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8英寸晶圆厂们,为何不再躺平?

2022-03-05 来源:爱集微

日前,马来西亚半导体晶圆代工厂 SilTerra 宣布,将投资 6.45 亿令吉(约合1.5亿美元)进行扩产计划,以将其年产能提高 20%,预计新增产能将于 2023 年初投入部署。

自去年7月新股东完成对SilTerra收购以来,该公司已经接连引进了高压BCD和绝缘体上硅特色工艺包,并与集创北方、奕力科技等下游客户新签大额长约,整体生产经营面貌堪称焕然一新。

起步比中芯国际更早的SilTerra,也曾有过跻身全球十大晶圆代工厂的高光时刻,然而在其大部分经营阶段,该公司都受到国有股东管理缺位、本土产业生态单薄等问题的困扰,据估计,马来西亚国库控股在该项目上的亏损已累积达80亿令吉,号称是该国仅次于马航的第二大“白象工程”。

在出售给私人财团前,SilTerra年营收仅徘徊在1亿美元左右,审计机构出具的意见亦直指该公司8英寸晶圆产线良率低下,运营成本有很大改善空间。

值得一提的是,集微网根据其营收水平,以及该公司关于扩产的怪异表述—“从830万掩膜层提升至1000万层”,以公开信息如台积电单片8英寸晶圆约需30层掩膜制备、华虹8英寸晶圆单片售价400美元为准粗略估计,SilTerra收购前实际产量可能仅约每月20000片8英寸晶圆,远低于其每月46000片的设计产能,新股东的扩产投资,并非增加新产线,而是维护翻新已明显老化的现有8英寸产线。

多次试图出售SilTerra的马来西亚政府,可以说在一个理想的时点出了手,假如不是当下晶圆产能持续稀缺的大环境,积重难返的SilTerra,恐怕很难找到有能力的资本接盘,大概率难逃破产清算,变卖设备的命运。

SilTerra的起死回生,是当下全球二线晶圆厂生存状态改善的一个缩影,除了SilTerra这样的“腿部”企业,实力稍强的“腰部”晶圆厂扩张动作更为明显,东部高科已宣布在满载基础上,继续挖潜提升每月9000片8英寸晶圆产能,新的8英寸或12英寸产线亦在酝酿。

X-FAB财报亦显示其全年资本开支近2亿美元,用于更新改造现有工厂,提升8英寸产线产能。

两极分化

次贷危机,划分出半导体产业的两个纪元。

2008-2009年金融危机前,在当时的45纳米等先进制程开发中,美欧日韩及中国地区企业均有积极动作,形成了Crolles2、NanoCMOS等多个活跃的技术联盟,众多二线晶圆厂,似乎也有望继续通过技术与产品的低成本“追随”战略(fastfollow),保持一线水平之后半代到一代的身位,分享前者技术投资成果。

彼时的SilTerra也请来邱慈云坐镇,一度提出了收购8英寸产线、自建12英寸65纳米先进制程的中期规划。

然而次贷危机后,不少此前还相当活跃的中小晶圆厂,遭受重创,忙于收缩战线调整业务,以确保生存为第一要务。而头部晶圆厂,特别是亚洲地区厂商,则逆势发力,大胆投资下一代制程生产能力。这样的资本支出反差,叠加个人移动终端的“大爆炸”、新晶圆厂投资每四年翻一番的所谓“摩尔第二定律”,三大因素汇聚的合力,在重塑半导体产业全球格局的同时,也一举将这个行当,横切出12英寸和8英寸这两个天壤之别的世界。

在12英寸的世界,来自资本和市场的阳光雨露慷慨洒下,鼓舞晶圆厂不断向摩尔定律的极限发起挑战,俱乐部里的小玩家,也往往能获得在其利基市场捭阖纵横的必要资源。

而在8英寸乃至更低制程的世界,大宗商品化(commoditize)的标准品,使晶圆厂往往只能作为市场行情的被动接受者,下游市场也变动不定,一线厂商看不上、吃不下的残羹冷炙,才有可能溢出(overflow)给二线厂商。这样的市场生态下,二线晶圆厂往往多数处在“饥一顿饱一顿”的低毛利经营状态,SilTerra这样缺乏专业运营能力的单体厂商,甚至面临长期亏损。

而“靠天吃饭”的逼仄生存状态,也使小型厂商的商业决策更趋保守化,对业务扩张慎之又慎,在不利的年景里,往往自愿或被迫典卖产线予优势厂商。据统计,在2009-2018年,全球有超过100家6英寸、8英寸晶圆厂关闭,其中70%位于美国和日本地区。

仍在运营的二线晶圆厂,特别是停留在200毫米(8英寸)及以下工艺的晶圆厂,仿佛已彻底“认命躺平”了,目前,全年每年晶圆厂设备支出已达到1000亿美元水平,而其中8英寸设备支出规模仅40亿美元左右,不过是市场的“零头”、“添头”。

留给二线厂商的时间不多了

8英寸晶圆厂这种缺乏存在感的生存状态,在2016年后逐渐发生了变化。

一开始是产能利用率的提高,来自电源管理、显示驱动和MCU等品类的需求大幅增长,以中国大陆企业为代表,也逐渐开始建设新厂新线。接下来,随着2018年后产能到达满载并持续,市场供需格局逆转,8英寸晶圆厂经营表现普遍改善,无论是更新现有产线提升产能,还是新建上游设备投资意愿增强,据二手设备经销商 SurplusGlobal 透露,2018年初,有 2000 台 8英寸晶圆厂生产机具的需求,但当时市场上只有 500 台可供出售,光刻机尤其稀缺。

不少需求紧迫的客户,不得不花费高价从原厂采购设备,甚至出现了8英寸设备价比12英寸、将12英寸机具改造适配8英寸产线等现象。

(汽车与工业市场的兴起,为8英寸晶圆厂产品带来新的需求增量)

导致这一变化的原因,一方面是上文已提及的部分产品品类需求增长,车用半导体市场的高速增长,也进一步提振了8英寸晶圆厂产品需求;另一方面,中国《国家集成电路产业发展推进纲要》颁布后的有利投融资环境,也催生了大陆企业积极开发晶圆厂产能的冲动,从资本与技术门槛看,8英寸乃至更小尺寸产线,无疑是快速收获成果的理想标的。

以SilTerra重组成功为标志,2016至今已持续6年多的有利环境,让被“锁死”在8英寸业务的二线厂商,从躺平的状态支棱了起来,根据分析机构SEMI的全球 200 毫米(8英寸)晶圆厂展望,预计 2022 年将有 216 家 200 毫米晶圆厂投入运营,产能与厂商数量,均已超越次贷危机前2007年的高峰。

考虑到设备与材料供应的瓶颈难以缓解,8英寸晶圆的供不应求状态,或将继续持续数年。这一难得的景气周期帮助二线厂商们脱困的同时,如何进一步发展,也成为摆在厂商面前的课题,回答这个课题的时间,并不算宽裕。

目前看,除了通过外延并购或内部投资扩大经营规模,还有不少企业在商业模式与产品定位上开始寻求创新。

美国初创代工厂Skywater,是商业模式创新的范例,该公司十分精明地搭上了美国“自主可控”半导体供应链风潮,圈出一块海外头部企业难以涉足的自留地,同时创造性地以电子束光刻实现了8英寸晶圆上的45纳米制程工艺,结合对科研院所、中小芯片设计公司的敏捷服务工具链,形成了鲜明的差异化竞争能力。

更多如SilTerra这样的企业,则出现了从“延续摩尔”(more moore)向“超越摩尔”(more than moore)定位的转型,放弃逻辑和存储产品上追逐先进制程的幻想,转而在特色工艺、化合物半导体材料等领域做深价值。

总体而言,被金融风暴所深深伤害,一度被公认无缘主流商业与技术趋势,将在边缘市场“自生自灭”的二线晶圆厂,却在十多年后一场火热的“芯片风暴”中,重新获得了向上发展的空间,二线厂商求生存求发展的努力,或许也将如同当年的次贷危机,将当下的芯片热,塑造为一个产业格局变革的里程碑。


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