集微网消息(文/思坦),近期,“老大哥”IBM突然发力2nm,让本已清晰的先进制程格局,再次风云突变。
台积电的5nm正式交货还未满两年,2nm/3nm之争却已有燎原之势,顶尖大厂们对先进制程的追求似乎一如既往。
然而,纵观“缺货”常态化的当下IC产业,要实现超越,摩尔定律已不再是金科玉律。
显而易见的是,以28nm为代表的成熟制程,正成为二线厂商向顶流们发起冲击的最强武器。
图源:彭博
成熟制程坐地起价 制造、设计厂主动权交换
今年起,晶圆涨价持续给下游IC设计厂商的运营能力带来挑战。在这其中,以成熟制程产品为主要增长动力的联电涨声最“响”,也最为激进。
去年下半年,联电针对新追加投片量订单提价10%。今年1月底又提高12英寸晶圆代工报价,涨幅高达15%。两个月之后,联电宣布4月再提价一成。本月初,联电据称计划7月1日再次调涨其代工价格,28nm制程报价从1600美元调高至约1800美元。
需要指出的是,据业内人士向集微网表示,媒体爆出的1800美元价格仍然过低,据其了解,当前28nm制程业内报价在2300美元-2500美元之间,即使是大客户也无法获得将近1800美元这么大的折扣,且联电与台积电报价差不多。
与之相对的,是近期业绩大爆发的联发科,据称完全接受联电涨幅通知,几乎是呈现不问价格,只求有产能、不影响出货的情况。
与此同时,联电上月宣布将与多家客户共同扩充位于台南科学园区28nm制程、月产能2.75万片的Fab 12A P6厂区产能,总投资约1000亿元新台币,扩建产能预计2023年第二季投产。据最新曝光的名单,与联电签订协议的8家客户,包括 IC 设计厂商联发科、联咏、瑞昱、奇景、奕力、群联,国外客户则是三星与高通两家。
值得注意的是,此次Fab 12A P6厂扩产,客户必须以议定价格预先支付订金,才能确保取得该厂未来产能长期保障,这在晶圆代工史上并不多见。晶圆厂与设计厂主动权调换,也是当前晶圆代工产能紧俏的又一写照。
联电董事长洪嘉聪也表示,联电在晶圆代工领域的角色定位正在经历“结构性的转变”,需要开辟创新的合作模式,才能缓解整个产业晶圆紧缺的问题,而此次P6投资计划正是向这个目标迈进的重要一步。
此外,过去根据摩尔定律,越先进制程卖的越贵,但随着缺货潮来临,有二线厂家喊出“逆摩尔定律”,即成熟制程同样需要涨价。
成熟制程为何真香?旧产能+新应用
当前,产业已进入后摩尔时代。机构认为,先进工艺驱动芯片持续微缩的同时也导致了所需成本指数级增长、开发周期拉长,从28nm推进到5nm时成本已翻了十倍有余,开发周期拉长到18-36个月。
从盈利能力来看,从28nm推进到20nm节点,单个晶体管成本不降反升,性能提升也逐渐趋缓,在3nm以下,缩放变得更加困难,据IBS称,开发主流的3nm芯片设计的成本达到了惊人的5.9亿美元,而5nm器件的成本为4.16亿美元。
从技术上来说,晶圆上平面设计的极限在28nm可以达到最优化成本,且已能满足当前市场上的大部分需求,像是物联网、家电、通信、交通、航空航天等领域的工业制造,因此28nm被认为是半导体制程工艺的性价比拐点。
上述业内人士则分析认为,此番成熟制程成为缺货重灾区,首先是需求端应用的增加,包括TWS、OLED驱动芯片、智能家电芯片、WiFi芯片都在转向成熟制程。此外,CIS芯片也有向28nm制程发展的趋势,三星已有相关产品推出,预计台积电接下来为高通制造的CIS芯片也可能采用28nm制程。
其次是供应端,产能在近几年并未有显著提升,大厂们纷纷转向利润更高的先进制程,鲜有对成熟制程产能的投资。供需双轮驱动下,最终造成当前局面。
据其预计,成熟制程的供应紧张状态至少要到明年,明年的这个时候关键要看需求端是否有持续的增长,而完全缓解缺货状态则要2、3年时间。
顶流布局马不停蹄 未来存在供过于求可能
需要注意的是,在业内“涨声”不断以及多方角力之下,曾经对成熟制程“不屑一顾”的顶流们,也陆续开始紧急加码成熟产线。
台积电近日进一步宣布以近新台币800亿元,于南京厂扩增成熟制程产能,预计2022年下半开始量产,2023年中完成4万片月产能建设。
台积电表示,扩增南京28nm产能,仅为了满足结构性需求的增加,并且为应对车用晶圆短缺开始扩及整个全球晶圆供应的挑战,将以最快的速度提供急需28nm产能的全球客户。
据悉,台积电20nm制程于2011年开始量产,一度扛起公司业绩创高重任,但随着近年台积电加速先进制程研发,28nm制程产能利用率前几年衰减至5-6成,拖累整体毛利率走跌。
然而,台积电28nm自2020年第二季度起产能利用率明显拉升,在高通、博通与联发科等大单快速涌入下,现已飆升至100%,加上设备折旧摊提完毕,推升毛利率不仅创高,更超越5nm制程。
台积电以外,中芯国际去年下半年以来,也不断在成熟制程上加码。包括一年内两次投资28nm制程,投资金额均超过百亿。公司联合首席执行官赵海军在2020年第四季度电话会上也表示,今年43亿美元的资本开支将大部分用于成熟工艺的扩产。
而在今年第一季度业绩说明会上,赵海军再次表示,28nm原来全球产能过剩,去年产能还多30%左右,今年28nm主要是由于AP(应用处理器)的应用,比如扫地机器人对28nm的需求非常大,这些会对28nm的产能进行消耗。
顶流们马不停蹄地扩产,势必将填补成熟制程产能的部分空缺。业内人士指出,直到2023年,成熟制程产能才会大幅释放,到时有可能会变成供过于求,因此强调明年的这个时间点,要看产品的需求量会不会继续往上升。
(校对/小山)