晶圆代工形势火爆,带动半导体设备增长

近几个月，半导体行业的热点和主题一直是产能吃紧和涨价，已经非常成熟的IC设计+晶圆代工产业模式，分工明确，效率越来越高，这在客观上也推升了产能吃紧程度。在这样的产业背景下，近期出现了一系列十分吸引眼球的“新鲜”事件。

就在昨天，业界传出消息，IC设计大厂联发科为了巩固电源管理IC产能，自掏腰包16.2亿元新台币采购了一批半导体设备，租给晶圆代工厂力积电抢产能。

由于5G需求大爆发，加上远程办公／教育需求持续旺盛，联发科在2020上半年向力积电每月下单3000片12吋晶圆用于生产电源管理IC。进入下半年后，下单量快速拉升到每月7000片，全年取得12吋电源管理IC用晶圆数量达到6万片。即使如此，仍不能满足客户订单需求。基于此，预计到2021年，联发科每月将从力积电获得上万片电源管理IC的12吋晶圆产能，全年取得电源管理IC晶圆数量将比2020年翻倍增长。

而联发科的产能状况只是整个市场的一个缩影，类似这样的情况大量存在。

传统上，只有晶圆代工厂、封测厂和IDM才会购买半导体设备用于自家的生产，而IC设计厂是无Fab模式，是不需要半导体设备这类重资产投资的，这也是当初产业由IDM分化为IC设计+晶圆代工模式的主要原因，即分工明确，提升了产业效率。此次，联发科采购半导体设备，在租给对应的晶圆代工厂的操作非常罕见。这也从一个侧面反应出，当下晶圆代工产能吃紧状况已经非常普遍，且程度很深，从而形成了巨量的市场空白。而量变必定引发质变，IC设计厂商权衡后，认为做出少有的购买半导体设备这一举动，投入产出比依然为正，且后续带来的收入非常可观，只有如此，才会做出这样的决定。可见，市场对产能的需求是多么的大而强烈。

除了联发科这一吸睛的操作之外，近期还有多种因产能吃紧而出现的不同寻常事件，如三星晶圆代工业务部针对旗下的8吋晶圆厂进行自动化扩建投资，以提高生产效率。一般情况下，业界12吋晶圆产线为全自动化生产，也就是在无尘室中借助架设在高处的运输系统移动晶圆盒。不过，8吋晶圆盒仍由工作人员用搬运车运送。据韩媒报道，三星已经在部分8吋晶圆厂的产线测试自动化运输设备。这样的自动化升级，需要投入大量的资金，据三星估计，如果要在所有8吋晶圆厂中导入自动化运输设备，可能需要约870万美元的附加投资。而且，这样的投资也是有风险的，不能绝对保证取得预想的生产效果。

此外，由于产能越来越紧张，很多小型IC设计公司到处找产能而不得，即使是加价也拿不到，因此还上演过一些很是让人心酸的悲情场面。

可见，无论是IC设计的代表联发科，还是晶圆代工的代表企业三星，为了产能，都在不惜血本，甚至不约而同地改变了各自原有的经营模式。与此同时，规模较小的IC设计和晶圆代工厂则没有那么强大资金实力，能够在这一大波机遇中分得的蛋糕就比较有限了，甚至有被“挤压变形”的风险。

总体来看，这种产能严重吃紧的状况，使得相关的IC设计厂商，晶圆代工厂，以及半导体设备厂这三方成为了最主要受益者。

晶圆代工催涨半导体设备

在IC设计厂商、晶圆代工厂和半导体设备厂这一链条上，晶圆代工厂与设备商直接产生联系，而晶圆代工厂的火爆，直接带动着半导体设备市场的增长。据SEMI统计，今年9月，北美半导体设备制造商出货金额达 27.5亿美元，月增3.6%，年增40.3%，创今年新高，并创下连续12个月超过20亿美元的佳绩，还创下近 20 年来单月历史新高。

SEMI 认为，2020年，随着数据中心基础建设和服务器存储需求增加，加上疫情以及美中贸易战加剧，供应链为预留安全库存，带动芯片需求提升，是带动今年晶圆厂设备支出大幅增长的重要因素。

近期，台积电也针对资本支出做出展望，预计今年资本支出将贴近170 亿美元，这也从一个侧面反映出客户下单并未因疫情而减缓，需求相当强劲。

SEMI认为，这一波设备支出走强，占晶圆制造设备销售约一半的晶圆代工和逻辑制程支出贡献最多，2020 年及 2021 年都维持个位数稳定增长；DRAM 和 NAND Flash 在2020 年支出将超过 2019 年，且在 2021 年增长幅度都将超过20%。

另外，晶圆厂设备包括晶圆加工、晶圆厂设施和光罩设备，预计 2020 年将增长 5%，受惠于内存支出复苏，以及先进制程与中国市场的大力投资，2021 年将大幅上升 13%。

按地区来看，中国台湾、中国大陆与韩国都是 2020 年及 2021 年设备支出金额的领先市场，其中，中国台湾2020年设备支出在去年大增 68% 后，略微修正，预计 2021 年将回升，反弹幅度达10%。

由于中国台湾是全球范围内晶圆代工业最发达的地区，这里的半导体设备支出会明显高于其它地区。而采购设备，本来都是晶圆代工厂做的，如今作为IC设计大厂的联发科也加入这一采购大军，无疑会进一步提升台湾地区在全球半导体设备市场的影响力。

IC设计厂商的重资产化

在过去的半个世纪，整个半导体行业一直是从单一的IDM向IC设计+晶圆代工这一分工合作方向发展，但最近几年，特别是从2015年在全球掀起的半导体并购狂潮开始，整个产业似乎在从分散向整合方向演进。这其中，有相同业务模式公司之间的合并，也有不同业务模式公司的合并。与此同时，原本单一业务模式的厂商，也越来越多地在向复合业务模式方向发展。

典型代表就是台积电，该公司本来只做晶圆代工，但随着市场地发展，进入本世纪第二个十年以后，台积电开始导入封装测试业务，因为这样可以进一步提升市场掌控力和话语权，提升产品上市速度。

另外，就是有越来越多的IC设计厂商涉足芯片生产过程，特别是封装测试领域，相比于晶圆代工，IC设计厂商进入封测业务的投入相对少，门槛也会低一些。它们这样做的主要目的同样是提升市场掌控力和话语权，提升产品上市速度。最具代表性的就是CMOS图像传感器（CIS）领域，由于CIS在2019年出现了井喷，严重供不应求，促使一些CIS芯片设计厂商开始投入大量资金建厂、购置封测设备，从原来的fabless业务模式，逐步转型为fab-lite。

此次，在产能严重吃紧的产业大环境下，联发科直接购买半导体设备租给相应的晶圆代工厂，似乎在从另一个角度诠释着IC设计业的变迁态势，以后很可能会出现更多类似的现象。

最近几个月，联发科曝光率一直很高，这与华为有着很大的关系。由于受到贸易限制，华为原有的美国芯片元器件供应链受阻，特别是手机处理器、电源管理和无线连接芯片，而这些正是联发科的强项，因此，华为向其发出了大量订单，这在很大程度上导致了其产品的供不应求。

另外，还有消息称，联发科有希望拿下苹果订单，最有机会打进的是iPad或是iPhone 产品线，如果属实的话，这将会进一步提升其2021年业绩。或许，这也是该公司不惜花大价钱购买设备租给晶圆代工厂，为其保证产能的一个重要原因吧。总之，如果能同时拥有华为和苹果这两大客户的话，前期多进行投资，是非常值得的。

尝鲜

为了寻求产能支持，有些电源管理IC和MOSFET厂商正在考虑从8吋晶圆升级到12吋晶圆生产，不过，这种想法的可操作性不强，主要原因在于，用12吋晶圆生产MOSFET在技术层面没有问题，但就目前的产业情况来看，成本难以接受。而起初的参与者，都属于“尝鲜”、吃螃蟹的。

此次，联发科购买的半导体设备将租给力积电，主要是为了保证其电源管理IC产能。这里就涉及到了“尝鲜”的话题。具体来讲，就是由于电源管理IC大多采用8吋晶圆制造，鲜少厂商使用12吋晶圆生产，因为12吋晶圆大多提供给逻辑制程使用，而力积电本来就具备DRAM技术，因此拥有12吋铝制程产能，较适合量产电源管理IC技术，而台积电、联电在12吋生产大多以铜制程，相比之下不适合量产电源管理IC，因此，联发科才会罕见采购设备回租给力积电，以巩固其未来电源管理IC产能。

联发科似乎有“尝鲜”、开创新业务和模式的传统。早在20年前，当时的联发科在业内还是岌岌无名的晚辈，当时，该公司凭借“一站式”的手机方案，即为手机客户提供主芯片和参考设计，从而解决了手机80%的设计工作，客户只需要完成后续的20%工作就可以了。一举统治了山寨机市场，并由此打下了立足产业的基础，才有机会发展壮大到今天。

目前，ASIC设计服务正在兴起，联发科的ASIC设计服务在业内也是一绝，也是较早投入发展该业务的半导体厂商。目前，在提供ASIC设计服务的企业里，联发科是数一数二的。不久前，有消息称，当下在处理器市场热得发烫的AMD将ASIC设计服务订单交给了联发科，也从一个侧面展现出了其ASIC设计实力。

如今，联发科又开始涉足半导体设备业务。可以说，该公司一直走在不断尝鲜的路上。
责任编辑:tzh

代工吃紧芯片产业

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