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2020年晶圓代工產值可望成長23.8% 先進製程/8吋產能成競爭關鍵
新電子吳心予
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TrendForce旗下半導體研究處表示,2020年疫情導致眾多產業受到衝擊,然受惠於遠距辦公與教學的新生活常態,加上5G智慧型手機滲透率提升,以及相關基礎建設需求強勁的帶動,使全球半導體產業逆勢上揚,預估2020年全球晶圓代工產值年成長將高達23.8%,突破近十年高峰。

2017~2021年晶圓代工產值(單位:百萬美元)

從接單狀況來看,半導體代工產能的吃緊預估將至少延續到2021年上半年,在10nm等級以下先進製程方面,台積電與三星(Samsung)現階段產能都在近乎滿載的水準,且明後年將陸續有4/3nm製程問世,使得ASML的EUV設備已經成為各家晶圓廠亟欲爭奪的稀缺資源,沒有EUV機台就無法在先進製程上擴大產能。除此之外,28nm以上製程在CIS、小尺寸顯示驅動晶片(SDDI)、RF射頻、TV晶片、Wi-Fi、藍牙、TWS等眾多需求支撐,加上Wi-Fi 6、AI/記憶體異質整合等新興應用挹注,產能亦有日益緊缺的趨勢。

值得一提的是,8吋產能自2019下半年起即一片難求,由於8吋設備幾乎已無供應商生產,使得8吋機台售價水漲船高,但8吋晶圓售價相對偏低,一般來說,擴增8吋晶圓產能並不符合成本效益。然而,如電源管理晶片(PMIC)、大尺寸顯示驅動晶片(LDDI)等產品,在8吋廠生產最具成本效益,沒有改用12吋與先進製程的必要性。因此,隨著5G時代來臨,智慧型手機與基地台對PMIC出現倍數增長,便使得現有的8吋產能供不應求,雖然部分產品有機會逐步轉往12吋廠生產,短期內依然難以紓解8吋產能緊缺的情況。

觀察目前最先進的5nm製程,台積電在華為旗下海思半導體遭美禁令限制後,2020年初才量產的5nm製程僅剩蘋果(Apple)為唯一客戶,即便蘋果積極導入自研Mac CPU及應用於伺服器的FPGA加速卡,其總投片量仍難以完全彌補海思遺留下的空缺,導致5nm稼動率在今年下半年落在85~90%之間。展望2021年,除蘋果持續以5nm+生產A15 Bionic外,AMD 5nm Zen 4架構產品也將開始小量試產,支撐5nm稼動率維持在85~90%。

值得一提的是,2021年底至2022年,包括聯發科技、NVIDIA及高通(Qualcomm)都已有5/4nm產品量產計畫,加上AMD Zen4架構的放量,以及英特爾(Intel) CPU委外生產預估將於2022年首先採用5nm製程,龐大的需求量已促使台積電展開5nm擴產計畫,且根據目前觀察,蘋果在2022年將持續採用4nm(為5nm微縮製程)生產A16處理器的可能性相當高,屆時不排除台積電將進一步把5nm產能再擴大,以支援客戶強勁的需求。反觀三星,雖然NVIDIA Hopper架構Geforce平台GPU將持續委由三星代工,加上高通Snapdragon 885及三星Exynos旗艦系列的挹注,使得三星5nm在2021年亦有擴產計畫,但相較於台積電仍有約兩成的產能落差。

綜合上述,近年來聯電、格羅方德(Global Foundries)相繼退出先進製程競賽,撇除近期受美出貨禁令纏身的SMIC,目前7nm及以下節點僅剩台積電及三星彼此較量。從客戶別來看,在獲NVIDIA大單後,三星亦於平澤新廠積極擴張5nm產能,但當時序進入2022年,由於高通Snapdragon 895計畫採用台積電 4nm的可能性高,屆時三星將僅有NVIDIA及三星自家的LSI部門為主要客戶;反觀台積電,除蘋果、超微、聯發科、NVIDIA、高通外,更有機會獲英特爾CPU委外青睞。TrendForce認為,TSMC 5nm需求在2022年將相對穩定及強勁,且3nm製程亦將於2022下半年量產,可望進一步推升其市占。

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