2023-12-03-嘉世咨询-2023晶圆制造行业简析报告_16页_1mb

晶圆制造2023行业简析报告总结

核心内容概述

本报告对2023年晶圆制造行业进行了全面分析，涵盖了行业模式、材料构成、产能扩张、设备投资、测试流程、技术趋势以及面临的挑战等方面。整体来看，晶圆制造行业正处于技术升级、产能扩张和市场调整的关键阶段。

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01. 晶圆是半导体制造中的关键步骤

• 晶圆代工模式：晶圆代工是半导体产业中重要的环节，专门负责晶圆制造，为芯片设计公司提供服务。
• 产业模式演变：
  • 垂直整合模式（IDM）：涵盖设计、制造、封装测试及销售等环节。
  • 晶圆代工模式（Foundry）：仅负责晶圆制造，不涉及设计。
  • 无晶圆厂模式（Fabless）：专注于设计和销售，将制造和封测外包。

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02. 硅片为晶圆制造的基底材料

• 半导体材料分类：
  • 晶圆制造材料：硅片、电子气体、掩膜版、光刻胶、湿电子化学品、CMP材料、靶材等。
  • 封装材料：封装基板、引线框架、键合丝、陶瓷封装体等。
• 硅片占比：2021年全球晶圆制造材料中，硅片占比最高，达35%。

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03. 全球晶圆产能持续扩张

• 全球产能增长：2022年全球晶圆总产能为2546万片/月（等效8英寸），2023年末预计达2783万片/月。
• 技术迭代与成本：随着制程工艺的进步，晶圆制造成本不断上升，尤其是先进制程如5nm，设备投资高达数百亿美元。

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04. 中国大陆产能增速显著

• 增速远超全球：预计2023-2025年中国大陆自主晶圆产能将同比增长18.8%、19.6%、17.4%。
• 主要增量来源：
  • 中芯国际4个12英寸晶圆厂建设。
  • 长存、长鑫等存储企业产能提升。
• 外部因素影响：美国对半导体设备的出口管制限制了外资产能建设速度。

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05. 晶圆行业的两大经营模式

• IDM与Foundry占比：IDM模式产能占比70%，Foundry模式占30%。
• IDM分布：
  • 63.2%为存储器公司。
  • 28.3%为主营模拟&功率类的公司。
  • 8.4%为逻辑芯片公司（如Intel）。
• 产能增长预测：2022-2025年IDM与Foundry的产能CAGR分别为8.8%和9.9%。

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06. 设备占晶圆厂扩产开支的80%

• 资本开支结构：
  • 设备投资占比70%-80%。
  • 核心设备投资占设备总额的78%-80%。
• 主要设备分类：
  • 硅片制造：长晶&切磨批设备、薄膜沉积设备。
  • 芯片制造：光刻设备（17%）、刻蚀/去胶设备（18%）、工艺控制设备（11%）、清洗/CMP设备（8%）等。
  • 封装测试：测试机、分拣机等。

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07. 晶圆制造测试流程

• WAT测试：晶圆制造完成后、封装前进行，用于判断晶圆出货标准。
• CP测试：晶圆分离后、封装前进行，筛选来料良率，减少封装成本。
• FT测试：封装后进行，用于筛选最终出货芯片产品良率。

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08. 头部晶圆厂聚焦12英寸扩产

• 全球12英寸产线：规划待建/在建的12英寸产线合计设计产能超过400万片/月。
• 主要厂商扩产计划：
  • 台积电：美国Arizona P1（N4）、日本熊本Fab23（22/28nm）、中国台湾Fab22（7nm）、Fab18 P7-P9（3nm）等。
  • 三星：韩国Pyeongtaek（3nm）、美国泰勒（3nm）、美国德克萨斯州（2000亿美元投资）。
  • 英特尔：以色列Kiryat Gat（3nm）、美国Arizona（2nm）、德国Magdeburg（2027年规划）。
  • 中芯国际：北京、深圳、上海临港、天津西青等基地在建或爬坡。

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09. 五大巨头拥有全球五成以上晶圆产能

• 2022年Top5公司产能：合计1303.5万片/月，占全球总产能的51.2%。
• 资本开支变化：
  • Micron：2023年晶圆制造设备资本开支下降约50%。
  • SK Hynix：资本开支削减超50%。
  • Samsung：维持2022年资本开支，但进行有效减产。
  • TSMC：资本开支持续增长，2023年达320-360亿美元。
• WFE支出：2022年全球晶圆厂设备支出达950亿美元，预计2023年下降20%至750亿美元。

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10. 头部晶圆企业重点布局美国市场

• 台积电：在美国亚利桑那州建设晶圆厂，预计2024年和2026年分别投产4nm和3nm工艺，总投资超400亿美元。
• 三星：计划在德克萨斯州投资170亿美元建设3nm工厂，未来可能投资2000亿美元建11个工厂。

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11. 2nm引领未来晶圆行业技术走向

• 技术路径：2nm采用全周围栅极（GAA）技术，以解决摩尔定律极限带来的挑战。
• 主要厂商规划：
  • 台积电：2022-2023年进入3nm节点，2025年进入2nm商业化阶段。
  • 三星：2022-2023年进入3nm节点，未来将推进GAA技术。
  • 英特尔：2022年进入3nm节点，2023年推进20A工艺，2025年进入2nm节点。

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12. 晶圆行业遭遇四大挑战

1. 国内晶圆制造与国际差距较大：晶圆制造是规模经济，具有高投入、长回报周期的特点，国内技术仍需提升。
2. 国际贸易摩擦：美国对半导体设备实施出口管制，限制中国大陆获取先进设备。
3. 晶圆价格下跌：8英寸晶圆需求转向12英寸代工，导致8英寸产能利用率下降，晶圆厂不得不降价以维持运营。
4. 市场需求低迷：消费电子、汽车、通信等领域需求放缓，对晶圆代工厂造成压力。

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13. 晶圆企业重点关注四大趋势

1. 先进制程玩家反攻成熟制程：台积电、三星、英特尔等厂商开始扩产成熟工艺，以应对市场需求变化。
2. 寻找新的合作伙伴：晶圆厂商通过合作应对技术竞争和市场压力。
3. “碳中和”带来新机会：模拟IC应用驱动工艺平台发展，晶圆厂与设计公司合作更紧密，推动碳中和目标。
4. 细分市场打开新空间：汽车电子、5G、AIoT、电动车等高景气细分市场为晶圆厂提供增长机会，尤其是成熟制程晶圆厂。

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版权说明

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