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8英寸晶圆线行业分析报告
2018年8英寸晶圆线行业分析报告
2018年6月
8英寸晶圆线的供需分析。
分析本轮8英寸晶圆线的紧缺态势,我们注意到8英寸晶圆产业链的上中下游都呈现出满载状态。
有限的供给和旺盛的多元化需求,大大提高行业的价值链变化,让市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。
供需方面呈现以下特征:
最上游供给侧有限——8英寸硅晶圆的供应商并无明确的扩产计划,8英寸二手设备昂贵又流通量少;中游8英寸厂产能并无显著增量——IDM和Foundry间一直以来的动态平衡正在被打破;下游碎片化的分散需求持续不断地增长,尤以汽车半导体/云计算/IOT为最强。
看好产业上下游。
8英寸晶圆代工的强劲需求首先直接提升晶圆生产线代工厂族群的相关业绩,同时也深刻影响电源管理IC、影像传感器、指纹识别芯片和驱动IC等8英寸产品厂家的销售份额,我们统计下游芯片应用领域对硅片需求占比,模拟/分立器件能持续受益于当前高景气周期,我们分析行业上下游后,夯实看好代工主线逻辑,重点关注华虹半导体和中芯国际。
从行业格局/下游应用/市场竞争等变量考虑,分立/模拟器件行业在涨价下的业绩弹性有可能给相关业者带来丰厚的回报,推荐圣邦股份、扬杰科技、北方华创等。
一、最具备景气度向上的族群:
8英寸晶圆产品
半导体的投资题材从来不会寂寞。
当前时点上元器件(模拟/分立器件)将进入景气上行周期,短期内供求紧张的趋势会持续发酵,而与之相匹配的业绩正待释放,8英寸族群值得持续关注。
在跨领域技术整合的持续演进下,8英寸晶圆厂表现将优于12英寸,同时也进一步佐证了我们年初以来的跨年度投资主线——设备和模拟是半导体类股里的优选。
本文试图从几个维度对8英寸晶圆的相关逻辑进行梳理:
供需方面。
最上游供给侧有限——8英寸硅晶圆的供应商并无明确的扩产计划,8英寸二手设备昂贵又流通量少;中游8英寸厂产能并无显著增量——IDM和Foundry间一直以来的动态平衡正在被打破;下游碎片化的分散需求持续不断地增长,尤以汽车半导体/云计算/IOT为最强。
8英寸晶圆代工厂标的梳理和对比,我们认为代工厂在本轮涨价中受益弹性最高。
1、8英寸线的产业链结构
我们分析本轮8英寸晶圆线的紧缺态势,发现8英寸晶圆产业链的上中下游都呈现出满载状态。
有限的供给和旺盛的多元化需求,大大提高行业的价值链变化,让市场开始重新审视8英寸晶圆线的投资与价值。
2、上游供给侧有限:
8英寸无扩产计划
根据硅晶圆巨头Sumco在一季报披露的内容,预计上游硅晶圆18-19两年价格会连续增长,而根据现有客户对2021年产能供给协商条款看,预期硅晶圆恐将缺货至2021年。
Sumco认为,8英寸硅晶圆的供给量成长较为有限,同时生产设备又不易取得,晶圆厂不容易针对8英寸硅晶圆扩充产能,8英寸硅晶圆恐会呈现长期供应紧张状态。
尽管300mm是当前的主流尺寸,但是无论是总产出面积还是实际晶圆数量而论,200mm晶圆厂仍然具有热门的需求潜力。
根据ICInsights的数据显示,到2021年,200mm晶圆的IC产能仍将逐步增长,以可用硅晶圆面积计算,每年平均增长幅度为1.1%。
根据SEMI的报告显示,2017年全球的晶圆出货总面积为11810百万平方英寸,同比2016年增加10%,全球晶圆总营收同比增长21%,晶圆价格出现上浮,累计上涨比例约为10%,2018年8英寸硅晶圆价格有望继续攀升。
目前上游硅片产能难以满足下游快速增长的需求,根据SUMCO的一季报观点,硅晶圆出厂价格本年度有望增长20%,2018年Q4价格将较2016年Q4同期增长40%。
3、IDM和Foundry间的动态平衡被打破
(1)8英寸晶圆厂产能并无显著增量
8英寸的生产业者通常为IDM和Foundry。
传统IC市场可以分成领先优势和成熟产品两类,对应300mm(12英寸)与200mm(8英寸)生产线各占半壁江山。
在前者,芯片制造商通常以16nm/14nm制程标准,在300mm晶圆厂生产芯片,但并非所有芯片都需求高级节点,模拟芯片、MEMS传感器、MCU等芯片可以在200mm及以下更小晶圆厂所生产,首个200mm晶圆厂于1990年出现,一度成为业内先进标准,随着时间的推移,在芯片厂家从2000年开始迁移到更高阶的300mm晶圆线时,200mm生产线数量出现停滞,于2007年达到顶峰后,生产线数量逐渐开始下滑。
200mm晶圆制造相关产品较为经济,这些类型的集成电路设计一般需要多变的型号,而对产能和绝对性能要求不高,更强调产品的稳定性和可维护性,同时200mm代工企业扩充产能可以购买低廉的二手设备,投资金额较低,200mm晶圆线拥有独特的比较优势。
而在十年一剑的物联网体系逐渐成熟铺开,随处可见的智能产品不仅带来了MCU的需求,而且带来了电源芯片、指纹识别产品的增长,同时工业、汽车电子应用需求也大幅攀升,而这些产品恰好也对应200mm晶圆厂做对应的领域,200mm产品线供需出现逆转,根据SemicoResearch的数据观点,这一供求现象在2015年底出现显著变化,在以往被认为成熟和落后制程的200mm晶圆线产品的订单需求不断增加,200mm晶圆厂产能和设备一时严重短缺,200mm生产线的供不应求,让多家晶圆代工厂开始扩建新的200mm产能,SEMI预测总体200mm晶圆厂个数在2016年出现探底回升,并在2021年增加到202个。
根据Surplusglobal二手设备商的数据显示,2018年200mm晶圆线总需求量机台设备数量为2000台,而市场可供出售的机台数量只有500台左右,虽然应用材料、LamResearch等设备厂商可能会启动新的200mm设备产品计划,但从实施到落地销售需要较长时滞,预计200mm的设备需求在相当一段时间内还会保持强劲势头。
我们观察到元器件行业龙头公司的交货周期,呈现明显的延长趋势。
全球8英寸晶圆线产能利用率逼近100%,相关应用所需芯片供不应求,而当前产能拓展有限,8英寸线晶圆代工公司订单爆满,受此影响,与去年同期Q2季度相比,主要半导体元器件的交货时间明显延长,我们跟踪主要的技术/分销商网站,资料显示,与前几季度相比,模拟器件、传感器、分立器件(MOSFET和IGBT)、32位MCU及无源器件等交货时间均出现增加,最紧张的交货时间已经延长至40-50周。
主要延期公司包括ST意法、英飞凌、安森美、Vishay、Diodes、罗姆、赛普拉斯、TDK、松下、村田、太阳诱电、Semco等知名供应商,其中我们注意到ST意法、安森美、英飞凌、Vishay和罗姆公司的延期交货产品数量较多。
例如功率器件:
根据EEtimes每个季度的MOSFET和IGBT供应商价格都在上涨,同时短缺状态并不局限于一到两个品种,已经扩散至所有库存单位(包括低电压、小信号及高电压类),部分品种交货时间长达40-50周。
裸晶圆在经历连续6个季度的涨幅之后,晶圆代工厂世界先进宣布从今年一季度起上调销售价格,理由是上游硅晶圆的涨价和缺货无法得到缓解,代工厂从去年年底开始转嫁成本给客户。
如果裸晶圆价格还是持续提升,将不排除进一步涨价可能。
(2)制造端(IDM,Foundry)的供给产能分析
据SEMI的数据显示,2017年内,200MM晶圆线产品增长了9.2%,主要涉及汽车电子、移动通信和物联网场景,模拟器件、分立器件、MCU、MEMS传感器的需求起到了关键推进作用。
从上图我们可以得知,当前全球的8英寸厂数目较为稳定,同时二手设备供应不足,各厂家难以大举扩增8英寸晶圆产能,产能预计不会出现大幅增长。
从需求端来看,增长主要有两个方面,第一是全球半导体的稳定需求,随着工业物联网的不断深化,现在制造业产品含硅量日益提高,同时电子产品里面的半导体成分也越来越多,而大部分产品并未涉及12英寸高端工艺,我们认为在整个IOT市场规模变大的情况下,8英寸的需求会比较吃紧。
另一方面是原有6英寸生产线上部分产品会向8英寸转移,而受制于成本和性能控制,8英寸生产线转移到12英寸生产线的动力不足。
8英寸转向12英寸生产线的困难主要在于,12英寸晶圆厂进入门槛高,参与厂家数量较少,根据中芯国际新建上海12英寸晶圆厂投资金额数量可知,12英寸晶圆厂要求代工企业厂房洁净室清洁度及设备的设计精密度要求很高,初期投资及后续研发投入巨大,百亿美元方能达到有效竞争水平,因此,尽管12英寸晶圆市场高速增长,但直接参与竞争的企业数量少,代表先进制程的12英寸晶圆厂主要面对产品是精密制程的电子产品,留给65nm及以上制程的空间并不多,因为12英寸厂的投资金额巨大也导致同样产品代工费用的高昂,而成本的大幅提升,这是对价格敏感的成熟制程产品所不希望看到的。
同时,产品制程尺寸的减少,会导致漏电量的增加,因此电源电池类应用制程通常会选择8英寸产品,其他例如MEMS感应器、LED照明等产品线上,8英寸的相对优势也较大。
根据digitimes的数据显示,台湾地区主要晶圆代工产能利用率不断增长,截止18年6月的产能利用率为94.7%,同比2017年增长1.3个百分点,计算当前台湾主要晶圆代工厂8英寸线产能约为1100~1200千片/月,根据各大主要Foundry公司财报显示,8英寸及以下晶圆代工实际产量普遍超过预设产能。
大部分的模拟、分立器件市场是由世界IDM厂商把持,主要生产厂家有英飞凌、德州仪器(TI)等,但因产能有限,厂家通常会将订单外包给Foundry代工厂进行生产,同时,在从6寸转向8英寸的趋势过程中,部分IDM厂家主要产能专注于12英寸晶圆线,没有额外8英寸工艺空间,所以不可避免会将8英寸产品外包,这种趋势短期看不可逆转,我们根据主要公司年报及sumco预测数据显示,大部分的IDM扩产幅度比需求增长幅度低,所以外包的比例会越来越高,会加剧Foundry代工厂的订单供不应求的局面。
4、碎片化需求的快速增长:
下游应用产品景气
8英寸晶圆代工的强劲需求不仅直接提升晶圆生产线代工厂的相关业绩,也深刻影响电源管理IC、影像传感器、指纹识别芯片和驱动IC等8英寸产品厂家的销售份额,我们统计下游芯片应用领域对硅片需求占比,发现模拟/分立器件能持续受益于当前高景气周期,模拟/分立器件拥有成熟制程+特种工艺的特性,产品绝大多数采用8英寸及6英寸生产线生产。
模拟及分立器件主要需求来自下游汽车电子、工业半导体、云计算等行业的高速发展,新能源汽车、工业智能装备产品的快速普及,促使着汽车电子以及工业控制领域市场份额出现了较大幅度的提升。
我国的模拟集成电路市场呈现平稳增长态势。
根据赛迪顾问数据显示,2014年中国模拟芯片市场销售额达1,608.9亿元,实现同比增长9.7%。
2015年中国模拟芯片市场销售额达1,756.9亿元,实现同比增长9.2%。
2016年中国模拟集成电路市场规模达到1,994.9亿元,实现同比增长13.5%。
综合而论,我国模拟芯片市场发展呈现出稳定增长的态势,且明显超过全球模拟芯片市场的增速。
(1)汽车电子的发展方向:
内部零部件电子化
根据IHS的报告显示,从内燃机车辆到电动车辆的过渡(暂不考虑混合动力汽车)中,每辆汽车功率半导体价值有望从17美元上涨至260美元(如下图),驱动系统中功率半导体的需求可增长十多倍。
而单车价值量的不断提升及内部零件电子化的覆盖,我们推导出新能源汽车会给功率半导体带来巨大的市场增量,根据StrategyAnalytics的观点,每售出50W辆新能源汽车,车用功率器件的增量需求约为1.5亿美元。
分立器件是重要的电子元器件之一,广泛应用在计算机、通信、消费电子、汽车电子、工控等领域。
根据ICInsights的数据显示,2016年全球分立器件的市场规模在200亿美元左右,其中汽车领域占比约为42%,
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