晶园工艺
 
韩国存储双雄抢晶圆代工
 2017-12-22
 

随着记忆体明年景气可能从绚烂归于平淡,三星也把眼光投注到过去战力较弱的晶圆代工业务上。其实从去年开始,三星就加快了其晶圆代工业务的步伐,其内部更是定下了在最近几年提升到全球第二,并展望最终超越台积电成为全球最大的晶圆代工厂。日前有报导指出,三星新任设备解决方案部门总裁金奇南(Kim Ki-nam)已锁定系统单芯片与晶圆代工业务做重点强化,两者可能成为三星明年业务发展的主轴。

 

无独有偶,同样来自韩国的存储大厂SK海力士也在日前正在重申了其晶圆代工计划。

 

据半导体产业消息人士透露,南韩第二大记忆体制造商SK 海力士为扩张晶圆代工业务,打算与中国业者结盟成立合资公司,海力士董事会拟就此提案讨论。

 

海力士今年七月已将晶圆代工部门分割,并成立完全持股子公司SK海力士系统IC,内部人士宣称未来中国合资公司若成案,SK海力士系统IC将占五成股权,观察家看好海力士竞争力有望获得提升。

 

三星晶圆代工,技术倍受质疑

 

 

不过信心满满的三星似乎碰了一鼻子灰,今年该公司晶圆代工的成长幅度,落后同业。

 

韩媒BusinessKorea 20日报导( 见此),研调机构TrendForece预估,今年三星晶圆代工部门的营收仅年增2.7%、至43.98亿美元,增幅低于业界平均值的7.1%,更落后台积电和格芯( GlobalFoundries、原名格罗方德)的成长8%。从市占来看,预料今年台积电市占为55.9%、格芯为9.4%、联电为8.5%。三星排第四,市占只有7.7%。

 

报导称,尽管三星抢在台积电之前,提早量产10 纳米制程,但是客户订单并未因此增加。Hyundai Investment & Securities主管Roh Keun-chang表示,和记忆体相比,晶圆代工的半导体体积较大,客户重视稳定和可靠的产品,更胜于制程微缩。这也表示,客户不会毫无条件一有新制程就采用。

 

不只如此,三星是记忆体大厂,部分专家指出,三星发展出来的制程较适合记忆体、较不适合晶圆代工。半导体业界人士指出,三星缺乏Know-how,难以依据客户要求,用最少经费开发出最适制程,以相同规格产品而言,三星价格较不具竞争力。台积和格芯都以价格为武器,对付三星。

 

三星仍积极在制程微缩下功夫,希望未来能扳回一城,有外媒因此看好三星的长期潜力。

 

晶圆代工之战,7纳米制程预料由台积电(2330)胜出,4纳米之战仍在激烈厮杀。外媒称,三星电子抢先使用极紫外光(EUV)微影设备,又投入研发能取代「鳍式场效电晶体」(FinFET)的新技术,目前看来似乎较占上风。

 

Android Authority报导,制程不断微缩,传统微影技术来到极限,无法解决更精密的曝光显像需求,必须改用波长更短的EUV,才能准确刻蚀电路图。5纳米以下制程,EUV是必备工具。三星明年生产 7纳米时,就会率先采用EUV,这有如让三星在6纳米以下的竞赛抢先起跑,可望加快发展速度。

 

相较之下,台积电和格芯(GlobalFoundries、原名格罗方德)的第一代7纳米制程,仍会使用传统的浸润式微影技术,第二代才会使用EUV。

 

SK海力士强势杀入,胜算几何? 

 

SK海力士与三星并列南韩记忆体双雄,但在晶圆代工领域,SK海力士之前还是无名小卒。按ICInsights排名,全球晶圆代工前五大厂依序为台积电、格罗方德(GlobalFoundries)、联电、中芯与力晶。

 

三星5月进行组织结构重整时,已先将晶圆代工分拆成独立单位,三星现任半导体研发主管ChungEun-seung则升任首位晶圆代工部门的执行长。

 

海力士为什么要做代工?

 

 

正如文章开头所说,SK海力士是一个知名的存储生产厂商。据韩联社的报道,SK海力士2015年的三大经营指标——营业利润、销售额、净利润连续第三年创下历史新高。

 

数据显示,公司2015年营业利润达53360亿韩元(约合人民币292亿元),同比增长4%。销售额同比增长10%,达18.79万亿韩元,净利润同比增长3%,为43240亿韩元。2015年第三季度,SK海力士营业利润连续7个季度维持在1万亿韩元以上,但第四季度的营业利润没能突破1万亿韩元,同比和环比分别减少41%和29%,为9889亿韩元。

 

SK海力士方面预测,2016年第一季度,存储器将进入销售淡季,因此存储器需求短期内难有明显改善。但随着DDR4的需求增加,DRAM市场前景有望变好。但从今年上半年的财报看来,SK海力士的表现未能得到预期的表现。

 

SK海力士第二季财报显示,SK海力士第二季营收3.94兆韩元,在需求回稳产品出货优于预期下季增8%,对比去年同期营收则衰退15%,但平均销售价格有所下滑,营业利润4,530亿,季减19%、年减67%比砍半还惨,受到汇损等影响,净利2,860亿,季减36%、年减高达74%。

 

存储需求回春,但在平均单价降低与汇兑损失下,未能反映在获利表现。SK海力士指出,DRAM与NANDFlash位元出货量都有所成长。受到智能手机需求强劲以及电脑存储复苏之下,DRAM位元成长18%,但平均销售单价(ASP)却也减了11%。NANDFlash在智能手机嵌入式存储、SSD等需求持续成长下,位元成长率大增52%,平均销售单价因产品价格下降与TLC产品单价较低,同样减少11%。

 

除了要面对来自三星等国际知名存储厂商的竞争外,SK海力士还需要面对今年蓬勃发展的中国存储产业的潜在挑战,且在平面存储向3D存储的转变过程中,需要投入巨大的人力和研发成本,对于SK海力士来说,也是一大笔的营运压力。

 

因此,在本身的存储业务上,SK海力士一方面将扩大在2Z纳米DRAM产品线以反应后续的需求,2Z纳米不只运用于公司PCDRAM出货,也适用于行动DRAM,官方预计将增加DDR4与LPDDR4的出货,估计在2016年末出货占比将来到总DRAM出货量的40%,而平面NANDFlash将推进到1Y纳米制程,业界正在竞逐的3DNANDFlash竞赛,SK海力士36层堆叠产品已经开始出货,48层堆叠的3DNANDFlash也将于今年下半问世。

 

而另一方面,SK海力士想通过代工,充分利用其产线,降低运营成本,开源节流!

 

晶圆代工市场现状如何?

 

 

继Intel和三星之后,又一家IDM将进攻晶圆代工产业,在这个时候还有机会吗?

 

根据ICInsights的预估,自2016年到2021年的5年间晶圆代工市场将以7.6%的年复合增长率(CAGR)成长。金额也将从2016年的500亿美元,成长到2021年的721亿美元。而就在2016年全球前十大晶圆代工厂的排行来观察,台湾共有4家企业上榜,大陆两家,美国、南韩、以色列、德国各有1家上榜。所以,就晶圆代工产业而言,台湾仍是全球的重镇。

 

据ICInsights的统计资料显示,台积电在2016年以59%的市场占有率(与2015年相同)排第一,销售额增长了29亿美元,是2015年14亿美元的两倍。2016年,台积电虽然遭遇了联电、格罗方德、中芯国际等劲敌的竞争,仍以绝对优势大幅领先。

 

排名第2的格罗方德,2016年销售金额成长10%,来到55.45亿美元,市占率维持在11%。格罗方德是全球晶圆代工第2把交椅,之前向三星取得14nm技术授权后,目前已进入量产。至于7nm技术部分,格罗方德也预计2018年第1季进行试量生产,已有客户进行设计及认证,主要针对高效能运算市场所设计,特别是在伺服器及资料中心采用的芯片。

 

取得探花地位的联电,2016年的销售额达45.8亿美元,虽金额年增长3%,但市占率却下滑1个百分点,来到9%的市占率。联电2016年营收成长,主要受惠于28纳米制程订单满载,进而降低了淡季带来的压力。再加上联电位于中国厦门的Fab12寸晶圆厂成功量产,推动了联电2016年度营收表现。

 

排名第4的中芯国际,2016年销售金额成长至29.2亿美元,比2015年大增31%,市占率也提升1个百分点,来到6%。中芯国际自2011年以来,营收从12.2亿美元大幅增长至2016年的29.21亿美元,以19%的年复合成长率CAGR快速成长。2016年10月,中芯国际连续宣布新厂投资计画。包括在上海和深圳分别新建一条12寸生产线。另外,天津的8寸生产线,产能也预计将从月产能4.5万片,扩大至15万片,成为全球单体最大的8寸生产线。

 

总结

 

 

从上面的数据看,纵观全球晶圆代工市场,约9成以上是由前十大晶圆代工厂所占据,而且,仅台积电、格罗方德、联电和中芯国际这前四大厂商就拿下了全球8成的市场。其中,台积电拿下近6成的市场,其他三大厂商格罗方德、联电、中芯合计营收约占26%,与2015年持平。在稳定超过一切的晶圆代工领域,贸贸然切换供应商,应该不会大多数Fabless的选择,毕竟从引进到技术配置好,需要一段时间的差距。

 

而在之前的报道中,SK海力士独立出来的晶圆厂是南韩清州M8厂,M8产能为10万片200公厘矽晶圆,主要产品为面板驱动IC(DDI)、电源管理IC(PMIC)、CMOS影像感测器(CIS)。M8厂最大客户为LG,替LG代工生产液晶屏幕的DDI。M8也替韩厂SiliconMitus制造PMIC,并为SK海力士生产CIS。一旦改用12寸晶圆,会增加五成产能,需要直面传统大厂的挑战是肯定的,尤其是格芯。

 

根据ICInsights的调研报告,2015年全球半导体厂月产能达1,635.0万片8寸约当晶圆,其中,晶圆代工厂格罗方德月产能达76.2万片8寸约当晶圆,年增率高达18%,主要是其位于纽约州的12寸厂已顺利进入量产。不过,该公司的总月产能仅有台积电的4成左右。但是从去年开始,他们开始在中国四川成都开建大厂,也将会在12寸晶圆上开发,这势必会给SK海力士带来潜在的威胁。

 

再加上中国大陆近年来在疯狂投资半导体产业,当然也包括了晶圆代工厂。所以对SK海力士来说,未来是一个未知之数。

 

而根据调研机构TrendForce上月底发布的报告估计,今年全球晶圆代工营收将来到573亿美元,较去年成长7.1%,为连续第五年成长率破5%。前十大晶圆代工业者排名维持不变,台积电(2330)、GlobalFoundries与联电(2303)分居前三名,其中台积电市占率达55.9%。我们可以看到,这是一个本来就强弱分明的市场。加上之前的报道指出,SK海力士的晶圆代工部门地位不高,公司支援少。IHSMarket估计,SK海力士的晶圆代工业务,去年营收只有1.4亿美元,在该公司整体营收所占比重不到1%。业界人士说,目前200公厘晶圆代工供不应求,要是SK海力士的晶圆代工能减少固定开支、开发新制程、拓展客源,业绩可望跳增。该部门计划发指纹辨识感测器IC,开发新市场。至于未来,谁也说不准。

 

(来源:半导体行业观察)