2022年“缺芯”观察:晶圆厂扩产后机会在哪里

“缺芯”是2021年一整年的热点词,汽车领域缺芯尤甚。根据汽车行业数据预测公司AFS(AutoForecast Solutions)的最新数据,截至2月13日

  “缺芯”是2021年一整年的热点词,汽车领域缺芯尤甚。

  根据汽车行业数据预测公司AFS(AutoForecast Solutions)的最新数据,截至2月13日,由于芯片短缺,今年全球汽车市场累计减产量约为52.74万辆,较截至2月6日累计减产量(37.05万辆)大幅增长42%。

  消费电子产业也逃不过缺芯的冲击,华为、真我、荣耀、小米手机的多款热销机型都处在缺货状态。1月23日,消费电子大厂长盈精密(300115.SZ)发布2021年业绩预告,扣非净利润预计亏损超过6.5亿元。公司表示,部分生产制造基地受疫情、客户芯片短缺等影响,产能利用率下降、生产成本上升是原因之一。

  2022年还会缺芯吗?缺芯什么时候能够缓解?其中又能够浮现哪些机会?

  2021“缺芯”始末

  造成2021年“缺芯”的因素是多方面的。

  在1月20日的国新办发布会上,工信部新闻发言人、运行监测协调局局长罗俊杰表示,芯片短缺主要有两方面原因:一是随着社会智能化程度的不断提升,芯片作为智能设备最关键的组成部分,需求持续增长;二是全球疫情蔓延,个别国家对他国企业进行无理的制裁和打压,对全球半导体供应链造成了严重冲击。此外还有多种因素的叠加,客观上造成了“缺芯”问题的出现。

  为何汽车领域的“缺芯”最严重?

  “缺芯首先表现为汽车电子出现大面积停产,主要是由于缺少相关的EPS和ETC芯片。”万业企业副总裁兼董秘周伟芳此前对第一财经表示,华为2020年采购了1800亿元的芯片,把主要芯片厂的产能份额都抢了下来,代工厂也将产能主要给了这些头部公司,导致中小芯片设计厂拿不到产能。而汽车电子厂家在传统芯片厂的投片量大约只占5%,因此缺芯情况下,汽车电子的产能首先受到影响。

  据周伟芳描述,与手机芯片设计公司缺产能直接向晶圆厂沟通不同,汽车电子不直接向晶圆厂下单,其采购机制层层传导:先是汽车厂排产能,下单给集成厂,集成厂再向模组厂下单,模组再到芯片,产业链较长。“所以手机厂商对终端的感知会比汽车电子早两个月左右。”

  汽车半导体企业芯驰科技副总裁徐超在接受第一财经专访时表示,一方面,全球新冠疫情席卷使得主机厂下调了2020年下半年的产能预期,芯片行业分配给汽车产业的产能随之大幅减少,而各种危机性事件和自然灾害又造成半导体制造和封测整体产能下滑。

  比如马来西亚在全球疫情缓解之后发生了二次疫情,对车规芯片造成了很大冲击。中国台湾地区2021年是30年来降水最少的一年,此外美国德州暴风雪、东南亚台风、地震等,这些事情叠加到一起,对产能供给造成了直接影响。

  徐超表示,另一方面,中国汽车市场的复苏比预期快,对于芯片的需求急剧增加,而芯片的采购周期一般需要半年以上,与汽车产能的爬坡二者之间存在时间差,无法迅速实现供给平衡。

  “所以可以看到,汽车行业跟半导体行业如果缺少沟通交流,缺芯会阶段性存在,但是疫情也进一步放大了这个事情。”徐超表示,另外,还有人为因素,不少代理商和经销商恶性囤货和炒货。

  2022年芯片需求乐观

  整体来看,市场对2022年芯片需求持乐观态度。

  全球晶圆代工龙头台积电在1月13日的业绩交流会上表示,5G和HPC(高性能计算机群)相关应用的行业大趋势支撑了半导体需求的长期结构性增长。

  台积电首席执行官魏志正表示,2022年全年,预计整个半导体市场(不包括内存)将增长约9%,代工行业的增长将接近20%,而台积电的代工收入预计能够实现20%以上的增长(以美元记)。

  IC Insight近期更新了2022年全年全球半导体市场需求增速,为约11%,而2021年增速达25%。“2017年是半导体大年,整个半导体(供给)非常紧张,那一年全球的需求增长在13%左右,2022年是接近2017年13%的高增长。”某电子行业首席分析师表示。

  该分析师认为,半导体需求看的是增量市场,主要是汽车、IoT和矿机三大块。

  汽车市场需求主要集中在8英寸的功率半导体。约30%的8英寸晶圆下游在汽车领域,预计未来这一比例会增长到60%。由于汽车的大量需求存在,8英寸需求将长期紧张。

  徐超认为,智能汽车对于电子电气架构的要求越来越高,除了汽车半导体存量市场之外,智能座舱与自动驾驶等对于芯片在性能、算力、稳定性方面的需求也日趋旺盛。

  Strategy Analytics数据显示,2020-2025年,汽车半导体(包括传感器)市场年复合增长率(CAGR)预计将超过 17.5%。不包括半导体传感器,汽车半导体需求CAGR预计将更高,为18.3%以上。据预测,到2025年,全球汽车半导体市场规模将达到855亿美元,到2028年将达到1046亿美元(包括半导体传感器)。

  IoT市场需要用到MCU、norflash、WiFi蓝牙等,对应12英寸的成熟制程(28~65nm)。“展望2022年,我们在IOT需求里更看好的是一些能够通过产品升级迭代去获得更好竞争力的公司。而且整体的国产替代需求趋势一直在(如MCU国产替代需求)。”

  该分析师认为,矿机需求主要在集中在12英寸先进制程。前期由于国家查处加密货币,整个矿机的全网算力跌到峰值的1/3,现在基本完全恢复。这些基本都是新增算力,因为矿机很难运出国,导致一般海外建厂都采用全新购买的矿机去建厂。手机制程跟矿机制程是重叠的,由于最近这段时间矿机需求很猛,挤压了手机处理器,导致一些4G以及低端5G的处理器非常紧张。

  “综合来看,三大下游新兴应用对应三大段不同的制程。其中特别看好8英寸,12英寸IoT需求也已经从底部爬起来了。”上述分析师表示。

  供给端,主要晶圆厂大幅扩产

  供给端来看,2021年全球各大晶圆厂都在大力扩产。

  台积电2021年4月表示将斥资28.87亿美元扩充南京厂28纳米成熟制程,扩增月产能4万片,同年11月,又宣布于日本兴建12英寸晶圆厂,月产能约4.5万片,同时于中国台湾地区建立7纳米及28纳米晶圆厂,均于2024年竣工。

  台积电在1月13日的业绩交流会上表示,2022年,台积电的资本预算在400亿-440亿美元,其中约70%-80%用于先进工艺,包括2nm、3nm、5nm、7nm,约10%的资金用于先进包装和口罩制造,10%-20%的资金用于先进技术。

  三星、联电、英特尔、格芯也都在2021年宣布了扩产计划。

  与此同时,IC Views统计显示,2021年中国大陆半导体公司在生产线投资总金额达1900亿元,中芯国际和华虹半导体作为晶圆代工双雄,都在大力扩产,其中,中芯国际在北京、上海、浙江、广东、天津五地都有布局,投资总额超760亿元。

  中芯国际联席CEO赵海军2月10日在公司2021年第四季度业绩说明会上表示,产能方面,中芯国际2021年8英寸晶圆增长超过4.5万片的预期,12英寸晶圆也超过1万片的预期。最终整体增长大约为等效8英寸10万片。预计2022年产能等效8英寸13万-15万片,总出货量增长在20%左右。“但今年的先进工艺更多,ASP会更高。”

  中芯国际方面称,为了持续推进已有老厂扩建及三个新厂项目,2022年依然是投入高峰期,资本开支预计约为50亿美元,产能增量预计高于去年。2021年中芯国际资本开支约为45亿美元。

  赵海军表示,“2022年初上海临港项目已破土动工,北京和深圳两个项目稳步推进,预计2022年底投入生产。三个新项目满产后,将使公司总产能倍增。”

  华泰证券预计,2023年中芯国际产能将在2021年60.5万片/月的基础上增加至91.6万片/月(折合8英寸),扩产幅度达51.4%。

  华虹半导体是中国大陆专注特色工艺的晶圆代工龙头企业,在嵌入式闪存、功率半导体领域具备技术领先地位,也是中国大陆最大的8英寸晶圆代工厂。截至2021年11月,公司运营3条8英寸生产线,产能约为18万片/月;以及一条12英寸生产线,产能约为6.5万片/月,是全球第一条12英寸功率器件代工生产线。

  缺芯下半年或缓解,部分设计厂得喘息

  综合来看,2022年,半导体需求乐观,而在晶圆代工厂大力扩产之下产能也逐步释放,“缺芯”有望迎来缓解。

  多位分析师告诉第一财经,2022年上半年,缺芯问题仍然存在。“经济正常运行的情况下,下半年就缓解了。”

  前海开源基金经理魏淳此前对第一财经表示,预计2022年全球半导体产能紧张的态势大概率会全面缓解,但后续仍应观察疫情等因素对全球供应链的影响。2022年,全球半导体供需将逐步趋于平衡,普遍的缺货情况将不会再现,大部分产品价格亦将逐步回落。

  不过,多数分析师仍认为,如果疫情影响严重,缺芯缓解的时间还会继续延后。下半年结构性缺芯可能仍然存在,汽车仍是最紧缺的领域。

  对于汽车领域的缺芯,徐超表示,从半导体周期看,预计2022年第二季度会回到一个正常状态,但以后还会有缺芯的情况出现,只是随着主机厂跟芯片公司的交流越来越深入,这种情况会越来越好处理。

  浙商基金基金经理陈鹏辉则告诉第一财经,从晶圆代工这个角度来看,最好的时候可能已经过去了。晶圆代工的周期属性更强,对于芯片设计企业来说,成本已经达到最高水平,后续只会减少。

  不过,晶圆代工价格仍在上涨。

  目前,台积电、联电、力积电、世界先进等晶圆厂均已发布2022年一季度涨价计划。对于2022年全年晶圆代工厂涨价情况,Digitimes预测,2022年二季度起涨价趋势或将有所收敛,后续需要关注龙头企业台积电下一步已否还会有涨价计划。

  当然,市场也存在对“缺芯下半年缓解”更为谨慎的观点。

  格罗方德半导体公司CEO称,公司直至2023年年底的芯片产能已被完全订购,他预测“缺芯”问题在未来5到10年内无法完全解决,全球半导体供应链可能会长期处于供应偏紧的局面。