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全球8英寸需求爆发 半导体上游迎来商机【黄立志专栏】

2019-08-08 16:41:20 来源: 越声理财 作者:黄立志

由于日韩贸易冲突的升级,一旦关键原料断供,韩企可能在三个月后面临大规模减产。三星电子近日已决定将半导体生产过程中使用的约220余种日本原材料和化学药品,全部替换为本国产品或其他国家产品。无疑是对国内供应半导体材料的公司有一定刺激作用。另外受美国影响封锁华为的日本,在日韩贸易纠纷加剧的背景下,日本两大电信将恢复销售华为。这对国内半导体公司来说是一个好消息。

半导体材料市场可以分为晶圆材料和封装材料市场。今天继续讲半导体材料的晶圆制造的构成。硅片是半导体制造重要材料:硅片、气体、光掩模和光刻胶四种材料。市场规模占整体比例67%以上,硅片和硅基材料是集成电路晶圆制造中占比最大的基础材料,占半导体制造材料市场比重约为32%。

全球8英寸需求爆发,一方面受益近些年于汽车电子、IoT等的迅速发展(应用于汽车电子、IoT、工业领域的半导体多为8英寸厂产品),另一方面部分6英寸晶圆产线关闭后产品转单至8英寸晶圆厂,全球8英寸需求不断攀升,IDM产能不足后部分产能转给了代工厂,8英寸晶圆代工迎来了景气周期。目前国内12英寸晶圆几乎全部靠进口,国内的12英寸硅片月生产量约5万片。由于晶圆厂建好后,可能要面临无米下锅的局面。为了弥补半导体硅晶圆的供应缺口,降低进口仰赖程度,我国正积极迈向8英寸与12英寸硅片生产,多项重大投资正在启动中,大都锁定12英寸硅晶圆,当然8英寸项目也不少。据亚化咨询数据显示,目前中国大陆共计有27座12英寸晶圆厂,18座8英寸晶圆,其中有10座12英寸晶圆厂及6座8英寸晶圆厂处于建设当中。项目主要集中在北京、成都、重庆及江浙一带。具体项目信息如下表所示:

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多数项目仍然在建设中,或处于初期产能爬升阶段。在晶圆加工制程方面,中芯国际、华力微电子、武汉新芯、紫光集团以及国内三大存储基地长江存储、晋华集成、合肥长鑫正在进入国际先进制程,中国芯片自主制造已成进行时。

 

未来中国大硅片项目积极建设,完善产业链配套

 

1、大硅片需求旺盛,市场强劲增长

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亚化咨询数据显示,待上表所有晶圆加工厂投产后,将多出185万片/月的12英寸晶圆加工产能及35万片/月的8英寸晶圆加工产能,这对于上游原材料——硅片的供应提出了新的需求。而目前,全球硅片市场已经处于供不应求的状态。2012年至今,200mm及300mm硅片需求从整体上来看提高较多,2012年第一季度,200mm、300mm硅片的需求约为360万片/月,到2018年第二季度,200mm硅片、300mm硅片的需求已超过550万片/月,增长超过50%。2016年第二季度至今,200mm硅片及300mm硅片需求一路走高,增速远超以往,目前依旧保持着较高增长。


2、中国积极布局半导体大硅片生产制造领域。

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    直至目前,中国在8及12英寸硅片生产上已投资数百亿元人民币。亚化咨询数据显示,未来中国新增8英寸硅片设计产能将超过210万片/月。亚化咨询资料显示,抛开外资晶圆厂(三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门、成都格芯等),多数国内新建的8/12英寸Fab厂主要集中在浙江、安徽、江苏三省以及上海这块区域。而国产8/12英寸大硅片项目中,拉晶产线主要位于宁夏、内蒙等地,而切片生产线主要集中在浙江、安徽、江苏三省以及上海,比如杭州的中芯晶圆,金瑞泓、上海超硅、上海新昇、中环领先半导体、安徽易芯等,与多数国内新建的8/12英寸Fab厂地理距离较小。低运输费用将推动未来中国大硅片产业配套能力。未来新增产能,也将动半导体材料及设备的强劲需求。

 

3、虽然目前差距甚大,但是中国企业的追赶也已经起步。

目前国际设备供应大厂对于重启已停止的8英寸设备生产仍然处于观望态度,想要解决中国未来新建8英寸晶圆厂的设备问题,国产化既是机遇,也是必由之路。2018年10月16日,晶盛机电股份宣布与中环领先半导体材料就集成电路用8-12英寸半导体硅片项目四工段设备采购第一包及第二包签订了设备购销合同,合同金额合计4.028亿元。根据合同,双方就半导体单晶炉与半导体单晶硅切断机、滚磨机设备达成合作。其中,半导体单晶炉合同总价款为3.6亿元,按月分批交货,于2019 年 5 月底前交付全部设备;半导体单晶硅切断机、滚磨机合同总价款4240万元,按月分批交货,2019 年 8 月底前交付全部设备。亚化咨询认为,此次中标,是半导体单晶炉国产化的一大步。

半导体相关受益概念股:浪潮信息、中科曙光、紫光国芯、兆易创新、北方华创、长川科技、长电科技、景嘉微、三安光电、江丰电子、阿石创、富瀚微、江化微、飞凯材料、中颖电子、盈方微、晶盛机电、华微电子、通富微电、国科微、扬杰科技、士兰微、至纯科技、上海新阳、北京君正、弘信电子


想要解决中国未来新建8英寸晶圆厂的设备问题,国产化既是机遇,也是必由之路。现将今年上半年20家FAB有关情况整理如下。其中,有2家在投产,12家在建,4家在规划中或新增规划,2家已经处于停摆状态。

 

投产篇

1.SK海力士半导体(中国)有限公司(12英寸)

2019418SK海力士半导体(中国)有限公司举行了无锡工厂扩建(C2F)竣工仪式。

20181130日,首台生产装备开始搬入厂房。

20171029日,SK海力士与无锡市政府就海力士新上二工厂项目签约,总投资高达86亿美元。扩建完成之后,到满产时,无锡基地将形成月产能20万片10纳米制程等级的晶圆生产基地。
SK
海力士半导体(中国)有限公司是由韩国SK海力士株式会社于20054月投资设立的半导体制造工厂,主要生产12英寸半导体集成电路芯片。SK海力士半导体(中国)有限公司在锡进行了多次增资及技术升级,累计投资额达105亿美元。

 

2.中芯国际集成电路制造(天津)有限公司(8英寸)

2019年产能应该会根据市场景气度进行调节。如果市场景气度高,产能将会持续爬坡,如果市场景气度不佳,将维持60000片的月产能。

根据公司财报,2018年第四季天津基地产能在达60000片,较2018年第二季增长了20%

20187月,中芯国际天津厂举行了P2 Full Flow扩产计划的首台设备进驻仪式。公司在2018年持续对天津基地进行投资以扩充产能。

20161018日开始,正式启动天津厂产能扩充计划,该计划预计投资金额为15亿美金。在计划完成后,产能将达到每月15万片的规模,有望成为全球最大的单体8英寸晶圆的生产基地。

20172月扩产项目正式启动。

在建篇

3.中芯南方集成电路制造有限公司(12英寸)

中芯国际在财报中对FinFET工艺研发的进展情况进行了公布,财报中表示,FinFET研发进展顺利,12nm工艺开发进入客户导入阶段,下一代FinFET研发在过去积累的基础上进度喜人。上海中芯南方 FinFET 工厂顺利建造完成,首台生产FinFET工艺的光刻机已经搬入新厂,开始进入产能布建阶段。预估2019年第三季度14纳米投产。

中芯南方成立于2016121日,是配合中芯国际14纳米及以下先进制程研发和量产计划而建设的具备先进制程产能的12英寸晶圆厂,规划产能每月35000片。

2018130日,中芯南方拟增资扩股,注册资本从2.10亿美元增至35亿美元。其中:中芯控股现金出资15.435亿美元,大基金现金出资9.465亿美元,上海集成电路基金现金出资8亿美元。各订约方对中芯南方的投资总额估计为102.4 亿美元。

2018年度中芯南方完成厂房建设和无尘室装修,第一阶段拥有的14nm 研发设施已经具备月产能3500 片规模,第二阶段会达到月产能6000片,第三阶段会达到月产能9000片。最终达到每月量产35000片的目标。

4.华虹半导体(无锡)有限公司(12英寸)

201966日华虹无锡集成电路研发和制造基地12英寸生线一期光刻机台搬入,标志着华虹无锡基地项目建设进入关键性节点,距离投产又近了一步。

华虹无锡集成电路研发和制造基地项目占地约700亩,总投资100亿美元,一期项目总投资约25亿美元,新建一条工艺等级90-65/55纳米、月产能约4万片的12英寸特色工艺集成电路生产线,支持5G和物联网等新兴领域的应用。项目计划2019年下半年完成净化厂房建设和动力机电设备安装通线并逐步实现达产。

20178月初,华虹宏力与无锡市政府及国家集成电路产业投资基金(大基金)签订了一份投资协议,三方将在无锡投资建设一座12英寸晶圆厂。据介绍,大基金向华虹注资9.22亿美元,其中4亿美元投给华虹半导体,持股18.94%5.22亿美元投给华虹无锡,持股29%

201782日,华虹无锡基地签约。201832日举行开工典礼;43日,一期桩基工程启动;625日,桩基工程完成并开始大底板浇筑;721日,F1厂房首件钢柱完成吊装;812日,生产厂房首根桁架吊装完成,项目进入施工新阶段;1012日,厂房钢屋架完成吊装;1221日主厂房结构封顶。2019524日首台设备搬入,并举行了HHFAB7厂授牌仪式。

5.三星(中国)半导体有限公司(12英寸)

20183月,三星宣布在西安举行了NAND闪存芯片二期项目生产线的奠基仪式,预计20197月份建成,2020年一季度实现量产。

三星半导体西安存储芯片基地进行了重新规划,将二期项目分为两个阶段,目前在建的做为二期第一阶段,投资70亿美元,西安NAND Flash月产能将由目前的12万片增至20万片,增幅约67%

二期第二阶段详细计划还未出炉,但预计投资也将超过70亿美元。

6.广州粤芯半导体技术有限公司(12英寸)

2019315日,广州粤芯半导体有限公司举行了12英寸生产线设备搬入仪式,首批进入的设备来自全球前五大半导体设备供应商,包括ASML的光刻机、AMAT的晶圆缺陷检测设备、LAM Research的刻蚀设备、TEL的涂胶显影设备和KLA的检测和量测设备。319日,有多台国产设备开始插入并安装调试。

目前所有设备正在调试中,预计6月进行试产,9月形成量产条件。

201712月举行开工仪式,这是国内第一座以虚拟IDM (Virtual IDM) 为营运策略的12英寸晶圆厂,也是广州第一条12英寸晶圆生产线。

20183月广州粤芯半导体有限公司12英寸集成电路生产厂房开始桩基工程,731日完成主厂房首块华夫板浇筑,1011日举行了12英寸集成电路生产线项目主厂房封顶;127日洁净室正压送风。

粤芯半导体项目投资70亿元,新建厂房及配套设施共占地14万平方米。建成达产后,粤芯半导体将实现月产4000012英寸晶圆的生产能力,采用130nm180nm工艺节点生产,产品包括微处理器、电源管理芯片、模拟芯片、功率分立器件等,满足物联网、汽车电子人工智能5G等创新应用的模拟芯片需求。

 

7.上海积塔半导体有限公司(12/8英寸)

2019521日,上海积塔半导体有限公司特色工艺生产线项目厂房举行了结构封顶仪式。

积塔半导体特色工艺生产线项目总投资359亿元,目标是建设月产能6万片的8英寸生产线和5万片12英寸特色工艺生产线,还将建设一条6英寸碳化硅生产线,将在国内首家实现12英寸65纳米BCD工艺,建设一条汽车级IGBT专用生产线。

产品重点面向工控、汽车、电力、能源等领域,将显著提升中国功率器件(IGBT)、电源管理、传感器等芯片的核心竞争力和规模化生产能力。

2018816日,积塔半导体有限公司特色工艺生产线项目正式开工。

8.江苏时代芯存半导体有限公司(12英寸)

20194月,KLAHITACHI的量测机台,以及Wet EtchCVD机台陆续搬入。据悉最快将于20197月投产。

2018410日,生产线核心设备ASML 1950Hi光刻机进厂安装,1950Hi可满足38纳米工艺生产。

201812月公司入选工信部存储器一条龙应用计划示范企业,年产10万片12英寸相变存储器项目入选示范项目,是少数几家入选示范企业示范项目的公司 ,更是全国唯一一家相变存储器(PCM)入选的公司。

2016928日,项目正式破土动工;201731日,年产10万片12英吋相变存储器项目举行动工仪式;2017119日主厂房封顶。

江苏时代芯存半导体有限公司正式致力于开发及生产搭载最新PCM技术的存储产品。江苏淮安PCM生产项目总投资130亿元,一期投资43亿元。公司宣称拥有相变存储器完整的技术和工艺的知识产权及产业化能力,已制定了未来十年的产品规划,计划在

2019年二季度EEPROMNOR的存储器产品下线。

2017616日,与IBM公司就相变存储知识产权移转淮安签约暨大容量存储产品研发合作启动仪式举行。

9.重庆万国半导体科技有限公司(12英寸)

2019年公司还没有宣布投产的消息。不过由于市场不景气,公司在美国的8英寸产线产能空放,对重庆12英寸产线的投产形成压力。

20183月开始搬入设备,原预估2018年第4季投产。

20159月,两江新区管委会与万国半导体科技有限公司签订“12英寸功率半导体芯片制造及封装测试生产基地项目投资协议2016422日成立重庆万国,将主要从事功率半导体器件(含功率MOSFETIGBT等功率集成电路)的产品设计和生产制造。20172月动工建设。

万国半导体科技有限公司是全球技术领先的功率半导体企业,该项目总投资10亿美元,将分二期建设。其中,项目一期投资约5亿美元,建筑面积93111平方米,预计每月生产2万片芯片、封装测试5亿颗芯片;二期投资约5亿美元,预计每月生产5万片芯片、封装测试12.5亿颗半导体芯片。

10.赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司(8英寸)

项目规划分三期建设年产38万片8英寸MEMS硅晶圆的产能;一期预计2019年第3季达到试生产状态,2020年形成新增产能;二期预计2012年投产;三期预计在2023年投产,2024年力争实现满载。

2018年赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司继续完善核心管理及人才团队,推进8英寸MEMS国际代工线建设项目的建设。

据悉,目前公司设备陆续购买中,产线建设顺利,基础工程建设已部分封顶。

11.中芯集成电路制造(绍兴)有限公司(8英寸)

20199月搬入工艺设备,2019年年底实现生产线的试运行;20203月正式投产。

2018518日,中芯绍兴8英寸厂房项目举行奠基仪式,标志着中芯国际微机电和功率器件产业化项目正式落地绍兴。

201831日,中芯绍兴项目举行签约仪式,项目首期投资58.8亿元人民币。

中芯绍兴由中芯控股、绍兴市政府、盛洋电器将共同出资设立,主要面向微机电和功率器件集成电路领域,专注于晶圆和模组代工,持续投入研发并致力于产业化;二期将引入晶圆级封装和模组封装,建设并形成一个综合性的特色工艺基地,快速占据国内市场领导地位。

12.海辰半导体(无锡)有限公司(8英寸)

2019227日,海辰半导体新建8英寸非存储晶圆厂主厂房正式封顶。目前已经进入机电安装和洁净厂房施工阶段,预计今年年底工艺设备可搬入。

根据十一科技发面的公告,海辰半导体项目开工日期2018521日,清洁室(clean room)完工时间为2019730日,工程竣工日期20191020日。

20187SK海力士表示,旗下晶圆代工子公司SK海力士系统IC公司与无锡市政府旗下的无锡产业发展集团有限公司组成的合资公司,2018年下半年启动工厂的建设。

海辰半导体项目将建设200毫米晶圆模拟生产线,项目总投资67.9亿,规划年产能120万片8英寸晶圆,主要生产面板驱动IC(DDI)、电源管理IC(PMIC)CMOS影像感测器(CIS)

SK海力士系统IC公司负责半导体生产设备,而无锡产业发展集团则负责提供其他必要的基础设施。据悉SK海力士位于韩国清州M8厂的设备将在2021年底前运至无锡。

13.中芯集成电路(宁波)有限公司二期(8英寸)

2019228日,中芯宁波特种工艺N2项目正式开式。

N2项目位于宁波市北仑区柴桥,项目用地面积192亩,建筑面积20万平方米,项目总投资39.9亿元,建设工期2019-2021年,2019年计划投资5亿元。

根据规划,N2项目建成后将形成年产33万片8英寸特种工艺芯片产能,同期开发高压模拟、射频前端、特种半导体技术制造和设计服务。

2018年第三季度,中芯宁波8英寸特种工艺N1产线生产设备进厂,2018年11月2日正式投产。

2017年初,中芯宁波完成了对日银IMP全套高压模拟工艺及产品知识产权收购;2017年5月,中芯宁波首款600V BCD高压模拟工艺及产品5-8英寸转换成功,良率达到99%。

这是中芯支持建设的特色工艺生线。中芯宁波分为N1(小港)与N2(柴桥)两个项目,将建成为中国最大的模拟半导体特种工艺的研发、制造产业基地,采用专业化晶圆代工与定制产品代工相结合的新型商业模式,并提供相关产品设计服务平台。

14.济南富能半导体有限公司(8英寸)

2019315日,济南富能半导体有限公司一期项目举行桩基工程。据悉一期项目占地318亩,投资50亿元,建设年产36万片8英寸硅基半导体功率芯片(MOSFETIGBT)和年产12万片6英寸碳化硅基功率芯片。

济南富能半导体有限公司成立于2018118日,法人代表陈昱升,持股40%,另60%的持有人是济南富杰产业投资基金。

济南富杰产业投资基金的股东包括济南产业发展投资集团有限公司、思华(北京)投资管理有限公司、富士迈半导体精密工业(上海)有限公司、鸿富晋精密工业(太原)有限公司、讯芯电子科技(中山)有限公司。

富士迈半导体、鸿富晋、讯芯电子都是富士康集团的关联企业,这也说明该项目确实有富士康参与。

规划篇

15.华润微电子重庆项目(12英寸)

2018115日,华润微电子与西永微电园签署协议,共同发展12英寸晶圆生产线项目,该项目投资约100亿元,建设12英寸功率半导体晶圆生产线,将主要生产MOSFETIGBT、电源管理芯片等功率半导体产品。

不过目前还没有进一步的动作。

16.矽力杰半导体青岛项目(12英寸)

令人疑惑的是,除青岛项目外,目前有多个地方园区收到矽力杰晶圆厂的计划书。

201875日,矽力杰12英寸先进模拟芯片集成电路产业化项目签约,项目共同投资约180亿元人民币,建设一条12英寸模拟集成电路芯片生产线,规划产能每月可达4万片。

据悉,矽力杰半导体项目未来规划建设212英寸模拟集成电路芯片生产线,18英寸模拟集成电路芯片生产线。

17.吉林华微电子股份有限公司(8英寸)

201941日,吉林华微发布配股说明书,拟配股募集资金不超过10亿元(含发行费用),扣除发行费用后的净额拟全部用于新型电力电子器件基地项目(二期)的建设。项目建成后,华微电子将具有加工8英寸芯片24万片/年的加工能力。产品包括重点应用于工业传动、消费电子等领域,形成600V-1700V各种电压、电流等级的IGBT芯片;同时包括应用于各领域的具有成熟产业化技术的MOSFET芯片,以及与公司主流产品配套的IC芯片。

吉林华微是集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的国家级高新技术企业,为国内功率半导体器件领域首家上市公司(主板A股)。

公司拥有4英寸、5英寸与6英寸等多条功率半导体分立器件及IC芯片生产线,芯片加工能力为每年400万片,封装资源为24亿只/年,模块360万块/年。公司在终端设计、工艺制造和产品设计方面拥有多项专利,各系列产品采用IGBTMOS、双极技术及集成电路等核心制造技术,其中IGBT薄片工艺、Trench工艺、寿命控制和终端设计技术等国内领先,达到国际同行业先进水平。公司主要生产功率半导体器件及IC,目前公司已形成IGBTMOSFETSCRSBDIPMFRDBJT等为营销主线的系列产品,产品种类基本覆盖功率半导体器件全部范围,广泛应用于汽车电子、电力电子、光伏逆变、工业控制与LED照明等领域,并不断在新能源汽车、光伏、变频等战略性新兴领域快速拓展。
公司是飞利浦、松下、日立、海信、创维、长虹等国内外知名企业的配套供应商。

18.四川中科晶芯集成电路制造有限公司(8英寸)

2019515日,中科晶芯宣布要建设一个8 英寸晶圆厂。

2019515日下午,中国华冶科工集团有限公司、中国电子系统工程第二建设有限公司组成联合体与中科晶芯集成电路制造有限公司就“8寸圆晶厂项目在成都签订了合作意向书。

停摆篇

19.格芯(成都)集成电路制造有限公司

2019年,格芯(成都)集成电路制造有限公司已经事实停摆。

20181026日,格芯与成都合作伙伴签署了投资合作协议修正案。基于市场条件变化、格芯于近期宣布的重新专注于差异化解决方案,以及与潜在客户的商议,将取消对成熟工艺技术(180nm/130nm)的原项目一期投资。同时,将修订项目时间表,以更好地调整产能,满足基于中国的对差异化产品的需求包括格芯业界领先的22FDX技术。

2017210日,格芯宣布正式启动建设12英寸晶圆成都制造基地,推动实施成都集成电路生态圈行动计划,投资规模累计超过100亿美元,其中基础设施是93亿美元,其余为基础设施和生态链的建设,力争打造中国大陆单一逻辑产品产能最大的12寸工厂。 
格芯12寸晶圆代工厂分两期建设,第一期0.18um0.13um,技术转移来自GF新加坡,2018底预计产能约2万每月;第二期为重头戏22nm SOI工艺,2018年开始从德国FAB转移,计划2019年投产,预计2019年下半年产能达到约6.5万每月。

 

20.德科码(南京)半导体科技有限公司

20195月,工地现场已经人去楼空,厂房已经成为烂尾楼。

201510月,德科码(南京)半导体科技有限公司成立,服务于南京半导体项目筹建;并与南京经济技术开发区签署并执行南京8寸和12寸晶圆厂项目。

20151127日项目签约,总投资25亿美元。项目将分期建设,一期项目为8吋晶圆厂一座,规划月产能40000片晶圆,以电源管理芯片、微机电系统芯片生产为主。2017821日宣布获得以色列TowerJazz技术支持。

201668日项目奠基,20172月,德科码全面启动厂区土木与机电建设工程。

20182月举行上梁仪式。

据悉,地方政府已经推出一系列优惠政策,希望有公司可以接手该项目。


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