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缺芯与扩产并行 2022年形势或逆转

WSTS(世界半导体贸易统计组织)的最新报告预测2021年世界半导体产业营收额将达5529.6亿美元,同比增长25.6%,从年初8.4%的预期增长率调高到25.6%。然而,2021年一路高歌的半导体行业也经历了芯片短缺、供应商涨价、巨头扩产的跌宕起伏。

  多位业内人士在接受《中国经营报》记者采访时表示,2021年全球集成电路产业持续处于上游产能紧缺、下游供给不足的困境中,虽然全球半导体公司不断扩产扩能,但是短期内仍未看到供需平衡拐点的到来。

  缺芯成主旋律

  “缺芯”从2020年下半年开始,一直延续到了2021年,俨然成为半导体产业当下面临的最大困境。

  受5G、AI(人工智能)、自动驾驶以及消费电子产业的发展推动,半导体市场规模迅速增长,使得全球晶圆代工产能始终处于供不应求的状态,芯片短缺愈演愈烈。市场分析机构Susquehanna Financial Group最新研究显示,2021年11月芯片交付周期再度延长至22.3周,其中,电源管理芯片和微控制器芯片交付时间的增长尤为明显,许多产品的供应压力将会传递到2022年。

  供应链紧张使得半导体行业内的涨价函“满天飞”,从上游的晶圆代工制造、封装测试厂商,到瑞萨、NXP、意法半导体等芯片大厂都在发涨价通知。

  缺芯在一定程度上也限制了产业的快速发展,例如在手机芯片领域,市场调研机构Canalys的数据显示,2021年三季度,由于芯片等零部件短缺,供应商难以满足客户对设备的需求,全球智能手机出货量下降了6%。

  苹果、三星等手机厂商都未能幸免。苹果公司CEO蒂姆·库克直言,受疫情影响,芯片制造商供应不足,造成2021财年第四季度苹果公司损失60亿美元。据估算,苹果全年的损失将超过100亿美元。

  而在此轮缺芯中,汽车行业受到的冲击尤为严重。根据顾问公司AlixPartners日前的市场分析报告,芯片短缺的问题预计将使全球汽车产业在2021年减少770万辆的汽车出货,损失金额高达2100亿美元。

  TrendForce集邦咨询分析师乔安分析称,2021年全球foundry(专门负责制造芯片的厂家)产业除了面临产能供不应求的问题,同时也有产能资源分配不均的情况;近期部分终端产品 (如smartphone) 进入传统淡季周期,需求动能下降已减轻品牌制造商对于供应链的迫切压力,同时有产能资源重新分配的现象,导致原先极度短缺的应用类别得以取得部分产能;但依各制程供应情形不同,仍有部分“长短料”(长、短料分别指供应较多、吃紧的零件)的状况。

  巨头争相扩产

  在产能短缺和需求旺盛的供需失衡压力下,全球晶圆代工企业也坐不住了,纷纷选择扩产。

  ICINSIGHTS最新研究报告指出,估计2021年全球半导体资本支出将达创纪录的1520亿美元,其中约三分之一来自晶圆代工企业资本支出金额。

  在此轮扩产潮中,各晶圆代工龙头首当其冲。早在2021年3月份,英特尔宣布将斥资200亿美元在美国亚利桑那州新建两个芯片工厂,新的工厂主要聚焦代工业务,为其他厂商制造ARM技术芯片。

  台积电宣布,未来3年将投入1000亿美元增加产能。值得注意的是,台积电投资120亿美元在美国亚利桑那州设立全资子公司建设已经动工,预计设备将在2022年下半年进厂,5nm(纳米)一期月产2万片晶圆的项目将于2024年开始量产。

  除了已经确定的位于美国的5nm新厂和中国南京厂的28nm扩产计划以外,台积电也在积极规划位于日本的28nm新厂和德国的12nm新厂。

  除此之外,总部位于韩国的三星、SK海力士也抛出了扩产计划。

  国内的晶圆代工厂也不甘落后。2021年9月2日,中芯国际宣布和上海自贸试验区临港新片区管委会有意在上海临港自由贸易试验区共同成立合资公司,该合资公司将规划建设产能为10万片/月的晶圆代工生产线项目,聚焦于提供28nm及以上技术节点的集成电路晶圆代工与技术服务。

  据悉,该项目计划投资约88.7亿美元。如果算上中芯国际已经在北京、深圳两地启动的扩产计划,三个项目合计的投资额折合人民币约1217亿元。

  除了中芯国际以外,士兰微(600460.SH)、华润微(688396.SH)以及闻泰科技(600745.SH)等国内厂商也纷纷宣布扩产计划。

  据SEMI(国际半导体产业协会)统计,自2020年开始到2024 年为止,将有60 座12吋(英寸)晶圆厂新建或扩建。在这60座12吋晶圆厂当中,在美洲的有6座,欧洲/中东的有10座,亚洲则达到44座。同期将会有25座8吋晶圆厂投入量产。因此,从2020年到2024年,预计12吋晶圆的总产能将增长48%,全球8吋厂的晶圆总产能预计将增长18%。

  不过,芯片短缺的情况或许并不会随着各大晶圆代工厂加速扩充产能而在短时间内结束。

  新泰证券半导体分析师王志伟表示,晶圆代工厂新建产能从立项、开工、测试、试生产到产能利用率的提高,大约需要两到三年的时间。新建晶圆代工厂受制于技术、人才、工艺流程等复杂因素,以目前的进度来看,各大晶圆代工厂的新建产能释放最快也要到2022年,短时间不会缓解产能紧张的情况。

  TrendForce集邦咨询也认为,在历经连续两年的“芯片荒”后,各大晶圆代工厂宣布扩建的产能将陆续在2022年开出,且新增产能集中在40nm及28nm制程,预计现阶段极为紧张的芯片供应将稍为缓解。然而,由于新增产能贡献产出的时间点落在2022年下半年,届时正值传统旺季,在供应链积极为年底节庆备货的前提下,产能纾解的现象恐怕不甚明显。此外,虽然部分40/28nm制程零部件可稍获舒缓,但现阶段极为短缺的8吋0.1X及12吋1Xnm制程,在有限的增产幅度限制下,恐怕仍然是半导体供应链瓶颈。因此,整体来说,2022年晶圆代工产能将仍然处于略为紧张的市况,虽部分零部件可望纾解,但“长短料”问题仍将持续冲击部分终端产品。

  2022年“缺芯”能否纾解?

  “2022年,按我的判断,会发生一个逆转。”紫光展锐CEO楚庆日前表示,芯片经历了近一年的供应短缺之后,到2022年第三季度,将从供应短缺阶段进入供应充足阶段、再到供过于求的阶段。

  但是,乔安表示,目前的缺芯潮为多项因素同时驱动造成,包含疫情、地缘政治、数位转型等,2022年上述三项因素仍会对需求端造成影响和不确定性;从产能扩充的角度来看,依不同制程类别新增产能幅度的不同,部分制程缺货情况将有机会获得纾解,然而如8吋晶圆制造为主的产品如PMIC、MOSFETs等在8吋增幅相对有限的情况下,恐怕将持续紧缺。纾解情况将取决于各制程产能的新增幅度不同而有所差异,目前观察2022年增幅相对有限的1Xnm或8吋产能将维持紧缺状况,而其余制程将有机会在下半年获得一定程度的纾解。

  东亚前海证券研究所电子行业首席分析师赵翼也认为,相较于2021年全球半导体市场的高速增长,预计2022年增速将有所回落,但同比仍将维持双位数的增长,半导体行业高景气度仍将维持,下行周期或将延后。

  赵翼分析称,一方面需求端,汽车电子、IoT(人工智能物联网)、AI等行业兴起带动芯片需求增长。同时,此次全球缺芯导致下游客户改变备货策略,整机厂商偏向高库存策略运转,芯片储备量有所增长。另一方面供给端,新产能预计将于2022年下半年开始才会逐渐释放,包括功率芯片、模拟芯片等产品产能2022年上半年仍将维持紧缺状况,价格持续走强,行业景气度维持高涨局面。预计行业供需紧张的情况至少要到2022年三季度才能够缓解。