新知一下
海量新知
6 5 2 3 1 9 7

半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

MIR 睿工业 | 信息创造价值! 2022/09/19 22:16

作为半导体产业的基石,硅片行业受到下游芯片景气度的影响,具有一定周期性,周期通常为3-4年。2020年随着“疫情经济”以及5G、新能源、AIoT的快速渗透,对芯片的需求不断提升,对硅片的需求也不断加大,半导体硅片处于景气上行周期,2021年全球硅片出货面积达142亿平方英寸,同比增长14%。

全球半导体硅片季度出货面积(亿平方英寸)

新知达人, 半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

但这样的好日子没过多久,从2022年开始,全球通膨飙高,疫情反复肆虐、消费需求遭到压抑,全球经济转弱。“市场低迷的幽灵”正飘荡在半导体行业的上空,业内的厂商也普遍感应到了即将到来的下行压力,尤其是当存储芯片价格提前下跌之际。

01

存储带着跑,硅片卖得好

在硅片行业,无论是信越化学、 SUMC O 也好,还是环球晶圆也好,包括SK Siltron。回顾这些巨头崛起的历程,我们会发现,他们之所以能够在一众硅片企业中脱颖而出,或多或少都与存储芯片的强劲需求有关系。

上世纪80年代被视作是存储器、大型主机的时代,日本汽车产业和全球大型计算机市场的快速发展,DRAM(存储芯片的一种)的需求剧增,日本半导体行业抓住了那次机遇。日本企业凭借大规模生产技术,取得了成本和质量上的优势,并通过低价促销的竞争战略,快速渗透美国市场和世界市场。1986年日本DRAM市场份额达到70%,取代了美国成为DRAM主要供应国。而这一时期正好也是日系两大家信越化学与SUMCO快速发展的黄金时期,硅片行业老牌霸主孟山都电子材料也在同期日本硅片厂商的发展势头下被压得喘不过气来。

无独有偶,环球晶圆四处搞并购的那几年正好赶上PC及移动端电子设备内存容量不断扩大的时代,以TWS为代表的可穿戴设备新型消费级市场快速扩张,以及大数据云计算技术不断释放对企业级存储的需求等多方因素的影响,存储器芯片行业整体不断发展,市场规模从2015年—2020年五年翻了四倍。另外,如今全球排名第五的硅晶厂商SK Siltron与存储大厂海力士同属SK集团,随着存储市场的快速发展,SK Siltron占有率也在逐年提升。

细究发现,存储芯片的发展路径和硅片企业崛起的路径奇妙重合并非偶然,这其中的联系要追溯到12英寸硅片与存储芯片的关系。

据统计,受益于全球半导体需求的高景气,全球半导体制造商在2021年和2022年持续建厂扩产,以满足市场对芯片日益增长的需求。这些新建工厂中,300mm(12英寸)厂占据主力。这也导致上游硅片产线中12 英寸硅片出货量屡创历史新高。可以说,12英寸硅片是现如今各大硅片厂出货份额最大的产品类型。

12英寸应用领域

新知达人, 半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

(数据来源:MIR DATABANK)

而从下游应用来看,12英寸硅片的需求主要来自于存储、逻辑芯片、CIS三大领域,其中存储DRAM、3D NAND、2D NAND合计占比达55%,是12英寸最大的应用领域。

因此,硅片企业崛起的逻辑大致可以理解为: 存储芯片是12英寸硅片的最大需求领域,12英寸硅片又是整个硅片行业的最大出品类型,而谁抓住了存储芯片订单,谁就能在半导体硅片行业中名列前茅。

02

下行周期,不忧和忧

业内人士普遍认为,存储芯片行业不仅是硅片行业更是半导体行业荣枯的风向标,2022年上半年存储芯片就在不断的下滑,不管是DRAM内存,还是NAND闪存,价格都是止不住的向下滑。紧接着晶圆代工持续吹着降价风,半导体市场进入库存调整期(去库存),晶圆代工成熟制程报价也继续下跌。根据半导体行业的周期轮动规律来看, 市场预期这波半导体库存修正将延续到2023年上半年。

对于上游半导体硅片行业来说,站在整个半导体行业下行的风口,也担忧也不忧,其不忧于现在,而忧在将来。

先说不忧的部分,虽然在半导体硅片下游的终端市场中,出货量最高的12英寸硅片需求最大的下游市场—手机市场呈现出明显的疲软态势。但数据中心、汽车等领域硅片结构性增长,需求不减,且汽车芯片是硅片下游增速最快的细分应用。

以数据中心为例,2022年四大云端巨头亚马逊、谷歌、Meta和微软预计将在全球30个新地区建设数据中心,Digitimes相关报道认为服务器芯片及零部件短缺可能贯穿整个2022年。

汽车方面,2022年上半年新能源汽车产销规模再创新高,但新能源汽车供应链显然没有适应销售规模扩张的速度,尤其是车规芯片。目前,行业中车用IGBT交货周期在50周甚至以上,供需缺口高达40%-50%,同时,车用MCU芯片交期已超40周,交付压力大。

因此,虽然消费电子(手机)市场已经无法成为硅片行业发展的强大助推器,但后续数据中心、HPC、汽车等业务已就位,即将成为新的引擎。

其次,作为最大宗的半导体材料,2020年下半年以来,在缺芯潮的带动下,硅片的供需缺口也在持续扩大。从产能来看,全球12英寸硅片在2020年之前主要依靠原有厂房进行产能扩充,新建厂房在2021年之后逐渐释放产能, 产能释放的高峰期将在2024年之后。

如今,还没等到2024年的产能释放,市场受到结构性缺芯的影响,中国台湾和大陆的硅片厂商也在抓紧扩产。像2022年6月27日,台湾环球晶圆宣布将在美国德克萨斯州谢尔曼市投资50亿美元,兴建全美最大的12英寸硅晶圆厂,预计2022年年底开工,2025年投产,最高产能可达每月120万片。

2022年5月25日,沪硅产业发布公告称,成立子公司实施300mm半导体硅片扩产项目。公告显示,新成立公司将在上海临港建设新增30万片集成电路用300mm高端硅片扩产项目。

2022年6月初,立昂微发布公告称,拟投资23亿元加码12英寸半导体硅外延片项目,项目建设期为2年,项目完全达产后,预计每年将实现销售收入17.78亿元。

国内部分硅片相关厂商国产替代进程

新知达人, 半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

(数据来源:MIR DATABANK)

尽管各大厂商如火如荼地投资项目、提高产能,但业内人士预测,2022年全球硅片产能增加量依旧无法满足需求量。也就是说上一轮全球硅片缺口还没被补上,现在汽车芯片、数据中心等领域又有强劲的需求,双层叠加,像车规MCU等供需缺口越来越大。因此,目前硅片厂商们手里不愁没有订单,只恨机器运转的不够快,跟不上客户需求。

需要注意的是,硅片行业中, 大厂们普遍长期供货协议(LTA)占比较高,尤其是下游晶圆代工厂的客户众多,长单拿到手软,目的是进一步减少硅片价格波动。

比如台胜科(Formosa Sumco Technology)是台塑和Sumco的合资公司,其硅片主要以现货价格销售,在2019年市场下行期间,LTA占比较高的硅片企业业绩波动较小,而长协比例较低的台胜科2019年营收下降28.9%。台胜科2021年宣布新厂计划,吸取了19年的教训,为确保新建产能稳定出货,LTA占营收比重已从过往约2~3成提升至目前6~7成。

说完不忧的部分,接下来该敲敲警钟了,先总结一下,目前硅片厂商应该担忧的问题都是长期性的,有可能会在未来两到三年发生,所以现在先未雨绸缪一番。

第一个是老生常谈的宏观经济下行风险,目前来看全球经济不景气将会持续相当长一段时间,而且疫情的反复目前来看也将会成为新常态,这些因素叠加之下,下游的一些传统需求将会持续疲软,前面我们提到过2024年硅片市场会迎来产能释放,但如果到时候下游一些行业的需求持续下降,新兴的行业又不能及时创造需求,那么等产能释放完毕之后,上游的硅片厂商可能会出现生产相对过剩的风险,再加上硅片毛利率波动受到硅片销售价格和产能利用率的影响。因此 当需求持续减弱时,硅片企业利润空间就收窄了,严重的话会导致企业停工,工厂停产。市场会面临新一轮洗牌,许多企业可能会在这个过程中“死掉”。

第二点是基于供应链上的风险。由于2020年以来的“缺芯潮”到2022年还在持续,导致一些自动化元器件厂商没有办法按时交货,货期延长,这会造成下游硅片生产设备交期推迟,扩产不及预期,各大公司收入将会进一步受到影响。

第三个担忧是如果硅片厂的主要客户(晶圆厂)因下游需求减弱或技术研发不及预期,导致投资推迟,那么一些头部厂商长订单也拿不到手,基本盘不稳。硅片企业资金没办法回笼,难以将其投入到生产与研发当中,尤其是现今主流的12英寸产线技术水平要求更高,产线投资更大,工艺流程中增加了如粗磨削机、精磨削机、双面抛光机等 12 英寸硅片制造的特需设备,且这些设备折旧费用很高。

当然,这些担忧是比较可预见的,不排除还有其它的不可抗因素干扰。但目前对于硅片厂来说当下的主旋律还是提高产能,保证供应,抓住长单。一些明智的企业可能会提前考虑行业下一轮洗牌的到来,届时将更加 考验每一家硅片企业的战略调整能力和供应链整合能力。

硅片制造工艺流程

新知达人, 半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

(信息来源:MIR DATABANK)

03

国产硅片厚积薄发

此次半导体行业下行危机,对于国内硅片厂上来说既是机会也是挑战,其中,机会是来自于中国半导体整个产业链,牵涉到国内晶圆厂的扩产计划,硅片制造设备的国产化替代等等。

国内晶圆厂商中芯、华虹等主要晶圆代工厂及士兰微、华润微、闻泰、长江存储等IDM厂商积极扩产,12英寸逻辑扩产主要集中于28nm及以上的成熟制程,预计到2023年形成产能106.5万片/月,相较2020年产能提升270%。不仅如此,国内8英寸晶圆厂产能预计将从2020年的80.5万片/月扩产至2023年的121.5万片/月,增长50%。

新知达人, 半导体下行周期,硅片厂商如何摆脱寒气?| MIR DATABANK

(数据来源:MIR DATABANK)

国内硅片企业像沪硅产业、立昂微等凭借在大尺寸硅片的技术积累以及产能优势,在营收端逐渐与其他硅片公司拉开差距,其中沪硅产业的硅片产品基本实现了逻辑、存储、图像传感器(CIS)等领域的应用全覆盖;立昂微在外延技术的研究方面也取得了不错的成果,其12英寸重掺外延片实现突破放量。虽然目前国产头部硅片企业与信越化学、SUMCO等国际硅片巨头还存在差距,但也稳稳占据第二梯队。

从短期来看,SUMCO等国际硅片巨头表示只能满足LTA的订单,而非LTA的订单无法供应,建议国产硅片厂上可以从这一点开始破局: 发挥本土化供应链的优势,在稳定自身LTA订单之外,还要抓住外资鞭长莫及的非LTA的订单,以此来加快客户验证及导入的进程,趁机进行国产替代。

长期来看,随着中芯国际等晶圆厂龙头开启新一轮扩产周期、技术升级、晶圆产能向大陆转移以及国内政策的大力支持,中国半导体硅片市场迎来新一轮上升周期。这一系列的新变化使得半导体等核心技术的国产化需求凸显, 国内产业链企业有也意调整供应链以分散风险,给国产硅片企业更多机会,国内硅片企业积极扩产,国产替代有望加速。

当然,市场不是简单的此消彼长,实际情况要远比人们预期的复杂。巴菲特说:“别人贪婪我恐惧,别人恐惧我贪婪。”虽然硅片国产化替代是大势所趋,但也面对挑战:如果客户认证周期过长,国内厂商的产品研发技术水平或者产品质量达不到要求,则可能影响国产替代的进程,再加上一些前文提到过的担忧,未来国产替代仍旧任重道远。

更多“半导体”相关内容

更多“半导体”相关内容

新知精选

更多新知精选