半导体周要闻

1. ESG取代EPS制造业迎接新兴风险挑战

社会、环境议题成为企业另一种「新兴风险」。Mercado Eletronico

近年国际大厂像是苹果(Apple)、Google等企业对于供应链在环境永续、净零减碳等方面提出更严苛的要求,而全球为了达到减碳目标也相继提出更为严苛的法案,再来则是金融机构也把投融资对象在环境永续方面的布局,当作核贷风险评估指标之一。当企业各利害关系人对ESG愈来愈重视,未来财务报表恐怕不再是评估公司表现的唯一依据,换言之,企业因社会议题处理不当、公司治理欠佳衍生的风波,俨然都已成为一种「新兴风险」,更是不可忽视的课题。

世界经济论坛(WEF)最新公布的「2022全球风险报告」中揭露,位居前3名的长期风险都跟气候变迁密切相关,分别是气候行动失败(Climate action failure)、极端天气(Extreme weather)以及生物多样性丧失(Biodiversity loss),全球风险已从过往的「经济问题」转变成「环境问题」。

过去不论是企业本身,或是投资人及债权人等利害关系人所认为的风险指标,都只局限在财务报表所揭露的数字,并以基本面来作为是否投资的判断标准,像是投资报酬率(ROI)、现金流等项目。但在气候变化剧烈,加上世界局势众多不稳定的情况下,业界认为,ESG所涵盖的3个面向包括环境保护、社会责任和公司治理,更能全面性的体现企业在风险管理上的韧性,这些非财务因素也将被纳入投资评估中。

2. 半导体下行周期来袭十年来最惨?

9月22日,Omdia发布最新报告显示,2022年第二季度半导体市场收入首次下滑,相比2022年第一季度下降1.9%,增长进一步疲软。在此之前,半导体行业已接连增长8个季度,这是有史以来持续时间最长的连续增长。

野村证券将今年全球芯片出货成长率由原先预估的9.9%大砍至5.7%、2023年由衰退0.5%扩大至衰退6%。

世界半导体贸易统计组织(WSTS)在最新报告中,将今年的芯片销量增速预期从此前的16.3%下调至13.9%,并且预计2023年芯片销量仅增长4.6%,为2019年以来的最低增速。

再结合最近“砍单”、“去库存”、“降价”等一连串操作,越来越多人认为,产业已行至周期拐点。

花旗集团分析师Christopher Danely甚至提出了一个略显夸张的预计:这一行业的下滑将是至少10年、甚至20年以来最严重的,每家公司和每个芯片类别都可能受到影响。

据彭博社推演,上次类似的衰退发生在2019年,而且通常不会持续太久。但由于全球经济疲软,这一影响预计将尤为明显。如果在经济滑入衰退的同时出现库存调整,半导体行业将无法像上次衰退后那样迅速反弹。

半导体平均每隔4-5年会经历一轮周期,但是每次都有异同。2022 年上半年,半导体产业链进入了被双重周期叠加影响的阶段:

第一重:全球经济总量增速放缓的宏观周期,在疫情冲击、高膨胀、国际局部冲突等多重因素的影响下,全球经济增长面临较大压力,消费动力不足;

第二重:半导体市场进入本身下行的行业周期,在过去几个季度的加速消费之后,以及制造环节产能扩充达到一定程度之后,行业进入了整体供需逐渐平衡,部分环节进入去库存的阶段。

在当前叠加的周期中,不同应用领域出现了结构性分化的趋势

3. 苹果拒绝台积电上调芯片代工价格汽车客户跟提议价

随着台积电的代工价格攀高,已有苹果和一些汽车原始设备制造商(OEM)提出异议,明年的芯片代工价格或有回落。

去年8月,台积电就通知客户晶圆代工价格将全面上涨,其中,7nm及其以下的先进制程涨幅达10%-15%,成熟制程涨幅则是直接调涨了20%。相对于之前的大幅涨价来说,明年先进制程与成熟制程的涨价幅度相对温和。

今年5月,台积电正式通知客户,2023年1月起将全面调涨晶圆代工价格,涨幅为6%,部分台积电客户已证实接获涨价通知。在不到一年的时间里,台积电已经第二次告知客户,准备提高晶圆代工价格。

4. 中国大陆成为8寸晶圆制造基地拿下了21%份额,全球的第一

12英寸主要是针对14纳米及以下的高端芯片,8英寸是针对28nm及以上制程的成熟芯片。

到2022年,世界范围内8寸以上的芯片工厂将有5家,其中8寸芯片的产能将在2022、2023年和2024年分别增加5%、3%和2%。

8英寸芯片的生产情况如何?从上面的数据可以看出,中国大陆拥有8英寸芯片的生产能力,其市场占有率预计在2022年将会达到21%;其次是16%的日本;中国的台湾和欧洲和中东的比例分别为15%。

5. 三星台积电争夺半导体头把交椅,英特尔加速转型

结合财报数据显示,三星、台积电在半导体营收方面你追我赶,三星半导体业务已连续4个季度保持领先,台积电方面业绩稳定攀升,业界预测有望今年三季度超越三星成为全球半导体市场营收第一;英特尔则正处于加速转型中,发力专用芯片,阶段性衰弱显现。

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6. 半导体周期性低迷哪些厂商将最终受益?

当前的状态

随着我们进入第三季度,芯片行业正面临一系列全球经济冲击,同时市场需求放缓。经济上的每一个警告灯现在都闪烁着红色。单位出货量仍比其长期平均水平高出约 20%,随着交货时间开始缩短和多余库存被清除,急剧向下调整是不可避免的。

资本支出占半导体销售额的百分比处于 20 年来的历史新高,随着市场需求的下降,2021 年 2 月资本支出大幅增加 74% 即将在 2022 年 2 月到来。当前 ASP 的暴跌是由内存推动的,但所有其他行业都在走弱,预计 1H-2023 将效仿。

我们在 2022 年第二季度达到了半导体 Super-Cycle 过山车的顶峰,并于 6 月开始下跌。前线部门已经感受到了影响;对于那些在后面的人?他们的开始还没有到来。第 17 个行业下行周期现在肯定已经开始。

我们已将 2022 年的预测下调至 4% 的增长,但将 2023 年的展望维持在下降 22% 的水平,回到 4500 亿美元左右,在所有条件相同的情况下,我们应该在 2024 年恢复到个位数的正增长。

7. 全球前15大芯片厂商Q3营收预期

根据 WSTS 的数据,与 2022 年第一季度相比,半导体市场在 2022 年第二季度下降了 0.8%。2022年第二季度的下降是在2022年第一季度环比下降0.5%之后。

全球前 15 家半导体供应商 2022 年第二季度的收入与整体市场结果相符,总体较 2022 年第一季度下降 1%,其中各公司的业绩喜忧参半。

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最近对 2022 年全球 GDP 增长的预测在 2.7% 至 3.2% 之间。与 2021 年增长相比,下降(或减速)的百分点从 2.9 个百分点到 3.3 个百分点不等。

SI 预测 GDP 增长减速 3 个百分点将导致半导体市场增长减速 16 个百分点。SI目前对2022年半导体增长5%的预测是从2021年的26%增长减速21点。预计2023年全球GDP将继续呈现0.3至1.0点的减速。

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8. 国产ALD设备市场前景广阔,原磊材料科技成为潜力冠军

继2021年增长7%之后,全球晶圆产能今年将增长8%,根据SEMI 300mm Fab Outlook to 2024报告预测,芯片行业在2020年至2024年期间,至少将新增38家300mm Fab厂,其中中国大陆与中国台湾地区分别将增加8家和11家,占据新建厂总数的一半以上。到2024年,芯片行业将拥有161家300mm Fab厂,月产能将达到700万片。

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原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,简称ALD)是一种将物质以单原子层形式逐层在基底表面形成薄膜的真空镀膜工艺。早在1974年,芬兰材料物理学家Tuomo Suntola开发了这项技术,并获得百万欧元千禧技术奖。ALD技术最初用于平板电致发光显示器,但并未得到广泛应用。直到21世纪初,ALD技术开始被半导体行业采用,通过制造超薄高介质材料取代传统氧化硅,成功解决了场效应晶体管因线宽缩小而引起的漏电流难题,促使摩尔定律进一步向更小线宽发展。Tuomo Suntola博士曾表示,ALD可显著增加组件的集成密度。

相比传统的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD),ALD的优势在于成膜具备优异的三维保形性、大面积成膜均匀性,以及精确的厚度控制等,适用于在复杂的形状表面和高深宽比结构中生长超薄薄膜。

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9. 台积电28nm新工厂取得重要进展

2021年28纳米晶圆代工总营收超过72亿美元,台积电占约四分之三营收份额。

报告指出,台积电仍在投资28纳米,将于高雄设立生产7纳米及28纳米制程晶圆厂,预计今年动工,并于2024年开始量产。另外,台积电将成立子公司日本先进半导体制造有限公司(JASM),于日本熊本市提供代工服务,初期提供22 / 28纳米制程的初始技术;JASM在日本晶圆厂计划于今年开始建设,后年底投产。

如今,台积电大约 25% 的收入来自于使用 40 纳米及更“古老”节点制造数亿颗芯片。对于其他代工厂而言,成熟工艺技术的收入份额更高:联电 80% 的收入来自 40 纳米更高的节点,而中芯国际 81.4% 的收入来自过时的流程。成熟节点价格便宜,良率高。

台积电在早前举办的技术峰会上透露,到 2025 年,其成熟和专业节点的产能将扩大约 50%。该计划包括在中国台湾、日本和中国大陆建设大量新晶圆厂。此举将进一步加剧台积电与格芯、联电、中芯国际等芯片代工厂商之间的竞争。

该公司正在为成熟和专业节点投资四个新设施:

位于日本熊本的Fab 23 第一期,该半导体制造工厂将使用台积电的 N12、N16、N22 和 N28 节点制造芯片,并将拥有每月高达 45,000 片 300 毫米晶圆的生产能力。

中国台湾台南Fab 14 Phase 8

中国台湾高雄 Fab 22 二期

位于中国南京的 Fab 16 1B 期。台积电目前在中国生产其 N28 芯片,不过曾有传言称新阶段能够使用更先进的节点制造芯片。

在未来三年内将成熟/专业化产能提高 50% 对公司来说是一个重大转变,并将提高台积电在市场上的竞争地位。

10. 美国造出0.7nm芯片,EUV光刻机做不到

Zyvex推出的光刻系统名为ZyvexLitho1,基于STM扫描隧道显微镜,使用的是EBL电子束光刻方式,制造出了0.7nm线宽的芯片,这个精度是远高于EUV光刻系统的,相当于2个硅原子的宽度,是当前制造精度最高的光刻系统。

这个光刻机制造出来的芯片主要是用于量子计算机,可以制造出高精度的固态量子器件,以及纳米器件及材料,对量子计算机来说精度非常重要。

ZyvexLitho1不仅是精度最高的电子束光刻机,而且还是可以商用的,Zyvex公司已经可以接受其他人的订单,机器可以在6个月内出货。

虽然EBL电子束光刻机的精度可以轻松超过EUV光刻机,但是,这种技术的缺点也很明显,那就是产量很低,无法大规模制造芯片,只适合制作那些小批量的高精度芯片或者器件,指望它们取代EUV光刻机也不现实。

11. 3nm这么高端怎么不用?

3nm工艺确实能显著提升手机芯片的性能及能耗,但目前的手机处理器的性能早已严重过剩,堆砌更多的性能也难以发挥利用。而且实际上手机芯片并不是一直处于峰值性能状态,几乎所有手机都会加入温度控制模块,在检测到温度过高时会降低芯片性能减少发热量。一味地追求工艺制程的进步,其实只是让纸面数据看起来更华丽一些,并不能为用户的实际体验带来多大的提升。并且,处理器使用更先进的工艺制程,也意味着其制造成本更高,手机的价格也就更贵,这部分代价都需要消费者去承担。

所以3nm在唯一的客户这里,也是“岌岌可危”的。果不其然,8月底有消息称台积电内部已经决定放弃 N3 工艺,因为客户几乎都不愿意用,包括苹果。

国际商业战略公司 (IBS) 首席执行官Handel Jones表示:“设计28nm芯片的平均成本为4000万美元。相比之下,设计7nm芯片的成本为2.17亿美元,设计5nm设备的成本为 4.16亿美元,3nm设计更是将耗资高达5.9亿美元。”

在先进工艺设计成本上,半导体技术研究机构Semiengingeering也统计了不同工艺下芯片所需费用,其中28nm节点上开发芯片只要5130万美元投入,16nm节点需要1亿美元,7nm节点需要2.97亿美元,到了5nm节点,开发芯片的费用将达到5.42亿美元,3nm节点的数据还没有,大概是因为3nm现在还在研发阶段,成本不好估算。但从这个趋势来看,3nm芯片研发费用或将接近10亿美元。

如此高昂的成本,是大厂都无法承受的。2018 年,因高昂的研发成本,当时排名世界第二的代工厂格罗方德被迫放弃7nm制程的研发。目前,全球唯有台积电、三星、英特尔还在向3nm、2nm峰顶冲刺。

贵不仅仅是研发贵,贵在整个生产链。首先是晶圆代工成本,根据CEST的模型,在5nm节点上构建的单个300mm晶圆的成本约为16988美元,在7nm节点上构建的类似晶圆成本为9346美元。可以看到,相同尺寸晶圆,5nm工艺节点相比7nm每片晶圆代工售价高7000多美元。从中可以推断出,在3nm节点上构建的晶圆成本或将达到3万美元左右,晶圆代工成本将进一步提高。

N3 是台积电第一代 3nm 工艺,相比N5 工艺功耗可降低约 25-30%,性能可提升 10-15%,晶体管密度提升约 70%。但是N3 工艺应用范围较窄,只适合制造特定的产品,面向超强投资能力、追求新工艺的早期客户。就是太贵了,只适合愿意烧钱的苹果、英特尔,结果这两家已经不用了。

Wikichip更是直言:“N3节点很奇怪。”它看起来似乎是台积电放弃的一次性节点。是不是台积电工程师在此制程中遇到了一些障碍,并决定中途改变,变成了N3E呢?N3E被纳入台积电的伞式营销“N3家族”,但N3E 与 N3 非常不同。据说设计规则非常不同,并且 IP 的实现方式不同,足以使它们在设计方面不兼容。对于客户而言,也没有直接的 IP 迁移路径可让在 N3 上制作的设计迁移到 N3E。这次可以相信吗?苹果明年会用吗?台积电3nm的篮子里也只有苹果一颗“蛋”。

摩根大通在最新发布的报告中指出,台积电面临联发科、AMD、高通、英伟达等四大先进制程客户砍单,计划关闭4台极紫外光(EUV)光刻机以减少产出,届时月产能将锐减1.5万片,明年获利恐衰退8%,是三年来首度面临获利下滑。