芯片荒得到扭转,“高光”时刻即将过去,国产替代赢得时间和空间了吗?

微观人 2022-07-22

半导体芯片晶圆厂

3528 字丨阅读本文需 9 分钟

最近,在过去很长一段时间困扰全球制造业的芯片短缺,似乎有了明显的缓解。

在资本市场上,投资者预计,由于制造业客户需求放缓和一些全球最大的芯片制造商的库存增加,整个半导体行业将出现低迷,于是投资者已经开始抛售半导体巨头的股票,台积电等半导体芯片巨头的股价跌超20%,进入技术性熊市。

不少芯片厂商的客户,大型制造业企业则确认,目前芯片短缺已经有了明显的缓解。

芯片荒得到扭转

过去两年,在疫情期间,人们大量购买智能手机、汽车和游戏机时,供应链的中断、生产和运输的延迟,导致全球芯片短缺,半导体公司的股票也炙手可热。

许多分析师和半导体制造商当时预测,芯片需求将在很长一段时间内供不应求,半导体公司将不得不提高产量以应对“芯片荒”。

但如今,这种局面已经有了明显的扭转。

在主要经济体,随着猛烈的通胀侵蚀消费者的购买力,智能手机和个人电脑的销售正在放缓。与此同时,快速上升的利率正威胁着美国和全球经济增长,使企业对支出更加谨慎,从而也减少了对大件电子产品的采购。

近几个月来,许多电子产品中使用的存储芯片的价格已经下降。尽管汽车和数据中心使用的半导体需求量仍然很大,但一些半导体生产商已经在为这些领域的销售放缓做准备。

半导体芯片巨头纷纷跌入熊市

随着芯片短缺的缓解,投资者纷纷抛弃半导体芯片巨头的股票。

全球最大的代工芯片制造商台积电的股价在今年1月份创下历史新高后,过去六个月下跌超过20%。尽管如此,台积电上周仍然提高了全年的收入预测,并表示仍然看到高性能计算机等产品对芯片的强劲需求。

然而,台积电的高管也承认,整个行业正在应对“库存调整”,这导致客户减少了一些订单。在经历了两年疫情驱动的高需求之后,台积电预计半导体供应链中的过剩库存需要几个季度才能重新平衡到更健康的水平。

全球最大的存储芯片制造商韩国三星电子公司和SK海力士公司的股价也纷纷下挫——不过最近全球科技股的反弹帮助这些公司的股价收复了部分失地。美国半导体巨头英特尔公司在六个月内下跌了22%,而上个月发布低收入展望的美光科技公司下跌了23%。

长期以来,半导体行业一直有明显的繁荣与萧条周期。当强劲的需求推高价格时,制造商会增加产能以利用高价格生产更多芯片;最终,却会造成供应过剩,价格随之下滑,收入和生产水平也随之下滑。

客户端设备需求放缓

“由于智能手机、个人电脑和消费终端市场的设备势头疲软,我们观察到供应链已经采取行动,预计库存水平将在整个 2022 年下半年下降,” 台积电首席执行官 CC Wei 在公司财报电话会议。

虽然我们只能推测这一点,但在 2 月下旬俄罗斯对乌克兰发动全面战争后,台积电的一些客户似乎减少了面向客户芯片的订单。台积电在向客户交付芯片/晶圆时收取/确认收入。

先进工艺技术的芯片生产周期远远超过 60 天,具体取决于复杂性和层数:N16 约为 60 天,N7 为 90+ 天,N5 可能远远超过 100 天。这些节点占台积电收入的 65%  。因此,如果客户在 3 月和 4 月开始减少订单,因为他们预计最终用户的通胀和不确定性会增加,那么效果将在 6 月看到,这在台积电的报告中可以观察到。

台积电承认,面向客户的芯片需求正在减弱,但对支持 5G、AI 和 HPC 应用的芯片的需求仍然超出了公司的供应能力。

“虽然我们观察到消费端细分市场疲软,但数据中心和汽车相关等其他终端细分市场保持稳定,”魏说。“我们能够重新分配我们的产能来支持这些领域。尽管库存持续调整,但我们客户的需求继续超过我们的供应能力。我们预计我们的产能在整个 2022 年将保持紧张,全年增长将在 30 年中期以美元计算的百分比。”

先进节点保持增长驱动力,

扩展变得更加艰难

台积电一半以上的收入(51%)来自使用其先进制造技术(N7 和更薄节点)制造的芯片,这并不特别令人惊讶,因为台积电是仅有的两家为客户提供如此复杂制造工艺的代工厂之一。

这些技术将成为台积电未来几年的主要增长动力之一,尤其是随着越来越多的客户采用 N7 和更先进的技术。但更多的 N7/N6 和 N5/N4 订单意味着台积电需要为这些节点构建更多产能,以及为 N3 和后续节点增加更多产能,这就是为什么该公司估计今年其资本支出将达到 400 亿美元的原因—— 440 亿美元。

台积电负责人表示:“随着 N5、N4P、N4X 的成功推出,以及即将推出的 N3 的推出,我们将扩大我们的客户产品组合并增加我们的潜在市场。” “宏观经济的不确定性可能会持续到 2023 年,我们的技术领先地位将继续提升并支持我们的增长。[……]我们相信长期半导体需求的基本结构性增长轨迹仍然稳固。”

这家全球第一大半导体合同制造商还敦促客户从旧节点迁移到 28 纳米和专业技术,因为这将确保产能可用性(因为台积电计划到2025 年 将 28 纳米和专业节点的产能扩大 50% )和更密集的设计可能具有更多功能。

建立额外的领先、28 纳米和专业产能不仅需要大量投资,而且台积电需要采购额外的半导体生产工具。无论台积电是在为其全新的 N3 节点或 28nm/专业技术进行产能建设,需要注意的是,该公司需要各种光刻机。具备 N3 能力的晶圆厂需要干式光刻工具、浸入式光刻扫描仪和支持 EUV 的设备。如果没有所需数量的干式和浸入式扫描仪,一台先进的 EUV 机器本身将毫无用处。同时,光刻工具并不是晶圆厂需要的唯一机器。

显然,对晶圆厂设备的需求如此之高,以至于台积电今年将无法花费其资本支出预算,并且一些与先进(N7 和更薄)和成熟节点相关的采购将推迟到 2023 年。因此,台积电的资本支出今年将处于公司预测的较低端(约 400 亿美元),不是因为它不想投资,而是因为它无法投资不可用的工具。

“我们的供应商在他们的供应链中面临着更大的挑战,这正在延长先进和成熟节点的工具交付时间,”魏说。“因此,我们预计今年的部分资本支出将推迟到 2023 年。”

坚定看好设备国产替代趋势

尽管从今年初以来,下游终端市场需求分化,对半导体市场即将见顶的判断越来越多。集微咨询(JW Insights)业务总监陈跃楠认为,受益于新能源汽车、HPC、IoT等行业需求旺盛,全球半导体行业需求仍处于快速增长阶段。在新能源等需求旺盛以及疫情逐步缓解背景下,短期中国大陆半导体市场整体需求仍有望稳健增长,2022年行业景气度不必悲观。

陈跃楠指出,持续景气度推动以及全球半导体产能东移背景下,中国大陆晶圆厂及封测厂均在积极扩产。因此,在下游客户资本开支的有力保障下,国产晶圆制造设备和封测设备双双迎来增长加速度,同时随着设备厂商积极管理供应链推进零部件国产化,国产零部件也因此获得快速成长的机会。

陈跃楠引用集微咨询(JW Insights)统计数据指出,2021年和2022Q1国内十家主要半导体设备企业合计应收分别为210亿和60亿元,分别同比增长56%和57%,延续高速增长态势。截至2022Q1末,十家半导体设备企业存货和合同负债合计分别达到210亿和314亿元,均达到历史最高值,本土半导体设备需求依旧旺盛,半导体设备企业在手订单充足,有望保障2022年业绩延续高速增长。

国产化率测算:2016-2022 年长江存储、华虹无锡、华力集成累计设备国产化率(按 照设备台数占比,下同)分别为 17.9%、12.9%、18%。经过前文讨论,我们汇总了三座 晶圆厂各类设备的国产化率情况。从各类型设备来看,2016-2022 年累计设备招标中,去 胶、清洗、氧化扩散/热处理、刻蚀、化学机械抛光领域国产化率均可达到 20%以上,而 薄膜沉积、过程控制、离子注入、光刻、涂胶显影设备国产化率尚低。我们发现,国产化 率较高的领域都可以找到相应的国内细分龙头公司,在去胶领域,屹唐股份收购的 Mattson 公司在等离子体去胶领域具有长期成熟技术积累,是去胶领域细分龙头厂商,因此国产化 率最高;清洗领域盛美上海深耕多年,兆声波清洗技术独特,亦占据国内出货领先地位; 氧化扩散/热处理领域,北方华创出货较多,尤其是在长江存储占比较高;刻蚀领域,中微 公司在介质刻蚀深耕多年,北方华创在金属和硅刻蚀长期布局,屹唐股份亦在介质刻蚀具 有成熟技术;化学机械抛光领域,华海清科为国内细分龙头。而国产化率尚低的领域均为 产品类型繁多或者技术壁垒较高领域,尚待时间开拓,如薄膜沉积产品类型众多,当前国 产厂商布局尚且有限,过程控制、离子注入和光刻机技术壁垒均较高,需长期技术积淀, 国内厂商需经历长期发展有望逐步突破,目前拓荆科技、中微公司分工协作分别布局 PECVD、LPCVD 化学气相沉积领域,北方华创布局 PVD 物理气相沉积领域,芯源微在 涂胶显影领域实现零的突破,上海微电子在光刻领域实现零的突破。

三座晶圆厂横向对比来看,长江存储在设备国产化方面较为积极,总体国产化率高于另两家晶圆厂,这可能是由于长江存储生产存储芯片为 IDM 模式(设计、制造一体),设 备选择自主性相对高于晶圆厂代工厂(代工厂或需考虑设计客户接受情况)。华虹无锡与 华力集成同属于华虹集团,而华虹无锡各类型设备国产化率基本均高于华力集成(个别如 氧化扩散/热处理、离子注入除外,但相差不大),这可能是由于华虹无锡主要制程在 90nm~55nm,属于成熟制程,华力集成主要为 28~14nm,相对于华虹无锡而言属于较先 进制程,成熟制程在设备国产化率方面相对更高。

产能扩张+国产替代积极推进,看好未来 1~2 年半导体设备行业发展。展望 2022 年 下半年~2023 年,中芯国际、华虹无锡、华力集成等晶圆代工厂以及长鑫存储、长江存储 等 IDM 厂均有持续产能扩增计划,在当前行业景气、产能紧张背景下,预计半导体设备公 司将持续有基本面业绩支撑。另一方面,美国制裁华为、中芯国际等已经激发国内厂商供应链安全意识,国内晶圆厂有望加快供应链本土化,国产设备厂商接下来 1~2 年有望受益 国产份额的阶跃式提升。

文章来源:华尔街见闻,爱集微APP,未来智库,半导体行业观察

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