2022年8寸晶圆市场现状研究分析 八英寸晶圆成熟制程热度仍将持续

  • 来源:东吴证券
  • 发布时间:2022/02/17
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1. 8寸晶圆供给缺口短期难缓解

2010 年后晶圆厂产能扩产集中于 300mm,十二寸晶圆已成主流。根据 SEMI 的调 研,自 2011 年起,在全球不同尺寸晶圆中,12 寸硅片总出货量市占率超过 50%,且自 2014 年起稳定在 60%以上,而 8 寸硅片仅占总市场规模 25%。伴随客户需求放量,2019- 2021 年联电、华虹、中芯国际等主要 8 寸晶圆代工厂产能利用率已接近满载。随着汽 车、工业、需求复苏和通讯、消费类需求的扩大,8 寸晶圆供需关系将更加紧张,短期 内将难以得到有效缓解。

我们认为,从供给端的角度,产能扩张主要受以下两方面条件的限制:1)晶圆厂建 设标准高、周期长,开支较高;2)机台设备价格高昂,二手设备稀缺,厂商难以降本。

晶圆厂建设标准严格、建设周期缓慢,资本开支较高,制约供给端扩张。根据麦 肯锡的报告,建设一座新厂一般需要 12-18 个月,其中建造洁净室、搭建厂房、动力 设备等因素均会影响工程节奏。由于空气分子污染物(AMC)是晶圆缺陷和工厂良率 损失的主要来源,故制造环节的环境条件极为苛刻,如光刻车间洁净度须达到 ISO 1 级,为美国联邦标准最高等级。此外,工厂的良率和产能爬坡仍需 6-18 个月,并受到 生产工具交付时间、设备联接等因素制约。根据各公司官方披露的数据,台积电 2018 年已投产的 12 寸产线耗资约 200 亿元人民币,2014-2018 年中芯国际新建的 8 寸及 12 寸产线耗资均超过 100 亿元人民币。

机台设备价格高昂、供给有限,晶圆厂扩张降本困难。根据 IT 研究咨询公司高德纳的报告,在晶圆厂典型的资本开支中,厂房建设仅占总开支 20%-30%,其他 70%-80% 主要为设备投资,其中最为核心的即是光刻机、蚀刻机、薄膜沉积设备等前道设备。新 设备的成本管控风险高,二手设备更具成本优势。由于关键零部件的缺乏,半导体设备 制造同样陷入停滞,新设备价格高昂、交付周期延长,二手设备供给稀缺、一机难求, 导致晶圆厂建设难以降本,供给扩张受限。

2011 年起 8 寸整体产能扩张幅度较为平缓,产能利用率维持在较高水平。由于 IDM 厂未进行大规模扩产,自 2007 年至 2019 年,全球 8 寸晶圆产能增速逐年下降。据 Omdia 预测,随着 8 寸硅片的投片量、销售量提升,从 2020 年起,晶圆厂的 8 寸晶圆产能利 用率将维持在 90%以上,并持续维持在高位。

图:全球晶圆厂八寸整体产能预测

2. 8寸晶圆下游需求持续高景气,远期空间较大

8 寸成熟制程方面,全球半导体行业供需紧平衡仍有望维持。据 SEMI 统计,按照 技术平台划分,8 寸晶圆市场主要由场效应逻辑(MOS Logic)、模拟(Analog)、光电 (Opto)、分立器件(Discrete)、传感器(Sensors)、存储(Memory)、微逻辑(Micrologic) 等下游组成,其中模拟芯片和分立器件的营收各占 23%和 17%份额。2018 年来,模拟 芯片和功率半导体市场规模发展迅速,据TMR预测,2018-2026电源管理芯片市场CAGR 将达 10.7%。因需求增速较高,虽企业积极扩产,新增产能可在一定程度上缓解供需矛 盾,但 8 寸晶圆供需关系将仍将保持紧张态势。

由于短期成本收益不足,8 寸晶圆向 12 寸转移有限。随着半导体供需紧张进入常 态化,部分 8 寸工艺向 12 寸转移,但 12 寸产线所对应的更精细制程将带来更大成本。 据麦肯锡报告,随着制程的精细化,芯片研发成本及建厂成本将飙升,65nm 成熟制程 芯片的设计成本约 280 万美元,规模化建筑成本约 4 亿美元;16nm 芯片的设计成本则 超过 1 亿美元,规模化建筑成本超过 10 亿美元;而 5nm 先进制程的设计成本将超过 5 亿美元,规模化建筑成本超过 50 亿美元。此外,客户产品从 8 寸转 12 寸平均需要 3-12 月,且设备的产能爬坡和良率提升仍需一段适应期,客户选择迁移亦有所顾忌。

随着 5G 手机渗透、新能源汽车、物联网发展助推下游市场需求增长,8 寸晶圆远 期需求空间可观。从 8 寸主要下游需求出发,1)通讯与电子消费品领域,MCU、通用 MOSFET、智能卡芯片、超级结及电源管理芯片等 8 寸产品的需求增长迅速,伴随 5G 换机,存储、逻辑与射频芯片用量提升,将进一步拉动 8 寸晶圆需求;2)工业及汽车产品领域,在全球半导体市场中增速最为突出,其增量主要来自功率半导体,主要得益于 IGBT 及通用 MOSFET 产品的需求增加。随着智能制造与物联网的推广、新能源汽车的 放量及 ADAS 的逐步渗透,8 寸市场将维持较高的景气度。

图:全球半导体销售额与八寸晶圆关系

3. 产能满载,ASP 提升,8 寸晶圆营收利润持续增长

受益于下游需求的高景气,公司 8 寸营收维持平稳增长,毛利率稳中有升。公司销 售收入连续 3 季度创历史新高,据 2021 年三季报披露,公司 8 寸厂实现营收 3.14 亿美 金,同比提升 33.2%,环比提升 20.2%。主要受惠于 ASP 上涨及产能利用率保持高位, 公司 8 寸产线毛利率稳步提升,2021 Q1 毛利率达 27.3%,Q2 毛利率达 31.6%,Q3 毛 利率达 35.2%。根据公司发布的指引,预计 Q4 毛利率约在 27%至 28%之间。

公司订单饱满,产能利用率满载,ASP 上升且仍有小幅提升空间。由于下游市场需 求旺盛,公司 8 寸产线持续满负荷运行,产能及产能利用率进一步提高。从 2020Q3 至 今,8 寸产能利用率维持在 100-115%,2021Q2、Q3 产能利用率提高至 112%。为顺应市 场需求,公司 8 寸产品结构持续优化,带动 ASP 上升。根据我们测算,公司 2021Q3 的 8 寸晶圆 ASP 约为 506 美元,较 2020Q3 ASP 的 440 美元、2021Q2 ASP 的 480 美元分 别同比和环比提高 15.0%、5.5%。失衡的供需结构为公司提供更大话语权及定价权,我 们预计公司 8 寸 ASP 仍有一定上升空间。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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