成熟制程依然「頭大」？

如果對未來畫餅，是不是說明現(xiàn)在堪憂呢？

晶圓代工先進制程需求熱絡，引領整體產(chǎn)業(yè)向上發(fā)展的背后，成熟制程市況顯得相對領清。研調機構集邦科技發(fā)布最新報告指出，明年成熟制程產(chǎn)能利用率雖可提升 10 個百分點，對于這個「餅」，業(yè)界表示成熟制程持續(xù)擴產(chǎn)將導致價格持續(xù)承壓。

還是不行的原因

2025 年受消費性產(chǎn)品需求能見度低影響，供應鏈建立庫存態(tài)度保守，對晶圓代工廠下單將與 2024 年同為零星急單模式，但汽車、工控、通用型服務器等應用零組件庫存已陸續(xù)在 2024 年修正至健康水位，2025 年將加入零星備貨行列，預期成熟制程產(chǎn)能利用率將因此提升 10 個百分點、突破七成。

不過，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，成熟制程價格持續(xù)承壓。

5 月 9 日，中國內地最大晶圓代工廠發(fā)布 2024 年第一季度財報。在第二天的財報發(fā)布會上，首席執(zhí)行官坦言，公司 12 英寸晶圓生產(chǎn)線自 2 月份以來一直滿負荷運轉，但行業(yè)競爭依然激烈?！肝覀兒芏鄳?zhàn)略客戶，無論是機頂盒還是智能手機，如果市場上出現(xiàn)競爭對手降價，可能會丟掉訂單，幾千萬的訂單就可能沒了。我們還是要適應市場，和客戶一起面對市場競爭?！?/p>

主攻成熟制程晶圓代工的公司各自出招，但也可以用清湯寡水來形容。

世界先進12 英寸廠及化合物半導體投資，并認購漢磊 5 萬張私募股票，雙方合作預估 2026 下半年可望量產(chǎn)。

聯(lián)電則專注提升特殊制程接單能量，目前已能提供 22／28 納米、eNVM 和 RFSOI 等特殊制程，公司看好生成式 AI 市場潛力龐大，不會在 AI 市場中缺席。

力積電董事長黃崇仁先前曾說，將以二大方向轉型，擺脫廠商殺價競爭，其一是收取建廠授權金的 Fab IP，其二是擁有堆疊技術優(yōu)勢的 3D IC 技術。

AI 讓先進制程更上一層樓

臺積電領頭，全球晶圓代工產(chǎn)值明年將有望年增率重返兩成以上，年增率將為近三年來高點。研究機構集邦科技公布最新預測，高速運算（HPC）產(chǎn)品和旗艦智能型手機主流采用的 5／4／3 納米等先進制程維持滿載，狀況將延續(xù)至 2025 年，以臺積電營收表現(xiàn)將超越產(chǎn)業(yè)平均，預期在人工智能（AI）應用推升下，將帶動產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值成長。

根據(jù)集邦科技最新調查，雖然消費性終端市場明年能見度仍低，但汽車、工控等供應鏈的庫存已從今年下半年起逐漸落底，明年將重啟零星備貨，加上 edge AI 推升單一整機的晶圓消耗量、cloud AI 持續(xù)布建，預估明年晶圓代工產(chǎn)值將年增百分之廿，優(yōu)于今年的 16%。

不過，業(yè)界觀察，若扣除臺積電明年全球晶圓代工產(chǎn)值僅年增百 11.2%，等于光臺積電就貢獻近一半的增幅，且先進制程維持高成長動能，先進封裝重要性日增。

從各晶圓代工廠的表現(xiàn)分析，集邦預期，先進制程及先進封裝將帶動臺積電明年營收年增率超越產(chǎn)業(yè)平均。

此外，在 AI 持續(xù)推動、各項應用零組件庫存落底的支撐下，盡管晶圓代工產(chǎn)業(yè)明年營收年成長將重返百分之二十水準，廠商仍須面對諸多挑戰(zhàn)，包括總體經(jīng)影響終端消費需求、高成本是否影響 AI 布建力道，以及擴產(chǎn)將增加資本支出等。

集邦預估，明年 7、6 納米、5、4 納米及 3 納米制程將貢獻全球晶圓代工營收達 45%。業(yè)界觀察，相關制程都是龍頭廠臺積電擅長且領先的技術節(jié)點。

先進封裝產(chǎn)能吃緊，集邦分析，受 AI 芯片大面積需求帶動，2.5D 先進封裝于 2023 至 2024 年供不應求情況嚴重，臺積電、三星、英特爾等提供前段制造加后段封裝整套解決方案的大廠都積極建構產(chǎn)能，預估明年晶圓代工廠配套提供的 2.5D 封裝營收將年增 120% 以上，雖在整體晶圓代工營收占比不到 5%，但重要性日增。

臺積電董事長暨總裁魏哲家在前一次法說會上提到，在封裝部分臺積將只會專注在最先進的后段技術，這些技術將幫助客戶的前瞻產(chǎn)品。

成熟節(jié)點的「過剩爭論」

首先，「成熟半導體」一詞涵蓋了一系列不同類型的芯片，每種芯片都有自己的供需動態(tài)。這些既包括特定類型的半導體，包括邏輯、功率、射頻和混合模擬和數(shù)字半導體，也包括用于特定類型最終用途的成熟半導體，例如汽車、機器人、無人機、工業(yè)自動化、航空航天和其他行業(yè)。因此，「傳統(tǒng)半導體」沒有單一市場，不能一概而論的說「產(chǎn)能過?！?。

其次，全球大多數(shù)成熟的半導體節(jié)點產(chǎn)能都掌握在 IDM 手中，在中國，成熟節(jié)點生產(chǎn)產(chǎn)能則由從事代工服務的公司主導，這包括高度專業(yè)化。代工廠根據(jù)客戶提供的設計制造半導體，取決于代工廠客戶而非代工廠本身確定的市場需求。公司設計的半導體與特定行業(yè)的需求緊密相關，力求謹慎地平衡供需，我們的商業(yè)模式旨在避免「產(chǎn)能過?！?。代工廠往往高度專業(yè)化，通常由公司運營的每個晶圓廠都將針對非常特定的客戶產(chǎn)品而設立。

另外，由于成熟節(jié)點半導體的利潤率非常低，代工廠很難迅速切換生產(chǎn)線，因此代工廠和客戶更愿意簽訂長期合同，以鎖定特定類型半導體的供應。這尤其適用于產(chǎn)品生命周期長、安全要求高、需要嚴格認證產(chǎn)品質量和可靠性的行業(yè)，例如醫(yī)療設備和汽車應用。

最后，是業(yè)內經(jīng)常被忽視或誤解的「經(jīng)濟產(chǎn)能過剩」概念。這指的是全球行業(yè)實際上認為一定量的過剩供應是可取的，對于消除預期和常見的供需波動至關重要。其中一些風險包括不可預測的工具停機時間；自然災害，如影響前端制造和材料供應商的福島地震；影響三星的德克薩斯州冬季冰凍；以及過去幾年發(fā)生的其他事故，如主要設施發(fā)生火災。業(yè)內一些人認為，最佳的產(chǎn)能過剩水平是 15-20% 左右！即使在疫情期間出現(xiàn)嚴重芯片短缺之后，一些成熟節(jié)點仍會繼續(xù)出現(xiàn)滾動短缺，整個系統(tǒng)的健康需要一定程度的經(jīng)濟產(chǎn)能過剩。

先進制程只是巨頭 battle 的舞臺，成熟制程才是全球追求的「財富」

美國商務部在 2024 年第一季度對約 100 家美國公司進行了調查，以確定它們對中國公司在成熟半導體方面的依賴程度。依賴問題與產(chǎn)能過剩問題緊密相關，因為美國官員擔心產(chǎn)能過剩可能導致更大的依賴，從而使公司容易受到成熟節(jié)點供應鏈中斷的影響。

大量芯片在中國組裝，這也使情況更加復雜。美國公司很少進口單個半導體，而是進口包含一個或多個可能源自中國的成熟半導體的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品既來自國內的代工廠，也來自在中國運營的外國代工廠。由于美國的出口管制以及中國對某些政府和國有企業(yè)供應鏈施加的壓力越來越大，要求其減少外國半導體的數(shù)量，外國公司在中國生產(chǎn)的 IT 產(chǎn)品中，來自中國的成熟半導體的比例可能會上升。

制造尖端芯片的公司通常將需求增長歸因于依賴 CPU、GPU 或專用神經(jīng)處理芯片的 AI 應用的增長。較少出現(xiàn)在頭條新聞中的應用包括智能手機應用處理器、高性能計算 (HPC) 和云端服務器芯片。

當下一代技術投入使用時，領先應用的關鍵客戶已經(jīng)準備好轉向下一個前沿節(jié)點，然后晶圓廠就會出現(xiàn)產(chǎn)能空缺，尤其是在產(chǎn)量很高的情況下。

但更多的芯片是建立在較成熟的節(jié)點上的。例如，電動汽車對電源管理 IC (PMIC) 的需求不斷增加。PMIC 通常使用 180nm 或 130nm 等成熟節(jié)點，但采用 BCD 工藝（雙極、CMOS、D-MOS），PMIC 變得越來越智能，除了模擬電路外，還整合了越來越多的數(shù)字邏輯。因此，設計正在轉向 90nm、55nm 和 40nm BCD 工藝節(jié)點。

與此同時，傳感器的需求可能還低于 180 和 150nm 節(jié)點。對于需要耐高壓的汽車應用，它們與其他模擬電路集成在 BCD 工藝上同樣主要采用 180nm 或 130nm，先進的智能傳感器集成了微控制器，正在向 65nm 或 40nm 轉移，但這是這些應用的最新技術。頂級 CMOS 圖像傳感器采用 22nm 低功耗工藝，正在向 12nm finFET 工藝轉移。

工藝節(jié)點通常針對特定應用和用例。用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的芯片代表了目標工藝節(jié)點的一些分歧，出于成本原因，它們大多停留在 40 和 22nm 這樣的節(jié)點。但隨著人工智能走向邊緣，更多設備將具備一些推理能力，而執(zhí)行該功能的芯片將需要比其他數(shù)字邏輯更高的性能，因此它們正在轉向 6nm。

模擬和混合信號芯片也趨于落后。聯(lián)華電子指出：「如果應用中混合了模擬和數(shù)字電路，那么我們認為 55nm 是最佳選擇。純模擬趨于停留在 8 英寸先進節(jié)點——通常是 180 和 150nm?！?/p>

成熟制程不是一成不變的。一些晶圓廠通過改進來吸引新設計，從而為舊工藝注入新的活力。包括引入特定的晶體管設備來提高性能或最大限度地減少泄漏，縮小工藝以改善成本和工具利用率，增加特定的射頻功能或高電壓以實現(xiàn)混合信號系統(tǒng)，或增加汽車級認證。

Chiplet 技術的出現(xiàn)也影響了這些選擇。理論上，人們不再需要將某些功能遷移到更先進的節(jié)點，只需將所有功能放在一個芯片上即可。相反，只有真正需要先進節(jié)點功能的部分才能移動到那里，從而最大限度地減少昂貴節(jié)點的芯片尺寸。其余部分可以作為單獨的小芯片集成在封裝內。盡管小芯片可以節(jié)省芯片成本，但先進封裝成本必須降低才能實現(xiàn)凈成本節(jié)約。