報(bào)告稱“芯荒”開(kāi)始收尾 芯片供應(yīng)或在2022年中期恢復(fù)正常

導(dǎo)讀：在所有細(xì)分市場(chǎng)都經(jīng)歷了一段時(shí)間的短缺之后，目前的觀點(diǎn)是，盡管汽車芯片等一些產(chǎn)品短缺可能會(huì)在 2022 年持續(xù)，但大部分芯片供應(yīng)可能會(huì)在 2022 年中期恢復(fù)相對(duì)正常。

　　當(dāng)前的半導(dǎo)體和 IC 封裝短缺浪潮預(yù)計(jì)將持續(xù)到 2022 年，但也有跡象表明供應(yīng)可能最終會(huì)趕上需求。

　　半導(dǎo)體和封裝領(lǐng)域的產(chǎn)能、材料和設(shè)備也是如此。在所有細(xì)分市場(chǎng)都經(jīng)歷了一段時(shí)間的短缺之后，目前的觀點(diǎn)是，盡管汽車芯片等一些產(chǎn)品短缺可能會(huì)在 2022 年持續(xù)，但大部分芯片供應(yīng)可能會(huì)在 2022 年中期恢復(fù)相對(duì)正常。但這取決于幾個(gè)經(jīng)濟(jì)因素，因此所有這一切都可能在一夜之間改變。

　　半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了一個(gè)混亂時(shí)期。2020 年初，業(yè)務(wù)看起來(lái)很光明，但在 COVID-19 爆發(fā)后市場(chǎng)下跌。整個(gè) 2020 年，各國(guó)采取了各種措施來(lái)緩解疫情，例如居家令和關(guān)閉企業(yè)。經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩很快接踵而至。

　　到 2020 年年中，由于居家經(jīng)濟(jì)推動(dòng)了對(duì)計(jì)算機(jī)、電視和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品的需求，IC 市場(chǎng)出現(xiàn)反彈。消費(fèi)類芯片和高級(jí) IC 封裝出現(xiàn)短缺。然后，在 2021 年上半年，對(duì)汽車、智能手機(jī)和其他產(chǎn)品的需求激增，導(dǎo)致這些領(lǐng)域的芯片短缺。今天，許多類型的芯片供應(yīng)緊張，交貨期長(zhǎng)，而其他一些芯片更容易得到。這取決于芯片和供應(yīng)商。

　　全球芯片制造能力也很緊張，尤其是有更成熟工藝的 8 英寸晶圓廠。一段時(shí)間以來(lái)，8 英寸晶圓廠產(chǎn)能已經(jīng)售罄，預(yù)計(jì)這種情況不會(huì)很快改變。而現(xiàn)在，許多代工廠客戶正準(zhǔn)備迎接新一輪的全面漲價(jià)。同時(shí)，在封裝方面，一些封裝類型將繼續(xù)供不應(yīng)求，許多領(lǐng)域的產(chǎn)能緊張。高級(jí)設(shè)備的交貨時(shí)間很長(zhǎng)。

　　半導(dǎo)體短缺的情況并非全是悲觀的。IBS CEO Handel Jones 在一份新報(bào)告中表示：“除部分產(chǎn)品外，供需形勢(shì)預(yù)計(jì)將主要在 2022 年上半年或 2022 年下半年得到解決?！薄霸S多因素促成了對(duì)半導(dǎo)體的強(qiáng)勁需求。然而，由于市場(chǎng)飽和，一些推動(dòng)過(guò)去需求增長(zhǎng)的因素正在減弱。由于刺激措施的減少和高通脹的影響，消費(fèi)者的購(gòu)買力將減弱。”

　　供應(yīng)商方面也有一些不好的跡象。根據(jù) IBS 的說(shuō)法，產(chǎn)能過(guò)剩可能會(huì)在 2022 年下半年或 2023 年的某個(gè)時(shí)候發(fā)生，具體取決于不同的產(chǎn)品。

　　想要解釋清楚每個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品或封裝的情況是不可能的，每一個(gè)產(chǎn)品都有自己的供需背景。但是有幾個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品可以對(duì)這種情況提供一些見(jiàn)解。其中包括應(yīng)用處理器、MCU、PMIC 和 WiFi 芯片以及各種封裝技術(shù)。
晶圓廠

　　多年來(lái)，集成電路行業(yè)經(jīng)歷了起起落落。當(dāng)前的復(fù)蘇是近期記錄中最大的復(fù)蘇之一。根據(jù) IBS 的數(shù)據(jù)，總體而言，預(yù)計(jì) 2021 年半導(dǎo)體市場(chǎng)將達(dá)到 5425.5 億美元，比 2020 年增長(zhǎng) 21.62%。IBS 預(yù)測(cè)，該市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在 2022 年增長(zhǎng) 7.13%。

　　據(jù) TEL 稱，晶圓制造設(shè)備 (WFE) 市場(chǎng)預(yù)計(jì) 2021 年將增長(zhǎng) 40%。TEL 總裁兼 CEO Toshiki Kawai 在一次演講中表示：“由于對(duì)前沿邏輯芯片和存儲(chǔ)器的需求急劇上升，預(yù)計(jì) WFE 市場(chǎng)將出現(xiàn)顯著擴(kuò)張。”

　　盡管如此，半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)計(jì)和制造了大量不同的芯片，例如模擬芯片、GPU、MCU、內(nèi)存、微處理器和功率半導(dǎo)體。GPU、處理器和其他高級(jí)邏輯芯片在 12 英寸晶圓廠中生產(chǎn)，使用從 16nm/14nm 到 5nm 節(jié)點(diǎn)的各種工藝技術(shù)。

　　從 16nm/14nm 到 5nm，芯片制造商依賴于 finFET。“與之前的平面晶體管相比，fin 在三個(gè)側(cè)面與柵極接觸，可以更好地控制 fin 內(nèi)形成的通道，”Lam Research 大學(xué)項(xiàng)目主管 Nerissa Draeger 說(shuō)。

　　12 英寸晶圓廠也生產(chǎn) 65nm 到 28nm 的成熟工藝節(jié)點(diǎn)的芯片。同時(shí)，其他芯片是在較舊的 8 英寸晶圓廠中使用 350nm 到 90nm 的工藝制造的。許多芯片也在晶圓廠以更小的晶圓尺寸生產(chǎn)，例如 6 英寸、4 英寸等。

　　目前，8 英寸和 12 英寸晶圓廠的成熟工藝節(jié)點(diǎn)即使沒(méi)有售罄也很緊張?！霸谶^(guò)去的幾年里，無(wú)論是在傳統(tǒng)的 CMOS、雙極 CMOS DMOS 還是基于 RF-SOI 的工藝平臺(tái)上，對(duì)在 8 英寸和成熟 CMOS 技術(shù)節(jié)點(diǎn)≥28nm 上制造的各種芯片的需求激增。這些器件包括 MCU、PMIC、數(shù)字顯示驅(qū)動(dòng)器 IC (DDIC)、RF IC 和制造背照式 CMOS 圖像傳感器所需的圖像信號(hào)處理 (ISP) 晶圓。這種需求也受到多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)技術(shù)趨勢(shì)的支撐，”Lam Research 戰(zhàn)略營(yíng)銷董事總經(jīng)理 David Haynes 表示。

　　“汽車半導(dǎo)體的供應(yīng)問(wèn)題有據(jù)可查，但與此同時(shí)，消費(fèi)產(chǎn)品、支持 5G 的新設(shè)備和顯示應(yīng)用的需求也在增加，”Haynes 說(shuō)?！坝捎谥圃爝@些芯片的許多 IDM 和代工廠生產(chǎn)的不是一種產(chǎn)品而是多種產(chǎn)品，因此情況進(jìn)一步復(fù)雜化。從歷史上看，他們已經(jīng)能夠重新平衡晶圓廠產(chǎn)能以滿足對(duì)某種產(chǎn)品類型不斷增長(zhǎng)的需求，但是當(dāng)對(duì)如此多產(chǎn)品的需求同時(shí)激增時(shí)，很難或不可能以這種方式調(diào)整產(chǎn)量。盡管某些設(shè)備類型（例如顯示驅(qū)動(dòng)器）的全球產(chǎn)能有所增加，但最近的報(bào)告表明，整個(gè)行業(yè)尚未達(dá)到供需平衡。”

　　總而言之，代工產(chǎn)能緊張。聯(lián)電聯(lián)席總裁 Jason Wang 表示,“展望第四季度，我們預(yù)計(jì)晶圓出貨量和 ASP 趨勢(shì)將保持堅(jiān)挺。8 英寸和 12 英寸設(shè)施的產(chǎn)能利用率將繼續(xù)保持滿負(fù)荷狀態(tài)?！?br />
　　不論是成熟工藝節(jié)點(diǎn)還是前沿節(jié)點(diǎn)，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，晶圓廠產(chǎn)能預(yù)計(jì)都將吃緊。這取決于生產(chǎn)流程和供應(yīng)商?！半m然我們不排除庫(kù)存調(diào)整的可能性，但我們預(yù)計(jì)臺(tái)積電的產(chǎn)能在 2021 年和整個(gè) 2022 年仍將非常緊張，”臺(tái)積電 CEO 魏哲家在最近的一次電話會(huì)議上稱。

　　Gartner 分析師 Samuel Wang 在總結(jié)情況時(shí)表示：“代工廠大多被預(yù)訂了 2022 年上半年的產(chǎn)能，有些與無(wú)晶圓廠客戶簽訂了 3-4 年的長(zhǎng)期協(xié)議。Gartner 的假設(shè)是，芯片庫(kù)存將在 2022 年第二季度達(dá)到常態(tài)。小型供應(yīng)商的各種組件短缺可能會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。”

應(yīng)用處理器問(wèn)題

　　與此同時(shí)，據(jù) IBS 稱，無(wú)線是半導(dǎo)體領(lǐng)域最大的細(xì)分部門，占總業(yè)務(wù)的 40%。在無(wú)線領(lǐng)域，5G 智能手機(jī)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施是許多芯片的主要驅(qū)動(dòng)力。IBS 表示，總體而言，2021 年 5G 智能手機(jī)的出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到 5.78 億部，高于 2020 年的 2.25 億部。盡管 5G 在許多地區(qū)都在增長(zhǎng)，但中國(guó)的智能手機(jī)市場(chǎng)正在放緩。

　　5G 智能手機(jī)由應(yīng)用處理器、CMOS 圖像傳感器、內(nèi)存、PMIC 和 RF 等多種芯片組成。應(yīng)用處理器是將 CPU、圖形和 AI 功能集成在同一芯片上的前沿設(shè)備。

　　蘋果新款 iPhone 13 采用了 A15 應(yīng)用處理器，其基于臺(tái)積電 5nm 工藝的 150 億晶體管設(shè)計(jì)。許多其他手機(jī)采用了高通的驍龍 888，這是一種 5nm SoC。

　　這些芯片由代工廠商生產(chǎn)。如今，臺(tái)積電和三星是僅有的能夠制造 7nm 和 5nm 芯片的代工廠商，并且都在研發(fā) 3nm。最近重新進(jìn)入代工業(yè)務(wù)的英特爾正在加大 10nm 和 7nm 的生產(chǎn)力度，研發(fā) 4nm。

　　一段時(shí)間以來(lái)，對(duì)基于 5G 的前沿應(yīng)用處理器和芯片組的需求一直很強(qiáng)勁。但代工廠給這些芯片的產(chǎn)能似乎略有不足。IBS 的 Jones 表示：“晶圓產(chǎn)能短缺可能會(huì)持續(xù)到 2021 年第四季度或 2022 年第一季度?！?br />
　　產(chǎn)能短缺會(huì)持續(xù)多久取決于幾個(gè)因素?！疤O果 A15 和高通驍龍 888 等最新設(shè)計(jì)的技術(shù)是 5nm，并計(jì)劃在 2022 年遷移到 3nm，”Jones 說(shuō)?！叭绻?3nm 的智能手機(jī)芯片組在 2022 年下半年推出，那么 5nm 和 7nm 的產(chǎn)能可能會(huì)在 2022 年第三季度或 2022 年第四季度出現(xiàn)過(guò)剩?！?br />
　　情況可能會(huì)改變。分析師稱，定于 2022 年推出的蘋果 iPhone 14 本應(yīng)該使用臺(tái)積電的 3nm 工藝作為應(yīng)用處理器。然而，現(xiàn)在 iPhone 14 有望使用 4nm。分析師表示，蘋果將于 2023 年推出的 iPhone 15 將采用 3nm 應(yīng)用處理器。換句話說(shuō)，臺(tái)積電 3nm 的收入增長(zhǎng)被推遲到 2023 年了。

　　總而言之，各方的 3nm 生產(chǎn)上量是一個(gè)不斷變化的目標(biāo)?！坝雄E象表明，臺(tái)積電和三星都在推遲增加 3nm 晶圓的產(chǎn)量，”Jones 說(shuō)。

　　對(duì)于蘋果和其他智能手機(jī)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，這并不是唯一的問(wèn)題。在最近一個(gè)財(cái)季，由于芯片和制造產(chǎn)能短缺，蘋果的銷售額出現(xiàn)了 60 億美元的缺口。問(wèn)題不是出在無(wú)法獲取前沿節(jié)點(diǎn)，而是成熟工藝芯片短缺。

　　據(jù) KeyBanc 稱，蘋果的銷售受到多個(gè)領(lǐng)域短缺的影響，包括 OLED 觸摸屏控制器。用于控制顯示器的觸摸屏控制器采用的是成熟工藝制造。

　　其他成熟節(jié)點(diǎn)的芯片也供不應(yīng)求，包括 Wi-Fi 6 芯片。Wi-Fi 和部分射頻芯片的生產(chǎn)工藝為 28nm、22nm 和 16nm。據(jù) IBS 稱，Wi-Fi 和其他射頻芯片的短缺可能會(huì)持續(xù)到 2022 年第二季度，甚至可能是 2022 年第三季度。

　　智能手機(jī)和其他產(chǎn)品的 PMIC 也一直供不應(yīng)求。PMIC 用于控制電力的流動(dòng)和方向，采用 180 nm 到 40nm 的工藝制造。據(jù) IBS 稱，預(yù)計(jì) PMIC 的短缺將持續(xù)到 2022 年第二季度或 2022 年第三季度。
 來(lái)源：阿美林電子