2019全球十大晶圓代工企業(yè)公布：臺積電/三星的先進制程之戰(zhàn)
發(fā)布時間：2019-11-28 10:41:59 熱度：4464
11/28/2019，由集邦咨詢（TrendForce）主辦的MTS2020存儲產(chǎn)業(yè)趨勢峰會于昨日在深圳召開。在今天的活動上，來自集邦咨詢多位分析師分享了對于明年DRAM及NAND Flash市場的分析和預(yù)測。此外，來自集邦咨詢旗下的拓璞產(chǎn)業(yè)研究院的分析師徐韶甫做了題為《晶圓代工工藝飛躍，高端制程坐7趕5追3》的演講，對于全球晶圓代工市場以及先進工藝制程進行了詳細的分析。
以下是根據(jù)現(xiàn)場演講資料整理的內(nèi)容：
一、2019年全球半導體產(chǎn)值將下滑13.3%，明年將恢復3.7%的增長
根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，在過去的2017年和2018年，全球半導體市場分別保持了21.6%和13.7%的快速成長，但是2019年預(yù)計將會出現(xiàn)13.3%的大幅下滑，半導體產(chǎn)值將由4500億美元降至4000億美元以下。而存儲芯片產(chǎn)值的大幅下滑（主要是受DRAM及NAND Flash價格大幅下跌影響），則造成今年全球半導體產(chǎn)值下滑的主要原因之一。
如果將產(chǎn)值衰退較大內(nèi)存芯片排除在外，我們可以看到，2019年其他的半導體器件的產(chǎn)值與2018年相比只有輕微的4%的下滑。
不過，根據(jù)之前的集邦分析師預(yù)計，明年DRAM及NAND Flash價格將會在明年第二季度后開始反彈，并直至明年年底，會保持持續(xù)平緩的上漲。而這主要是由于存儲大廠對于明年的產(chǎn)出均維持保守的策略，再加上明年5G開始規(guī)模商用等因素的帶動，將會出現(xiàn)一定的供不應(yīng)求的局面，從而推動價格上漲。
而隨著明年存儲產(chǎn)值提升，以及在5G、AI、汽車電子的推動下，對于半導體器件的需求的提升，預(yù)計明年全球半導體產(chǎn)值將恢復增長，增長幅度將達到3.7%左右。
二、2019年全球十大晶圓代工廠
根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球十大晶圓代工廠分別為：臺積電、三星、格芯、聯(lián)電、中芯國際、TowerJazz、H-Grace、VIS、PSC、DongbuHiTek。不過拓璞并未公布詳細的市場占比數(shù)據(jù)。
從公布的柱狀圖來看，臺積電依然是一騎絕塵，市場份額占比超過了50%。而第二名的三星也增長到了19%左右，第三的格芯只有9%左右，第四的聯(lián)電大約7%左右，中興國際只有5%左右?？梢钥吹?，晶圓代工市場正呈現(xiàn)出強者恒強的局面。
而根據(jù)今年前三季的數(shù)據(jù)來看，前十大晶圓代工廠的營收相比去年同期大都出現(xiàn)了下滑，整體的營收相比去年同期下滑了5.4%。分開來看，前十廠商當中僅H-Grace維持了1.3%的增長，而格芯、聯(lián)電、中興國際下滑均超過了10%，臺積電和三星下滑幅度較小，均下滑了不到3%。
不過考慮到四季度通常是晶圓代工市場的旺季，特別是一些旗艦手機芯片大多在四季度開始量產(chǎn)，拓璞預(yù)計今年整個晶圓代工市場的下滑幅度將會在1.8%左右。同時，拓璞預(yù)計明年晶圓代工市場將恢復3.8%的成長。
三、2020年臺灣地區(qū)晶圓代工產(chǎn)值占比將達65%
從區(qū)域分布來看，在臺積電的帶動下，臺灣地區(qū)的占比一直保持在60%以上，2016年之時曾高達67.1%。不過由于三星在2017年5月拆分晶圓代工事業(yè)部，受此影響，導致區(qū)域占比出現(xiàn)變化，韓國的占比由2016年的9.8%快速增長到了2018年的19.3%，與此同時，也造成了臺灣地區(qū)的占比2016年的67.1%快速下滑到了2018年的60.6%。中國大陸同樣也受到了影響，占比也由2016年的8.4%降至了2018年7.7%。
據(jù)拓璞預(yù)計，2019年臺灣地區(qū)的占比將回升至62.1%，韓國地區(qū)占比將維持在19.3%，中國大陸將繼續(xù)降至7.3%。
其中，臺灣地區(qū)受益于臺積電的先進制程在客戶端的順利采用，以及新興產(chǎn)業(yè)趨勢帶動化合物半導體需求上升，將持續(xù)拉動2020年臺灣區(qū)域的晶圓代工產(chǎn)值占比。拓璞預(yù)計在臺積電帶動下，2020年臺灣地區(qū)的占比將有望進一步提升至65%。
而大陸地區(qū)雖然晶圓廠的擴廠動作頻頻，但是芯片自給率提升速度仍有限，再加上中美貿(mào)易摩擦的影響，短期內(nèi)占比還是會有所下滑。
四、主要晶圓制造廠商的先進制程規(guī)劃
目前能夠提供28nm及以下先進制程的晶圓制造廠有臺積電、三星、英特爾、格芯、聯(lián)電和中芯國際。
從2019年這前五大廠商的產(chǎn)能和營收占比來看，整體上先進制程的產(chǎn)能占比已經(jīng)提升到了44%，并且營收占比在2017年就已經(jīng)接近了35%，今年預(yù)計將提升到40%以上，年復合增長率達到了8%。
受益于先進制程帶來的對于營收的推動，我們可以看到，先進制程占比較多的臺積電和三星，自2017年-2019年營收基本都是呈增長的態(tài)勢，即便是在2019年整個半導體市場大幅下滑的趨勢之下，三星和臺積電都將維持增長。而相比之下，聯(lián)電、格芯、中芯國際都出現(xiàn)了5%以上的下滑。
不過，由于去年聯(lián)電和格芯都先后宣布放棄7nm及以下更先進制程的研發(fā)，這也使得目前仍在繼續(xù)進行更先進制程研發(fā)的晶圓制造廠只剩下了臺積電、三星、英特爾和中芯國際。
從目前各家已經(jīng)曝光的規(guī)劃來看，臺積電目前的5nm工廠建設(shè)順利，預(yù)計在2020年量產(chǎn)5nm工藝，此外還會推出6nm工藝。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，臺積電的5nm邏輯密度將是之前7nm的1.8倍，SRAM密度是7nm的1.35倍?？梢詭?5%的性能提升，以及30%的功耗降低。
5nm之后，臺積電還會推出一個叫做 N5P 的增強版本，輔以 FEOL 和 MOL 優(yōu)化，以便讓芯片在相同功率下提升 7% 的性能、或在同頻下降低 15% 的功耗。
2021年可能會試產(chǎn)3nm，2022年正式量產(chǎn)。本月初，臺積電董事長、聯(lián)席CEO劉德音就表示，臺積電將為新的研發(fā)中心增加8000多名崗位，用于3nm以及未來工藝的研究探索，該中心計劃2020年底落成。此外，他還表示，先進的2nm工藝也進入了先導規(guī)劃中。2nm工廠將設(shè)置在位于臺灣新竹的南方科技園，預(yù)計2024年投入生產(chǎn)。
按照臺積電給出的指標，2nm工藝是一個重要節(jié)點，Metal Track(金屬單元高度)和3nm一樣維持在5x，同時Gate Pitch(晶體管柵極間距)縮小到30nm，Metal Pitch(金屬間距)縮小到20nm，相比于3nm都小了23％。
三星為了加快追趕臺積電，去年就直接上了7nm EUV工藝，并且在7nm EUV遇阻量產(chǎn)前，還退而求其次的推出了8nm工藝。
與此同時，三星還在加碼研發(fā)5nm工藝。而根據(jù)三星此前透露的信息顯示，5nm LPE（5nm Low Power Early）工藝將在今年內(nèi)完成流片，并于明年上半年投入量產(chǎn)。同時，三星還計劃在2020年推出6nm LPE和4nm LPE工藝。
另外，三星還希望搶在臺積電之前在2020年底試產(chǎn)3nm工藝。根據(jù)之前三星公布的信息顯示，其在3nm將棄用FinFET工藝，轉(zhuǎn)而采用GAA MCFET工藝技術(shù)。
英特爾由于其晶圓廠主要為自己的芯片生產(chǎn)服務(wù)，所以在工藝提升上似乎并沒有那么的緊迫，目前英特爾的10nm工藝已經(jīng)量產(chǎn)，但是芯片還是存在缺貨問題，所以英特爾當前更多的是需要擴充產(chǎn)能。
在工藝提升方面，英特爾明年上半年會推出10nm 工藝，2021年才會量產(chǎn)7nm工藝，同時會推出10nm 工藝。2022年會推出7nm 工藝，2023年會推出7nm 工藝。至于更新的5nm/3nm還沒有進一步的信息。
中芯國際今年上半年14nm工藝已實現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計明年會持續(xù)對其進行改進和優(yōu)化，進一步擴大出貨。此外，之前的信息顯示，其12nm工藝開發(fā)也取得突破。后續(xù)更先進的制程規(guī)劃目前尚未有進一步信息。
五、7nm及以下先進制程競爭態(tài)勢
目前能夠提供7nm以及7nm以下先進制程工藝的晶圓制造廠只有臺積電、英特爾和三星。
從拓璞預(yù)估的2019年7nm以下先進制程的市場份額來看，臺積電占比高達52%，英特爾憑借其10nm（相當于臺積電7nm）的量產(chǎn)拿到了25%的市場份額，三星的占比則為23%。
這里需要指出的是，英特爾10nm工藝的晶體管密度為100.8MTr/mm²，臺積電的7nm EUV工藝的晶體管密度為96.5MTr/mm²，三星7nm EUV工藝的晶體管密度為95.3MTr/mm²。顯然，從晶體管密度來看，英特爾的10nm工藝甚至是要優(yōu)于臺積電和三星的7nm EUV工藝。
從客戶端來看，目前有選擇7nm工藝的客戶已經(jīng)有超過10多家，7nm EUV工藝的客戶可能至少也已有5家（AMD、蘋果、海思、三星、高通），6nm的客戶則除了以上的5家之外，還多了博通和聯(lián)發(fā)科，不過到更先進的5nm工藝，目前已確認將采用的客戶則只有AMD、蘋果、海思、三星和賽靈思。
根據(jù)拓璞公布的數(shù)據(jù)預(yù)計，今年臺積電的7nm（包括EUV）晶圓產(chǎn)能大概在10-11萬張/月。主要客戶有：海思、蘋果、高通、AMD、賽靈思、英偉達等。
而今年三星7nm LPP（EUV）工藝的晶圓產(chǎn)能大概在1萬張/月，只有臺積電的1/10左右?？蛻粢矁H有三星自己以及高通，另外IBM可能也是三星的客戶。
而在接下來的5nm工藝方面，臺積電預(yù)計在2020年上半年量產(chǎn)，月產(chǎn)能規(guī)劃是在2020年底前達到6-7萬張晶圓。臺積電的3nm預(yù)計在2021年風險試產(chǎn)，2022年-2023年之間量產(chǎn)。
三星方面，預(yù)計在2020年上半年量產(chǎn)5nm，預(yù)計前期產(chǎn)能大概在1萬張晶圓/月，潛在客戶主要還是三星自己以及高通。三星的3nm預(yù)計2021年底量產(chǎn)。
來源：芯智訊
以下是根據(jù)現(xiàn)場演講資料整理的內(nèi)容：
一、2019年全球半導體產(chǎn)值將下滑13.3%，明年將恢復3.7%的增長
根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，在過去的2017年和2018年，全球半導體市場分別保持了21.6%和13.7%的快速成長，但是2019年預(yù)計將會出現(xiàn)13.3%的大幅下滑，半導體產(chǎn)值將由4500億美元降至4000億美元以下。而存儲芯片產(chǎn)值的大幅下滑（主要是受DRAM及NAND Flash價格大幅下跌影響），則造成今年全球半導體產(chǎn)值下滑的主要原因之一。
如果將產(chǎn)值衰退較大內(nèi)存芯片排除在外，我們可以看到，2019年其他的半導體器件的產(chǎn)值與2018年相比只有輕微的4%的下滑。
不過，根據(jù)之前的集邦分析師預(yù)計，明年DRAM及NAND Flash價格將會在明年第二季度后開始反彈，并直至明年年底，會保持持續(xù)平緩的上漲。而這主要是由于存儲大廠對于明年的產(chǎn)出均維持保守的策略，再加上明年5G開始規(guī)模商用等因素的帶動，將會出現(xiàn)一定的供不應(yīng)求的局面，從而推動價格上漲。
而隨著明年存儲產(chǎn)值提升，以及在5G、AI、汽車電子的推動下，對于半導體器件的需求的提升，預(yù)計明年全球半導體產(chǎn)值將恢復增長，增長幅度將達到3.7%左右。
二、2019年全球十大晶圓代工廠
根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球十大晶圓代工廠分別為：臺積電、三星、格芯、聯(lián)電、中芯國際、TowerJazz、H-Grace、VIS、PSC、DongbuHiTek。不過拓璞并未公布詳細的市場占比數(shù)據(jù)。
從公布的柱狀圖來看，臺積電依然是一騎絕塵，市場份額占比超過了50%。而第二名的三星也增長到了19%左右，第三的格芯只有9%左右，第四的聯(lián)電大約7%左右，中興國際只有5%左右?？梢钥吹?，晶圓代工市場正呈現(xiàn)出強者恒強的局面。
而根據(jù)今年前三季的數(shù)據(jù)來看，前十大晶圓代工廠的營收相比去年同期大都出現(xiàn)了下滑，整體的營收相比去年同期下滑了5.4%。分開來看，前十廠商當中僅H-Grace維持了1.3%的增長，而格芯、聯(lián)電、中興國際下滑均超過了10%，臺積電和三星下滑幅度較小，均下滑了不到3%。
不過考慮到四季度通常是晶圓代工市場的旺季，特別是一些旗艦手機芯片大多在四季度開始量產(chǎn)，拓璞預(yù)計今年整個晶圓代工市場的下滑幅度將會在1.8%左右。同時，拓璞預(yù)計明年晶圓代工市場將恢復3.8%的成長。
三、2020年臺灣地區(qū)晶圓代工產(chǎn)值占比將達65%
從區(qū)域分布來看，在臺積電的帶動下，臺灣地區(qū)的占比一直保持在60%以上，2016年之時曾高達67.1%。不過由于三星在2017年5月拆分晶圓代工事業(yè)部，受此影響，導致區(qū)域占比出現(xiàn)變化，韓國的占比由2016年的9.8%快速增長到了2018年的19.3%，與此同時，也造成了臺灣地區(qū)的占比2016年的67.1%快速下滑到了2018年的60.6%。中國大陸同樣也受到了影響，占比也由2016年的8.4%降至了2018年7.7%。
據(jù)拓璞預(yù)計，2019年臺灣地區(qū)的占比將回升至62.1%，韓國地區(qū)占比將維持在19.3%，中國大陸將繼續(xù)降至7.3%。
其中，臺灣地區(qū)受益于臺積電的先進制程在客戶端的順利采用，以及新興產(chǎn)業(yè)趨勢帶動化合物半導體需求上升，將持續(xù)拉動2020年臺灣區(qū)域的晶圓代工產(chǎn)值占比。拓璞預(yù)計在臺積電帶動下，2020年臺灣地區(qū)的占比將有望進一步提升至65%。
而大陸地區(qū)雖然晶圓廠的擴廠動作頻頻，但是芯片自給率提升速度仍有限，再加上中美貿(mào)易摩擦的影響，短期內(nèi)占比還是會有所下滑。
四、主要晶圓制造廠商的先進制程規(guī)劃
目前能夠提供28nm及以下先進制程的晶圓制造廠有臺積電、三星、英特爾、格芯、聯(lián)電和中芯國際。
從2019年這前五大廠商的產(chǎn)能和營收占比來看，整體上先進制程的產(chǎn)能占比已經(jīng)提升到了44%，并且營收占比在2017年就已經(jīng)接近了35%，今年預(yù)計將提升到40%以上，年復合增長率達到了8%。
受益于先進制程帶來的對于營收的推動，我們可以看到，先進制程占比較多的臺積電和三星，自2017年-2019年營收基本都是呈增長的態(tài)勢，即便是在2019年整個半導體市場大幅下滑的趨勢之下，三星和臺積電都將維持增長。而相比之下，聯(lián)電、格芯、中芯國際都出現(xiàn)了5%以上的下滑。
不過，由于去年聯(lián)電和格芯都先后宣布放棄7nm及以下更先進制程的研發(fā)，這也使得目前仍在繼續(xù)進行更先進制程研發(fā)的晶圓制造廠只剩下了臺積電、三星、英特爾和中芯國際。
從目前各家已經(jīng)曝光的規(guī)劃來看，臺積電目前的5nm工廠建設(shè)順利，預(yù)計在2020年量產(chǎn)5nm工藝，此外還會推出6nm工藝。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，臺積電的5nm邏輯密度將是之前7nm的1.8倍，SRAM密度是7nm的1.35倍?？梢詭?5%的性能提升，以及30%的功耗降低。
5nm之后，臺積電還會推出一個叫做 N5P 的增強版本，輔以 FEOL 和 MOL 優(yōu)化，以便讓芯片在相同功率下提升 7% 的性能、或在同頻下降低 15% 的功耗。
2021年可能會試產(chǎn)3nm，2022年正式量產(chǎn)。本月初，臺積電董事長、聯(lián)席CEO劉德音就表示，臺積電將為新的研發(fā)中心增加8000多名崗位，用于3nm以及未來工藝的研究探索，該中心計劃2020年底落成。此外，他還表示，先進的2nm工藝也進入了先導規(guī)劃中。2nm工廠將設(shè)置在位于臺灣新竹的南方科技園，預(yù)計2024年投入生產(chǎn)。
按照臺積電給出的指標，2nm工藝是一個重要節(jié)點，Metal Track(金屬單元高度)和3nm一樣維持在5x，同時Gate Pitch(晶體管柵極間距)縮小到30nm，Metal Pitch(金屬間距)縮小到20nm，相比于3nm都小了23％。
三星為了加快追趕臺積電，去年就直接上了7nm EUV工藝，并且在7nm EUV遇阻量產(chǎn)前，還退而求其次的推出了8nm工藝。
與此同時，三星還在加碼研發(fā)5nm工藝。而根據(jù)三星此前透露的信息顯示，5nm LPE（5nm Low Power Early）工藝將在今年內(nèi)完成流片，并于明年上半年投入量產(chǎn)。同時，三星還計劃在2020年推出6nm LPE和4nm LPE工藝。
另外，三星還希望搶在臺積電之前在2020年底試產(chǎn)3nm工藝。根據(jù)之前三星公布的信息顯示，其在3nm將棄用FinFET工藝，轉(zhuǎn)而采用GAA MCFET工藝技術(shù)。
英特爾由于其晶圓廠主要為自己的芯片生產(chǎn)服務(wù)，所以在工藝提升上似乎并沒有那么的緊迫，目前英特爾的10nm工藝已經(jīng)量產(chǎn)，但是芯片還是存在缺貨問題，所以英特爾當前更多的是需要擴充產(chǎn)能。
在工藝提升方面，英特爾明年上半年會推出10nm 工藝，2021年才會量產(chǎn)7nm工藝，同時會推出10nm 工藝。2022年會推出7nm 工藝，2023年會推出7nm 工藝。至于更新的5nm/3nm還沒有進一步的信息。
中芯國際今年上半年14nm工藝已實現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計明年會持續(xù)對其進行改進和優(yōu)化，進一步擴大出貨。此外，之前的信息顯示，其12nm工藝開發(fā)也取得突破。后續(xù)更先進的制程規(guī)劃目前尚未有進一步信息。
五、7nm及以下先進制程競爭態(tài)勢
目前能夠提供7nm以及7nm以下先進制程工藝的晶圓制造廠只有臺積電、英特爾和三星。
從拓璞預(yù)估的2019年7nm以下先進制程的市場份額來看，臺積電占比高達52%，英特爾憑借其10nm（相當于臺積電7nm）的量產(chǎn)拿到了25%的市場份額，三星的占比則為23%。
這里需要指出的是，英特爾10nm工藝的晶體管密度為100.8MTr/mm²，臺積電的7nm EUV工藝的晶體管密度為96.5MTr/mm²，三星7nm EUV工藝的晶體管密度為95.3MTr/mm²。顯然，從晶體管密度來看，英特爾的10nm工藝甚至是要優(yōu)于臺積電和三星的7nm EUV工藝。
從客戶端來看，目前有選擇7nm工藝的客戶已經(jīng)有超過10多家，7nm EUV工藝的客戶可能至少也已有5家（AMD、蘋果、海思、三星、高通），6nm的客戶則除了以上的5家之外，還多了博通和聯(lián)發(fā)科，不過到更先進的5nm工藝，目前已確認將采用的客戶則只有AMD、蘋果、海思、三星和賽靈思。
根據(jù)拓璞公布的數(shù)據(jù)預(yù)計，今年臺積電的7nm（包括EUV）晶圓產(chǎn)能大概在10-11萬張/月。主要客戶有：海思、蘋果、高通、AMD、賽靈思、英偉達等。
而今年三星7nm LPP（EUV）工藝的晶圓產(chǎn)能大概在1萬張/月，只有臺積電的1/10左右?？蛻粢矁H有三星自己以及高通，另外IBM可能也是三星的客戶。
而在接下來的5nm工藝方面，臺積電預(yù)計在2020年上半年量產(chǎn)，月產(chǎn)能規(guī)劃是在2020年底前達到6-7萬張晶圓。臺積電的3nm預(yù)計在2021年風險試產(chǎn)，2022年-2023年之間量產(chǎn)。
三星方面，預(yù)計在2020年上半年量產(chǎn)5nm，預(yù)計前期產(chǎn)能大概在1萬張晶圓/月，潛在客戶主要還是三星自己以及高通。三星的3nm預(yù)計2021年底量產(chǎn)。
來源：芯智訊
