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作者:连于慧  林宗辉

全球半导体的当前大戏不是只有台积电、三星领衔主演的 10/7 纳米高端制程这一部在热播,8 寸晶圆厂的成熟制程版图上,也隐含暗潮汹涌的变化。尤其是先进驾驶辅助系统(ADAS)、电动车兴起几乎是颠覆整个半导体领域,更影响各大半导体厂的接单策略。

由于消费大众对安全性的要求不断提升,包括福特、丰田、本田等平价车款也逐渐配备更高端的ADAS系统功能,其中包括自动跟车、全景监控等等,由这些功能所带动的半导体器件数量,也将过去一般版本的ADAS系统明显增加,所需要的半导体器件出现近乎倍数的增长。

而从 2017 年开始,市面上已可清楚看到混合动力以及电动新能源车在整体新车销售的比重提升,由此所带动的半导体器件需求也同样非常可观,尤其是与能源动力相关的电压转换器件部份,相关需求更是因此水涨船高,较过去出现超过倍数以上的需求增幅。

此外,模拟芯片大厂内部人员对 DT 君表示,由于出货给车企的利润高,且因为今年自动驾驶与新能源车议题火热,导致争抢原料的情况非常严重,不少手机厂商苦于拿不到电源管理部分的关键料件,相关代工厂商亦面临无料可用的窘境。

8 寸产能拉警报,指纹识别开了第一枪,电源管理和车用芯片再接棒

随着台积电 8 寸厂开始为高通的电源管理芯片大举准备产能、指纹识别芯片订单一波波涌入,以及全球前五大车用 MCU (微程序控制器,Microprogrammed Control Unit)供应商都找上台积电谈合作,四面八方袭来的订单已塞爆其 8 寸厂,未来在价格、毛利考量下,台积电可能会释出低价面板驱动芯片订单,半导体厂如中芯国际、上海华力微电子、苏州和舰、合肥晶合也将迎接转单潮。

8 寸厂产能不足的问题,是一年年拉警报,原因很简单,很多过去我们生活中根本不存在的应用,这几年却活生生变成我们生活习惯上的必需品,例如指纹识别功能,在苹果 iPhone 手机的推波助澜下,指纹识别已成为中高端智能机的标配,这样的趋势,让指纹识别芯片的需求从零开始大爆发,变成塞爆半导体 8 寸厂的第一枪。

图丨iPhone 指纹识别传感器爆炸图

接棒第二枪的,是高通新一代的电源管理芯片导入 BCD (Bipolar CMOS DMOS) 制程后,高通的供应商策略转换,以及电源管理芯片的需求量倍增,推估高通各类的电源管理芯片可能将吃下 8 寸晶圆厂高达百万片的产能,这一单多数都落在台积电手上,大幅排挤其他产品线的产能。

第三枪,则是热潮快要压不住的车用芯片,这一块市场需求也是这几年才冒出头来。

图丨随着汽车愈发智能化,对车用电子芯片的需求也越来越高

车用芯片对于半导体制程需求很广,未必全都需要高端制程技术,但最重要的特性,是稳定性要非常高,且要确保长达 5~10 年的供货稳定,绝不能断货。

因此,车用电子风潮起来后,另一波意外受惠的企业是芯片测试厂商,与台积电关系紧密的欣铨不断扩大车用、MCU 产品的测试范围,更跟着台积电到大陆南京设厂布局,去年 12 月移入测试机台,今年将会进入生产。

全球前五大车用 MCU 供应商抢绑代工产能 台积电、联电接单各自精彩

近期外电指出,MCU 龙头日企瑞萨电子为了集中资源在技术研发,将减少自己生产,扩大委外代工,计划将最先进的车用 MCU 全数交给台积电代工,制程技术从 40 纳米转进 28 纳米制程,预计 2020 年开始生产。

图丨瑞萨电子

这样的消息,只是车用 MCU 市场的冰山一角,有更多中、低端 MCU 产品是塞爆 8 寸厂产能。去年同样是全球前五大 MCU 供应商的意法半导体则是因为产能满载,还一度对客户发出暂停出货的通知,引爆一波 MCU 大缺货潮。

再者,意法的相关车用芯片是在台积电生产,在产能满载情况下,日前联电也接获意法订单,开始为意法的车用芯片代工,整个产能排挤的状况已然浮现。

不单是瑞萨、意法这些车用芯片厂商急着寻求上游晶圆代工的合作伙伴,更广泛的说,全球前五大车用 MCU 供应商都找上台积电谈合作,目前正在进行产品认证,只要订单确定,车用电子将让 8 寸厂的产能更是吃紧!

图丨台积电的“身影”已经在汽车中无处不在

8 寸厂的产能供给不足越来越严重,那为何不广泛增设 8 寸厂来解决这一波供需失衡的现象?

答案是很难,因为全球主要的半导体设备大厂早已经停产 8 寸生产线的设备,因为 12 寸厂早已经是主流,这几年要扩增 8 寸厂的企业,多是购买二手机台设备,因此 8 寸机台在二手市场非常活跃!

产能吃紧下,毛利成接单重要指标,面板驱动芯片恐第一个被牺牲

在指纹识别芯片、电源管理芯片、车用芯片、MCU、模拟芯片等需求引爆下,台积电、联电等 8 寸产能互相排挤,产品的毛利就成了很重要的接单指标。

业界人士分析,相较于指纹识别芯片、电源管理芯片单价较高,车用芯片价格不错且订单又长久又稳定,面板驱动芯片已经成为这一波产能排挤下的牺牲者,尤其台积电 8 寸产能吃紧,对于毛利较低的面板驱动芯片是看价格接单,只会保留中高端,无法承接的订单将释出给其他半导体厂。

中国大陆半导体厂将是这一波转单潮的最大受益者,面板驱动芯片需要高压制程,不是任何一家半导体厂都可以生产,目前来看,有能力接单的潜在受益者包括中芯国际、上海华力微电子、苏州和舰、合肥晶合等。

部分面板驱动芯片需求已经转到 12 寸厂,尤其在 80 纳米以下高压制程技术方面,华力微电子是抢单的主力,不过,其良率表现仍需要提升;而在该技术领域的另一个竞争者是 GlobalFoundries,主要以新加坡厂为主,GlobalFoundries 在成都的晶圆厂今年将开始生产,预计面板驱动芯片也会是主力产品之一。

面板驱动芯片、指纹识别芯片等产品线都有从 8 寸转 12 寸厂的趋势,技术不是问题,产能排挤虽是一个考量,但只要谈到成本价格,很多产品仍是想要留在 8 寸厂生产。

面板驱动芯片虽然不是什么尖端的产品,但在半导体产业的发展过程中,占有举足轻重的地位,因为它是非常好填产能的产品线,应用在电视、手机等。

在晶圆厂建立产能的过程中,订单是先求有、再求好,否则工厂的稼动率(指一台机器设备实际的生产数量与可能的生产数量的比值)过低会导致赔钱,这时候,面板驱动芯片就是半导体厂最好的朋友,像是过往面板驱动芯片曾经撑起联电将近 80% 产能。

面板驱动芯片的需求普及,中国大陆相关芯片设计公司也众多,现在比较活跃的有集创北方、晶门、格科微等,另外像是现在热门的 AMOLED 驱动芯片领域,中颖电子也积极投入研发,中颖在成立的初期,众多管理团队都是来自于台湾面板驱动芯片龙头联咏。

电源管理元件亦是重灾区,手机大厂积极抢产能然仍难抗车用芯片报价优势

模拟芯片供应商指出,由于车用新品啊需求大增,导致目前手机厂商纷纷陷入缺料窘境,而缺的料主要集中在电源转换与管理元件,包含 24/12V 转 1.8/3.3V 的功率电感,以及原来用来在手机中处理 USB 接口 EMC/EMI 干扰的非导磁元件,因为可以用来过滤汽车总线噪声,也被车企大量抢料。

除部分元件因可与车电共享,但车企报价较高而优先供货给车企外,由于 2018 年新款汽车高度电子化,加上新能源车也纷纷出笼,导致车企对模拟芯片的需求大增,产能追不上供给下,模拟芯片供应商把可用产能多给车企,手机厂商的额度相对往年少了很多,手机厂因此苦不堪言。

供应商也指出,苹果也面临缺料的危机,捧着钞票四处找产能,但因为出货给车企的利润要比手机厂高了许多,即便是苹果也是到处碰软钉子。

模拟芯片原本是处于供应链的次等环节,但目前 8 寸厂产能告急,以手机厂商为主的客户在 2018 年恐将会面临一波缺货潮。

2018 下半年虽有不少新厂落成,12 寸厂多半用来生产内存或是逻辑芯片,拿来生产类比元件的可能性极小,加上未来自动驾驶与新能源车需求爆发,模拟芯片缺货的状况可能会延续到 2019 年以后,这对于不少消费性电子产品都不会是个好消息。

过去几年被市场点名为“Next Big Thing”的转折应用是物联网,市场曾经给予高度期待,物联网的相关应用确实需要很多芯片,但该市场实在太碎片化,难以在短期内看到成效,反倒是高速运算、车用电子后来居上,成为改变半导体产业版图的两大推手!

其中,高速运算的代表是 AI 和虚拟货币挖矿芯片,而车用电子的商机带动成熟制程的火热战场,台积电是高、低端两个战场同步火力全开,但各类商机大爆发之下,产能吃紧声浪仍是不止,而中国半导体厂已经集合资金、产能等,摆好作战姿态,要吃转单商机,可以预期未来 3~5 年,整个产业将随着终端应用的世代交替,样貌将不断改变!


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