积电、三星都启动委外释单。
由于光掩模在半导体制造的角色上如此关键,随着半导体工艺从 28 纳米、14/16 纳米再到 7 纳米,光掩模的成本大幅上涨,这攸关一家芯片设计公司有无开发一颗 7 纳米高端工艺芯片的能力。
全球光掩模产业生态分为半导体厂附属的光掩模部门,以及独立型光掩模供应商两大类,两者比重约 65% 和 35%,象是半导体大厂英特尔、台积电、三星、中芯国际内部都有附属的光掩模部门,而独立型的光掩模供应商主要来自于美日两国,全球三大供应商分别为日本凸板 Toppan 、大日本印刷 DNP 、美国 Photronics Inc。
其他还有一些中小型光罩厂如日本豪雅 Hoya、日本 SK-Electronics 等,中国也有自己的光掩模厂,如无锡中微掩膜、深圳清溢光电、台湾光罩,以及中国科学院微电子中心等。
今年以来人工智能芯片、比特币挖矿芯片带动高端半导体工艺需求,高端光掩模已传出产能不足声浪,台积电今年也开始增加光掩模的资本支出。
同时,三星和台积电也同步启动委外释单的策略,主要以高端工艺为主,包括 28 纳米、16 纳米、14 纳米、10 纳米工艺技术,陆续找寻独立型的光掩模供应商支持。
英特尔、台积电、三星陆续转进 10 纳米、7 纳米工艺技术,这些高端技术对于曝光率的要求大幅提升,需要用到二重曝光和三重曝光技术。不单是曝光时间拉长,精准度更是提升,即使这些大厂增加机台设备,仍是无法满足高端工艺对于光掩模技术需求的大幅增加,因此陆续启动委外释单。
业界传出,美国光掩模大厂 Photronics 接获台积电的光掩模委外释单,与台积电签下两年的供应长约。日本凸板 Toppan 受惠于三星的高端光掩模产能吃紧,因此调整自制和外购的光掩模的比重,扩大外购比例,因此日本凸板 Toppan 也接获三星的扩大委外释单。
根据国际半导体协会 SEMI 统计,2017 年全球光掩模市场以 37.5 亿美元创下历史新高,预计 2019 年将超越 40 亿美元大关。而全球最大的光掩模市场是台湾地区,其次是韩国,而中国大陆在全球光掩模市场的份额现约个位数,市场预期在 2020 年有机会挑战 20% 份额。
目前国内有自制光掩模技术能力的半导体大厂并不多,中芯国际算是少数之一,但传出在 14 纳米工艺以下,基于曝光技术需求量扩大、时间拉长、精准度更高等考虑,也开始与独立型的光掩模供应商合作。
国内近 30 座新晶圆厂陆续启动,考验全球半导体原物料供应。
这一波无论是光掩模或是大硅片缺货,背后都是反应半导体三强英特尔、台积电、三星近几年来拼命盖新厂并转进高端技术,牢牢卡住半导体供应链主要的原物料供应。
再者,是中国未来几年有接近 30 座晶圆厂落成,像是地产业恒大、碧桂园,或是家电业格力都投身半导体行业,突然涌至的大规模需求,会是半导体供应链的巨大商机。
业界认为,这一波的新晶圆厂热潮中,真正有机会进入量产的以中芯国际、华虹半导体、华力微电子等主流的晶圆代工厂,以及紫光旗下的长江存储、福建晋华、合肥睿力等存储器供应商为主,尤其不少新进的半导体厂,为了确保未来大硅片供货无虑,都提出加价 30% 来确保大硅片货源。
然而一些新盖的晶圆厂如果没有关键技术、核心原物料的支持,攸关未来这些新建的晶圆厂是否有能力进入实质量产,如果盖好的晶圆厂无法进入量产,未来会有一波大量的无效产能问题涌现。而以目前半导体产业供应链几乎呈现“万物皆缺”的状况,显然将会对于整体国内半导体产业的发展带来更大的考验。不只是晶圆厂,包括芯片产业的流片生产也可能会因为光掩模缺货问题而受到影响。