根据市场调查研究机构《Counterpoint》最新研究报告显示,全球晶圆代工业在 2020 年成长超乎预期,营收达 820 亿美元。而且,预计到 2021 年之际还将成长至 920 亿美元,较 2020 年再成长 12%。
报告指出,2020 年到 2021 年全球晶圆代工产业会有如此惊人成长的主因,一方面是因为整体产业环境仍然十分热络,比如武汉肺炎疫情、美中贸易关系战争等都导致下游厂商必须增加库存,这使得晶圆预订数量增加,也造成先进制程技术发展十分快速。另一方面,整个产业对于增加产能较为理性,二线代工厂对于建设新晶圆厂增加产能,其实更愿意提高晶圆价格。
另外,预估苹果将是 2021 年最大的 5 奈米制程处理器及芯片采购者,将占全部 5 奈米产能订单的一半以上。另外,AMD 则将是 2021 年最大的 7 奈米芯片采购者。整体来说,预估台积电在 2021 年在 5 奈米制程的营收上将达到 100 亿美元。
保持两位数成长,台积电、三星持续领先
报告对各分析结果详细说明指出,根据数据显示,2020 年全球晶圆代工产业的营收达到约 820 亿美元,较前一年成长 23%。预计 2021 年全年营收将达到 920 亿美元,也较前一年成长 12%。其中, 2021 年台积电全年营收有望较前一年成长 13%~16%,超越产业平均成长水准。至于三星晶圆代工业务方面,营收将会较前一年成长 20%,主要成长原因是高通、辉达等客户订单数量的增多所带来的效益。而整个晶圆代工产业来说,2021 年包括晶圆的出货量和晶圆出货价格都将维持双位数的增长。而 2020 年出现供应短缺的 8 吋晶圆产能,正是让晶圆厂于 2021 年将晶圆平均价格提高约 10% 的催化剂。
先进制程技术竞争激烈,技术快速改朝换代
至于,在先进制程的发展方面,在 2019 年和 2020 年陆续投产后,台积电和三星都将快速采用 EUV 曝光技术来突破 7 奈米制程上的限制,并提升晶圆性能功耗状况。而在 5 奈米制程方面,台积电与三星均在 2020 年量产 5 奈米制程,这被认为是这两家晶圆厂完全采用 EUV 曝光技术的一个节点,而英特尔在 2020 年宣布旗下的 7奈米制程延后推出后,使得该先进晶圆制造技术大厂,再次落后给台积电与三星两家竞争对手。
另外,根据 《Counterpoint》 的估计,2021 年 5 奈米制程晶圆的总出货量将占全球 12 吋晶圆的 5%,相较 2020 年这一比率还不到 1% 的情况有着大幅的提升。苹果则是 2021 年 5 奈米制程晶圆的最大客户,其所有订单都由台积电来供应。由于 iPhone 13 可能会采用高通的骁龙 X60 5G 基频芯片及射频系统,使得高通将成为第二大 5 奈米制程的用户。在此情况下,台积电在 2021 年的 5 奈米制程营收将达到 100 亿美元。而三星的晶圆代工业务方面,预计也将从三星内部的 Exynos 行动处理器及芯片,加上和高通 5 奈米处理器的订单中获得充沛的动能。
而在当前市场中,因为在性能更强大的 5G 智能手机的推动下,台积电和三星所采用的 5奈米制程晶圆产能利用率,在 2021 年一举提升到 90%。而和绝大部分应用于智能手机上的 5 奈米制程行动处理器有所不同,7 奈米制程技术所生产的处理器或芯片,其应用将更加多样化,多数应用包括了 AI、GPU、CPU、网络和汽车处理器。报告中也预计了 2021 年 7 奈米制程晶圆的总出货量将占全球 12 吋晶圆的 11%。在这种情况下,智能手机将只消耗 35% 的晶圆,另外的大部分将被 AMD 和辉达所消耗,平均利用率可能为 95%~100%。而因为 7 奈米制程的产能持续吃紧,使得客制化半导体(ASIC)和 Arm 架构处理器等新兴需求,其芯片组供应商和设备制造商都将很难在近期获得额外产能分配。
芯片商维持库存高水位,晶圆代工厂获利提升
另外,报告还指出,虽然晶圆代工产业的周期性不如内存产业,但高库存水准仍是预测影响市场需求的主要因素之一。不过,一旦武汉肺炎疫情和全球贸易的紧张局势无法解决,则 2021 年,乃至 2022 年初的预期则需重新评估。因此,全球 OEM 厂商的芯片供应商都在为额外需求进行准备。另外,从 2020 年末开始,市场上部分标准 IC 的交货时间已延长至 半年以上。换句话说,可能不仅在台积电看到某个成熟节点上呈现一波价格上升的趋势,就连二线代工厂商也可能会出现这种情况。
而在此情况下,AMD、辉达、高通,甚至 Dialog Semiconductor 等较小厂商,都会对 2021 年 5G 智能手机、WFH 设备和云端运算服务器支出的预期较为乐观。而因为这样的乐观预期支撑了高库存水位,只要供应链中断的担忧持续存在,相关供应商将从则将继续保持高库存水准。因此,2021 年上半年的传统淡季有望优于正常水准,代工客户也会选择更早下晶圆订单,以避免下半年的产能风险。因此,报告预期推测产业库存水准可能会在 2021 年年中达到高峰。
IDM 厂委外代工趋势确立,台积电、三星蓄势待发
最后,报告中引用荷兰半导体设备大厂艾司摩尔针对 EUV 极紫外光曝光机出货量预测,以及台积电的全年预计的资本支出,来做为预判全球半导体产业前景的风向球。并表示,台积电在 2020 年第 4 季的法说会上表示,预计 2021 年的资本支出将达到 250 亿美元~ 280 亿美元,而 2021 年包括智能手机及高效能运算将是台积电两大营收成长来源。
至于,在当前大家所关注的英特尔委外代工订单部分,报告直指英特尔迫于长期的生存压力,很快会将 CPU 业务外包。而台积电与三星都已准备好迎接这一大订单,为此两家公司可能在 2021 年开始扩大其采用 5 奈米及 3 奈米制程技术产能。另外,目前 IDM 外包的趋势正在加速,全球 IC 供应商都在追求通过这种模式获利。使得除了英特尔外,在 2021 年底 SONY 的 CMOS 图像感测器 (CIS) 和瑞萨电子的 MPU 业务芯片都可能进行外包。
报告总结表示,2020 年晶圆代工产业营收多次因长期利多消息而成长,这样的成长态势是 2000 年网络泡破后从未有过的状况。此外,考虑到 IDM 外包,也让报告预计自 2022 年开始到 2023 年期间,产业市场的规模将超过 1,000 亿美元。在这之中,台积电和三星因为具备在技术、资金、以及产业地位,将继续维持强大的竞争优势。
(首图来源:台积电)