為何台積電、聯電、中芯國際都向28nm加碼?
據悉,台積電和聯電的22/28nm工藝產能已滿載,且至少持續到2022年底,因為一些消費電子芯片的客戶騰出的產能很快就會被包括索尼和英飛凌在內的其他客戶填補。此前有消息稱,台積電為彌補成熟工藝產能利用率下降,要求欲下單尖端工藝的客戶將訂單轉移至成熟工藝。
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多年以來,聯電堅持深耕28nm。最近,三星又將其28nm OLED驅動器芯片交由聯電代工,每月可以消耗1萬片以上的產能。由於聯電突然增加了三星的代工訂單,占用其28nm製程的產能,導致28nm在市場上出現了供不應求,價格頻頻上漲。有內部人士表示,聯電28nm製程的代工價格已經超過了台積電。
聯電的28nm還瞄準了汽車賽道。如今的聯電已拿下八大車用芯片領域關鍵認證,涵蓋功率半導體、WiFi/藍牙等無線通訊應用、毫米波雷達感測器(Radar sensor)、Auto AP、微控制器(MCU)、CIS感測器、OLED/LCD驅動IC、MEMS傳感器等,幾乎所有車用芯片必備的認證都已到手。
聯電還取得了英飛凌、恩智浦、德州儀器、微芯科技等車用芯片大廠大單,這些客戶在全球車用芯片市占總和超過三成,近期也在爭取22nm相關車用認證,全力強攻車用市場。由於車用芯片可靠度要大於15年,再加上零缺陷(Zero Defects)的要求,聯電獲得多家大廠新認證,凸顯技術競爭優勢。
至於28nm製程未來是否會出現供過於求,聯電負責人表示,28nm製程是非常成熟的節點,綜合效益非常高,未來的需求仍會繼續上漲。為了應對未來的不確定因素,聯電也採取了長約機制,且長約合同已經覆蓋了28nm製程差不多80%的產能。即使到了2023年,市場情況出現了轉變,對聯電的影響也不會太大,聯電將有足夠的時間來進行調整。
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當前整個芯片市場,28nm及以上的成熟工藝,占到了75%以上的份額,先進工藝其實只占25%左右。4nm和5nm的客戶也只有高通、聯發科、蘋果和華為四家公司。除去華為,只剩三位。
因為工藝越先進,流片成本越高,晶圓價格也越貴,對5nm芯片來說,流個片就是上億美元,而對4nm芯片,上億美元只是一個光罩的價格,導致3nm很少有人用得起。前段時間英特爾取消了與台積電3nm訂單,最終選擇了5nm工藝。接下來蘋果似乎也對台積電3nm工藝產生了動搖。
據悉,台積電內部已經放棄3nm工藝,將重心轉移至N3E工藝,因為後者成本更低。台積電計劃2023年下半年實現N3E工藝的量產。
今年以來由於全球芯片產能過剩,美國芯片企業AMD、英偉達、高通都已傳出砍單的消息,而且由於自身利潤壓力,這些美國芯片企業都要求包括台積電在內的芯片代工廠降低芯片代工價格。
在先進工藝面臨諸多因素影響之下導致獲利能力下降,因此台積電才轉身再次擴張成熟工藝,因為成熟工藝的成本更低,而目前興起的汽車芯片也更多採用成熟工藝,顯示出成熟工藝有巨大的成長空間。
所以我們看到台積電,現在也在大規模的擴產成熟工藝,甚至表示接下來3年,成熟工藝產能要提升50%,原因在於:只有工藝成熟,才有足夠客戶。
還有近期中國大陸的芯片製造企業中芯國際宣布投資75億美元擴張28nm工藝產能,此舉也必然會對台積電造成影響。
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除了新定的天津工廠外,中芯國際手中還掌握4個28nm新建工廠項目,分布在北京、深圳和上海。一旦這些工廠全部投入運營且滿負荷運載,那麼中芯國際的產能可以翻倍。
不過在需求低迷的當下,中芯國際又為何逆勢擴產呢?
2021年,中國大陸集成電路市場規模為1865億美元(本土消耗),而實際在大陸製造的芯片產值僅為312億美元,自給率約為16.7%。而這312億美元中,大陸本土企業只占123億美元,占比為39.4%,僅占全球市場的2.4%,占國內市場的6.6%,可見自給率遠遠低於70%的目標。
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來源:IC Insights
28nm工藝作為成熟工藝與先進工藝的分界工藝,從實際市場來看,現在也就只有電腦、手機等少部分芯片在追求5nm、7nm,像車用、工業用、物聯網等芯片,大部分都還是28nm甚至更成熟的工藝,而中國市場需求巨大,產能嚴重不足,所以中芯擴產28nm,只要良率高,性價比高,不可能產能過剩,只會供不應求,所以擴產也是沒問題的。畢竟,把成熟市場發展好,才有足夠的力量去投高端工藝。
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