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群雄逐鹿八英寸晶圆代工市场

 

在经历了早两年的涨价和产能紧张等风波之后,八英寸晶圆代工市场似乎已经刹不住车了。

SEMI在日前发布的报告中披露,自2018年7月以来,全球增加了7个200mm新厂房。而在接下来的2019年到2022年间,全球预计总共将有16个厂房或产线,其中14个为批量Fab厂,这就带动了全球八英寸产能的直接提升。

八英寸晶圆产能预测

根据SEMI的数据预测,到2022年,全球的200mm晶圆制造厂的总产能达到每月650万片晶圆。而这个数据是在移动、物联网、汽车和工业等方向的应用强烈需求推动下,各地区厂商极力扩张的结果。

资料显示,过去几年,随着智能手机的升级,人工智能、5G、汽车电子和物联网等新兴应用的出现,如指纹识别芯片、MEMS、电源管理芯片、面板驱动IC、MCU、功率器件和Nor Flash等元器件的需求就顺势飙升,这就给成熟的、拥有成本优势的八英寸产线带来的巨大的机遇,也让各大晶圆厂蠢蠢欲动。

 

看好车用芯片,台积电时隔15年再建八英寸厂

晶圆龙头台积电最广为人知的就是他们搭建在12英寸晶圆上的最新工艺,但其实除此之外,他们还在五座八英寸晶圆厂和一座六英寸晶圆厂。毫无疑问的是,12英寸是台积电晶圆代工营收的主要来源。但在2018年年底的供应链论坛上,台积电总裁魏哲家表示,将在南科六厂旁,新建一座8英寸厂,满足客户对特殊制程要求。据了解,这是继台积电于2003年在上海松江厂以来,时隔15年再次建造八英寸厂。

从公开资料可以看到,台积电南科六厂是一个八英寸晶圆厂,最近几年主要聚焦在导入高压制程的车用芯片为主,并规划三五族化合物半导体的新制程,扩展用于汽车的大电流SiC市场。相信台积电这次扩展的八英寸厂也将会瞄准这个方向。

作为第三代半导体的代表,SiC材料较之硅有着宽禁带、高击穿电场、高热导率、电子迁移率以及抗辐射特性使得碳化硅基的SBD以及MOSFET在高频、高温、高压、高功率以及耐辐射的应用场合等优势。这种材料的旗舰在经过多年的发展之后,也终于在最近一两年迎来了爆发窗口,包括ST、安森美和英飞凌等国外厂商正在快速推进,国内也在跃跃欲试,拥有工艺优势的台积电就看中了这当中的机会。

 

收购格芯新加坡工厂,世界先进全面发力

另一个在八英寸晶圆代工上动作频频的厂商则是台积电旗下的世界先进。

在2018年年初,世界先进曾表示,由于电源管理、影像传感器、指纹识别芯片和驱动IC对8英寸晶圆代工需求强劲,公司正寻求新建12英寸厂,藉此突破产能瓶颈。但在半年之后之后,世界先进董事长方略表示,考量投资新厂资金耗费庞大、建厂时程长及新客户拓展不易等诸多因素,加上设备商已重新开发8英寸新设备, 决定取消新设12英寸厂计划,将资金转向全力扩充8英寸产能。按照方略的说法,这主要是因为他们除了看到高功率产品成长快速、应用增加外,很多分离式元件也逐渐改由8英寸厂生产也是他们做出这个决定的另一个原因。

除了扩建以外,世界先进还在日前宣布收购了格芯位于新加坡的Fab 3E 200mm晶圆厂,进一步扩展其在八英寸上面的影响力。据介绍,这座工厂主要负责微机电系统(MEMS)、模拟/混合信号芯片制造,月产能约为35000个200mm晶圆。

另外,世界先进同样布局第三代半导体,不过他们看中的GaN。

据GaN器件先驱EPC介绍,与最优的硅基MOSFET相比,氮化镓晶体管及集成电路的开关速度快很多及体积更小巧。相比先进的硅基器件,当今商用化的氮化镓场效应晶体管及集成电路的性能高出5至50倍。这个在性能方面的重大改进可推动全新应用的出现,在氮化镓技术推出之前,这是完全不可能实现的。作为下一个发展热点,国内也有很多公司投身其中,相信这也是世界先进介入这个市场的原因。

2018年6月,世界先进披露了他们在GaN方面的进度。据介绍,他们与设备材料厂Kyma、转投资GaN硅基板厂QROMIS携手合作,从2017年开始,已陆续为电源管理IC客户开出8英寸产能,并预计在今年年中大量开出GaN代工产能,他们也会在未来的8英寸晶圆代工中扮演新角色。

值得一提的是,世界先进隶属于台积电集团。

 

三星和SK海力士入局,八英寸晶圆代工再起波澜

三星和SK海力士则是八英寸晶圆代工的另一股有生力量。

首先看三星方面,这两年在存储挣到盆满钵满的韩国巨头对晶圆代工业务这块肥肉虎视眈眈。为了全力发展这方面的业务,他们在2017年五月宣布将其晶圆代工业务部门独立出来,强化与台积电争夺市场的竞争力。他们一方面加强先进工艺的研发力度,另一方面就是下沉到八英寸上面,与市场上的竞争对手是厮杀。

2018年年初,三星宣布对外提供成熟的8英寸晶圆代工技术服务,为中小型企业提供多项目晶圆服务(MPW)。据介绍,三星的八英寸工艺技术解决方案主要在eFlash、显示器驱动IC、指纹传感器、RF/IoT等领域,并且在成熟的180nm、130nm、90nm技术之外,还包括了65nm的eFlash,以及70nm的显示器驱动IC的解决方案。

SK海力士则是八英寸晶圆代工的又一新搅局者。作为全球知名度DRAM供应商,SK海力士看到了存储产品的周期性和低抗风险性,为此他们在2018年与无锡一起,推进晶圆代工业务。去年七月,SK海力士宣布与无锡产业集团合资3.5亿美元成立子公司,出资比重分别为50.1%与49.9%,并新建8英寸晶圆代工厂,用于生产传感器、电源管理芯片等。

按照官方介绍,依托其90nm工艺,SK海力士可以在这个工厂里在八英寸晶圆上生产通常需要12英寸晶圆线才能生产的1300万像素CIS芯片和小屏幕DDI驱动芯片等,项目投产后将月产10万枚8英寸晶圆片。

 

国内八英寸代工厂的亦步亦趋

除了以上公司外,国内的那些八英寸代工厂也在亦步亦趋,淘金八英寸市场。

国内最大的晶圆厂中芯国际在2016年10月宣布,投资15亿美元扩建升级天津的8英寸晶圆厂,将天津厂的月产能将从当时的每月4.5万片晶圆大幅提升到每月15万片晶圆,这将推动天津厂一跃成为全球规模最大的8英寸晶圆厂。中芯国际方面表示,扩建后的工厂将覆盖0.35微米到90纳米的工艺,能满足指纹传感器、汽车电子、电源管理芯片、物联网芯片等的市场需求。到2018年7月,据媒体报道,新建的工厂正式开工。

联电则在去年年底的董事会上宣布,将投资超过六十亿人民币去扩充其八英寸和十二英寸产能。根据规划,8英寸厂产能优化将会以子公司苏州和舰科技为主,预计将扩充 1 万片。据资料显示,和舰提供从0.5微米至110纳米主流逻辑、混合信号、嵌入式非挥发性记忆体、高压及影像传感器工艺,代工产品以消费与汽车、工业电子为主,涵盖液晶驱动、微处理器、电源管理、指纹辨识、智能卡、身份识别等安全类产品。在之前,和舰的月产能为六万片,扩产之后,这个数字将会提升到7万片。

另外,国内还有一个做MEMS代工的耐威科技,他们最近的表现较为亮眼。耐威科技表示,在2017年全球MEMS代工厂营收排名中,公司全资子公司Silex超越TSMC(台积电)、SONY(索尼),名次从2016年的第五名跃升到2017年的第三;仅仅落后于意法半导体和TELEDYNE DALSA。在纯MEMS代工领域则是继续保持全球第二,紧随TELEDYNE DALSA之后。至于该公司在北京的8英寸MEMS代工产品,则有望于2019年下半年建成投产。

而国内的八英寸代工龙头华虹宏力则在无锡投资建设12英寸厂,扩充其影响力。

 

后记

在先进工艺进展困难,研发成本飙升、终端需求如约而至的时候,晶圆代工厂将目光投向了成本相对低,但市场也足够大的八英寸晶圆代工市场,尤其像耐威科技押注MEMS代工这个业务,更是顺应时势做出的最好决定。

不过在传统八英寸代工厂华虹宏力、世界先进、苏州和舰等依然强势的前提下,各大代工厂持续加码这个市场,那就意味着八英寸晶圆代工的竞争将进入白热化阶段。

· 2019-02-16 11:28  本新闻来源自:半导体行业观察,版权归原创方所有

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