2020年全球芯片代工产值估年增23.8%创新高

TrendForce旗下半导体研究处表示,2020年疫情导致众多产业受到冲击,然受益于远程办公与教学的新生活常态,加上5G智能手机渗透率提升,以及相关基础建设需求强劲的带动,使全球半导体产业逆势上涨,预估2020年全球芯片代工产值年增长将高达23.8 %,突破近十年高峰。

从接单状况来看,半导体代工产能的吃紧预估将至少延续到2021年上半年,在10nm等级以下先进制程方面,台积电与三星(Samsung)现阶段产能都在近乎满负荷的水准,且明后年将陆续有4 / 3nm制程问世,使得ASML的EUV设备已经成为各家芯片厂亟欲争夺的稀缺资源,没有EUV机台就无法在先进制程上扩大产能。除此之外,28nm以上制程在CIS、SDDI(小尺寸显示驱动芯片)、RF射频、TV芯片、Wi-Fi、蓝牙、TWS等众多需求支撑,加上Wi-Fi 6、AI Memory异质集成等新兴应用注资,产能也有日益紧缺的趋势。

值得一提的是,8英寸产能自2019下半年起即一片难求,由于8英寸设备几乎已无供应商生产,使得8英寸机台售价水涨船高,而8英寸芯片售价相对偏低,因此普遍来说8英寸扩产并不符合成本效益;然而,如PMIC(电源管理芯片)、LDDI(大尺寸显示驱动芯片)等产品在8英寸厂生产却最具成本效益,并无往12英寸甚至先进制程转换的必要性。当时序进入5G时代,PMIC尤其在智能手机与基站需求都呈倍数增长,导致有限的产能供不应求,虽然部分产品有机会逐步转往12英寸厂生产,但短期内依然难以纾解8英寸需求紧缺的市况。

台积电积极扩张5nm制程,2021年底将囊括近六成先进制程市占

观察目前最先进的5nm制程,台积电在华为(Huawei)旗下海思(HiSilicon)遭美禁令限制后,2020年初才量产的5nm制程仅剩苹果(Apple)为唯一客户,即便苹果积极导入自研Mac CPU及应用于服务器的FPGA加速卡,其总投片量仍难以完全弥补HiSilicon空缺的产能,导致5nm稼功率在今年下半年落在约85~90%。预期2021年,除苹果持续以5nm+ 生产A15 Bionic外,AMD 5nm Zen 4架构产品也将开始小量试产,支撑5nm稼功率维持在85~90%。

值得一提的是,2021年底至2022年,包括联发科(Mediatek)、NVIDIA及高通(Qualcomm)都已有5 / 4nm产品量产计划,加上AMD Zen4架构的放量,以及Intel CPU委外生产预估将于2022年首先采用5nm制程,庞大的需求量已促使台积电着手进行5nm扩产计划,且根据目前观察,苹果在2022年持续采用4nm(为5nm微缩制程)生产A16处理器的可能性相当高,届时不排除台积电将进一步把5nm产能再扩大,以支持客户强劲的需求。反观三星,虽然NVIDIA Hopper架构Geforce平台GPU将持续委由三星代工,加上高通Snapdragon 885及三星Exynos旗舰系列的注资,支撑三星5nm在2021年也有扩产计划,但相较于台积电仍有约两成的产能落差。

综合上述,近年来联电(UMC)、Global Foundries相继退出先进制程竞赛,撇除近期受美出货禁令缠身的SMIC,目前7nm及以下节点仅剩台积电及三星彼此较量。从客户别来看,在获NVIDIA大单后,三星也于平泽新厂积极扩张5nm产能,但当时序进入2022年,由于高通Snapdragon 895计划采用台积电4nm的可能性高,届时三星将仅有NVIDIA及三星LSI为主要客户;反观台积电,除了苹果、AMD、联发科、NVIDIA、高通外,更有机会获Intel CPU委外青睐。TrendForce认为,台积电5nm需求在2022年将相对稳定及强劲,且3nm制程也将于2022下半年量产,有望进一步推升其市场占有。

(首图来源:shutterstock)

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