相比于12英寸晶圆厂,8英寸晶圆厂仍旧具备一定的竞争优势:1.拥有特种工艺;2.折旧成本较低;3.光罩及设计服务的成本较低;达到成本效益生产量要求较低。
如今,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。中国大陆半导体行业2019年第2季度与2018年同期相比,已呈现明显上升趋势。
目前中国大陆8英寸晶圆厂的投资及生产情况:中国大陆新建的8英寸晶圆厂数量要小于新建的12英寸晶圆厂,多数8英寸晶圆厂已经运行多年。相关的企业有华虹宏力、台积电、和舰科技、上海先进等专业代工厂,也有士兰微、华润微电子、燕东微电子等国内IDM企业,产品主要涉及MEMS、IGBT、电源管理IC等产品。目前多个项目正在运行当中,部分项目将在未来2-3年内陆续投产。
——全球8英寸晶圆厂面临的设备供应危机
在全球8英寸需求爆发的同时,另个问题却出现了:8英寸的供给跟不上!
2017年底以来,8英寸晶圆代工出现供不应求的情况,而意图新建或扩建8英寸产能的企业还面临着一个问题:8英寸设备买不到!
早在2008年,12英寸晶圆厂就成为了全球主流晶圆尺寸生产,短短数年间,12英寸晶圆厂数量迅速增加,12英寸设备的需求也水涨船高,由于12英寸设备高昂的价格及利润,国际设备生产商纷纷转向12英寸设备的生产。
相比之下,8英寸晶圆厂就显得颇受冷落。20世纪末8英寸晶圆厂迅速增加,到了2007年,全球8英寸晶圆厂数量达到了200座的巅峰水平。然而受到2008年金融危机及12英寸晶圆厂成为主流的影响,2008年-2016年间,全球总计关闭近40家8英寸晶圆厂,同时有15个8英寸晶圆厂切换至12英寸。在此情况下,全球半导体制造企业对于8英寸晶圆厂的投资保持较为谨慎的态度,鲜有新建的8英寸晶圆厂。因此,在2008-2016年间,国际8英寸设备供应商的扩产意愿不高,部分关键设备甚至已经停产。
目前,8英寸晶圆厂设备主要来自二手市场,多来自8英寸切换至12英寸的内存厂商,如三星和海力士。但是,由于一方面多数8英寸晶圆厂建厂时间早,运行时间长达十年甚至以上,部分设备也已运行较长时间,过于老旧;另一方面,现在8英寸需求旺盛,全球的8英寸晶圆厂已经满载,难有即将关闭的产线。因此,目前8英寸二手设备资源也越发枯竭,全球8英寸晶圆厂都在面临设备紧缺的危机,尤其是蚀刻设备、光刻设备、测量设备等。
而这也引发了市场上对二手8英寸设备的争夺。这导致新建的8英寸晶圆厂在设备方面的选择面越来越窄:
1. 为新设备或二手设备支付高昂的费用,其生产的产品也要分担更多的成本,这将会使其失去一定的竞争力,或者试图延长摊销期,但这存在较大的风险。
2. 购买老旧或有部分故障的二手设备,试图将其修复。
3. 在先进芯片制造商升级时,购买其出售的整个晶圆厂。
4. 使用原先的设备或改造已有设备,提升设备性能和功能。
举个例子,海辰半导体无锡8英寸非存储晶圆厂,生产设备就是由海力士韩国清川M8厂搬至无锡。
——中国新建8英寸晶圆厂为大陆设备供应商带来机遇
中国8英寸设备的市场机遇来自于国际大厂普遍停产。根据VLSI research公布的数据,设备行业在12英寸平台开发上投入了116亿美元,几乎是开发8英寸平台的9倍。
中国曾出台了科技重大专项之“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(02专项),我国半导体设备业实现了从无到有的突破。
北方华创微电子装备有限公司副总裁刘韶华表示,二手设备市场短缺,而旧的设备硬件设计过时、软件升级困难、工艺支持不足、而且零配件采购和维护不便,所以国产设备特色开发迎来机遇。
她强调,国产设备能定制开发,制定全面的解决方案;能针对新需求做最新的硬件设计,有持续的工艺创新和便携的零部件供应;另外,本土设备厂还能提供专业的本土化的服务团队,以及产业链的深度合作。