上海新升半导体 科技 有限公司 图源/IT时报
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1、晶圆产能紧张到不可思议,下游疯狂“囤货”已经到了恐慌程度。虽然国内大尺寸硅晶圆项目纷纷上马,但是还是相对理性,简单概括就是不想做风口上猪。
秋收过后,稻田里只留下一行行稻茬;在一大片金黄色的两侧,酣眠着这样两座大厂,西边是上海特斯拉超级工厂,东边是上海新升半导体 科技 有限公司。
上海最南方的临港地区,人类文明一浪接一浪;稻田、工厂和芯片,在这里人类文明的三次浪潮奔涌在一起。
就像稻谷为人类提供粮食,硅片是半导体和芯片产业的“筑基食粮”——关键原材料,通常作为衬底加工各类器件结构和引线,从而实现集成电路、分立器件等半导体产品的制造。
图源/IT时报
今年下半年以来,晶圆代工产能奇缺,对于芯片设计制造公司来说,就像面包缺了面粉,巧妇难为无米之炊。由此带来的后果是,业界对待产能的心态普遍不稳,晶圆代工费用持续上涨并向下传导,很多芯片也都出现了缺货及价格上涨的情况。纸终究包不住火,前段时间的 汽车 芯片短缺事件就曾闹得沸沸扬扬。
快速上马项目、扩大产能,站上晶圆代工需求旺盛的风口?业界对此的答案是:NO!硅片产业投资巨大,风险和收益都有很强周期和不可控性,有分析人士指出,虽然面对下游旺盛的市场需求,但如上海新升、上海超硅等硅片厂都曾吃过产能过剩的亏,所以不会轻易扩产, 中国硅片厂不愿意做“风口上的猪”,“长期订单不一定会涨价,但短期单估计会涨”。
“前几天看到一辆面包车拉来一车人。”一位上海新升一线员工表示,从未见到公司招这么多人,这给他留下了很深的印象。
图源/IT时报
另一名新升生产线员工向《IT时报》记者证实,新升正值二期上量阶段,人手确实很紧张, 工厂所生产的300mm大硅片目前处于供不应求的状态 ,台积电、格罗方德、中芯国际、华虹宏力等都是客户,新升国内市场份额约为10%,“二期刚开,正在上量阶段,大量缺人;我们优先供应国内市场,现在300mm每月产量在十几万片,最贵的每片价格约200 300美元。”上述员工表示,相比国外竞品,新升的产品仍有价格优势,虽然设备、材料都来自国外,但胜在人工费等综合成本仍然很有竞争力。
一名负责设备的新升员工透露,“ 现在厂里设备比人还多,目前正在大批招人,以补充人手不足。 ”在招聘网站上,《IT时报》记者看到,12月上海新升释放出一大批招聘职位,涉及产品工程师、抛光设备工程师以及技术员等岗位。
图源/招聘网站
上海新升一名高层告诉《IT时报》记者:“按照原定计划,我们已在扩大产能,每月从15万片扩产到30万片,现在已扩到20万片。”也就是说,新升当下的扩产其实不是因为这段时间晶圆代工产能不足而导致的。这名高层还指出:“产能建设是需要周期的,今天的下游需求强烈,上游什么忙都帮不上,等扩建好了,下游又没有需求了。因此,需要做战略性预测。”
目前,全球硅片市场主要由海外和中国台湾厂商占据,市场集中度比较高。根据SEMI的数据,2018年,日本信越化学、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国SKSiltron等加起来的市场份额超过90%。
图源/国元证券
为了弥补硅片(尤其是大硅片)的供应缺口,降低进口依赖程度,我国正积极迈向8英寸与12英寸大硅片制造,多项重大投资纷纷上马建设,上海新升、重庆超硅、天津中环、宁夏银等均锁定大尺寸硅晶圆项目。
公开资料显示,作为国内首个300mm大硅片项目的承担主体,上海新升于2015年7月破土动工,2017年实现了挡片、陪片、测试片等产品的销售。根据最初规划,该项目计划投资建设月产60万片300mm硅片的生产线,分别为第一期15万片/月、第二期15万片/月、第三期30万片/月。
图源/IT时报
除了上海新升,上海还有另一座大硅片制造厂——上海超硅半导体,其成立于2008年,2010年正式运营,与重庆超硅半导体、成都超硅半导体为超硅(AST)旗下企业,三家企业均致力于研发生产集成电路用大硅片。2016年4月,重庆超硅大硅片项目一期投入试生产,10月正式建成并举行产品下线仪式,达产后实现8英寸硅片年产600万片、12英寸硅片年产60万片的产能。
上海超硅项目包括AST综合研究院、300mm全自动智能化生产线、450mm中试生产线、先进装备研发中心、人工晶体研发中心等,2018年上海超硅300mm全自动智能化生产线项目开工建设。根据规划,项目建成后将形成年产360万片300mm抛光片和外延片,以及12万片450mm抛片生产能力。
《IT时报》记者从有关部门获悉,上海超硅已于今年9月28日正式投产,300mm抛光片月产能约5万片,月产能投产约2万片,每片均价100美元以上。
12月10日,环球晶圆宣布同意以37.5亿欧元收购德国硅片制造商SiltronicAG,此次收购合并完成后,环球晶圆有望成为全球最大的硅片制造商。
环球晶圆 图源/网络
硅片行业具备典型的周期属性,随下游半导体周期波动,且价格变化略滞后于市场规模变化。给产业打击最大的一次来自2008年金融危机,全球性危机爆发之前市场对300mm晶圆需求极度乐观,Shin-Etsu、SUMCO等大厂纷纷做出了激进的扩产计划,结果受经济危机冲击,随着硅片库存的高企以及智能手机销售量锐减,全球半导体市场急剧下滑,产能提升滞缓。
国元证券一份研报指出,目前行业正处在新一轮硅片景气周期。2019年5G手机的发售,单位面积的硅片价格上涨到0.94美元,而伴随新能源 汽车 等新兴应用市场的快速发展, 未来受供需关系影响,硅片价格将持续上涨保持高位 。
图源/国元证券
电子创新网CEO张国斌表示,日本信越、SUMCO、上海新升等硅片厂商都吃过产能过剩的亏,所以不敢轻易扩产,不过下游市场的需求旺盛对这些公司仍然是利好,“ 一般都是长期单,不一定涨,但是短期单估计会涨 ”。
04
产能已排到明年第一季
“ 目前晶圆产能已紧张到不可思议的地步,客户对产能的需求已达恐慌程度 ,预估明年下半年到2022年下半年,逻辑、DRAM市场都会缺货到无法想象的地步。”11月30日,芯片代工厂力积电董事长黄崇仁的一席话点出了晶圆产能紧张的现状。
图源/Pixabay
对此,芯谋研究首席分析师顾文军也透露,目前8英寸和12英寸的成熟工艺都还很紧张,不仅仅在制造层面,封装测试也都很紧张 ,现在排单都到了明年第一季度了 。
从终端产品上来看,集邦咨询分析师乔安表示:“目前最为紧缺的是电源管理IC及面板驱动IC。”从需求端来看,8英寸晶圆的下游需求主要来自于电源管理芯片(PMIC)、CMOS图像传感芯片、指纹识别芯片、显示驱动IC以及功率器件等产品,这些产品广泛应用于智能手机、平板电脑、电视、PC、电动 汽车 等领域。
另据中芯国际今年Q3财报,55/65nm、40/45nm的成熟工艺依然是公司盈利主要来源,14/28nm的收入仅占中芯国际的14.6%。成熟工艺产能紧缺,联电等企业产品供不应求。以联电股价为例,自2020年初起涨幅已超过200%。中芯国际在其三季报中也表示:“成熟应用平台需求一如既往强劲,来自于电源管理、射频信号处理、指纹识别以及图像信号处理相关收入增长显著。”
图源/中芯国际2020年Q3财报
05
芯片或“难产”或涨价
相较于拥有制造能力的IDM(垂直整合制造)模式芯片厂和Foundry模式芯片代工厂,芯片设计公司将面临拿不到晶圆厂产能的挑战,无疑是对新入局芯片行业资本的当头一棒。“最直接的影响就是很多设计的芯片不能量产,导致投资收益下降,也会间接导致芯片涨价,系统产品成本上升、毛利下降,影响以后的研发和创新。”张国斌说。
12月21日,一则关于ST(意法半导体公司)的涨价函在朋友圈广泛传播:“受新冠疫情影响,ST原材料供应不足,同时面临着成本上升和咄咄逼人的商业条款。鉴于此,ST决定自2021年1月1日起,提高所有产品线价格。”此外,瑞萨、NXP等半导体厂商也都接连发布涨价函。
ST(意法半导体公司)涨价函 图源/网络
据媒体报道,封装大厂日月光也带头领涨半导体封装报价,明年1月起调涨,涨幅区间在3~5%。此外,张国斌认为,中美贸易摩擦、疫情带来的动荡,使得下游厂商们掀起一股 “囤货”情绪,他预计产能紧张的大环境可能要到明年下半年才能缓解。
作者/IT时报记者 李玉洋
编辑/挨踢妹
排版/冯诚杰
图片/IT时报 国元证券 Pixabay 网络
来源/《IT时报》公众号vittimes
日前,华为旗下哈勃投资入股山东天岳的消息,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料再次走入大众视野,引起业界重点关注。
事实上,随着半导体技术不断进步,对半导体器件性能、效率、小型化要求的越来越高,传统硅半导体材料逐渐无法满足性能需求,碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借着优异的性能,早已成为当前世界各国竞相布局的焦点,我国在加速发展集成电路产业的同时,把发展第三代半导体技术列入国家战略。
如今5G时代到来,将推动半导体材料实现革命性变化。其中,氮化镓器件以高性能特点广泛应用于通信、国防等领域,其市场需求有望在5G时代迎来爆发式增长。风口来临,我国目前有哪些企业在布局?下面将从衬底、外延片、制造及IDM几大分类盘点国内氮化镓主要企业。
GaN衬底企业
东莞市中稼半导体 科技 有限公司
东莞市中镓半导体 科技 有限公司成立于2009年1月,总部设于广东东莞,总注册资本为1.3亿元人民币,总部设立厂房办公区等共17000多平方米,并在北京有大型研发中心,为中国国内一家专业生产氮化镓衬底材料的企业。
官网显示,中镓半导体已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线,制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底,并能够稳定生产。2018年2月,中镓半导体实现4英寸GaN自支撑衬底的试量产。
东莞市中晶半导体 科技 有限公司
东莞市中晶半导体 科技 有限公司成立于2010年,是广东光大企业集团在半导体领域继中镓半导体、中图半导体后布局的第三个重点产业化项目。
中晶半导体主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑,以GaN衬底为基础,重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向延展;同时,中晶半导体将以GaN衬底材料技术为基础,孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术,并进行全球产业布局。
苏州纳维 科技 有限公司
苏州纳维 科技 有限公司成立于2007年,致力于氮化镓单晶衬底的研发与产业化,实现了2英寸氮化镓单晶衬底的生产、完成了4英寸产品的工程化技术开发、突破了6英寸的关键技术,现在是国际上少数几家能够批量提供2英寸氮化镓单晶产品的单位之一。
据官网介绍,目前纳维 科技 GaN单晶衬底产品已提供给300余家客户使用,正在提升产能向企业应用市场发展,重点突破方向是蓝绿光半导体激光器、高功率电力电子器件、高可靠性高功率微波器件等重大领域。
镓特半导体 科技 (上海)有限公司
镓特半导体 科技 (上海)有限公司成立于2015年4月,主要从事大尺寸的高质量、低成本氮化镓衬底的生长,以推动诸多半导体企业能够以合理价来购买并使用氮化镓衬底。镓特半导体已自主研发出HVPE设备,并用以生长高质量的氮化镓衬底。
官网显示,借助自主研发的HVPE设备,镓特半导体已成功生长出4英寸的自支撑氮化镓衬底。镓特半导体表示,未来几年内将建成全球最大的氮化镓衬底生长基地,以此进一步推广氮化镓衬底在半导体材料市场上的广泛应用,并将依托自支撑GaN衬底进行中下游的高端LED、电力电子及其他器件的研发和制造。
GaN外延片企业
苏州晶湛半导体有限公司
苏州晶湛半导体有限公司成立于2012年3月,致力于氮化镓(GaN)外延材料的研发和产业化。2013年8月,晶湛半导体开始在苏州纳米城建设GaN外延材料生产线,可年产150mm氮化镓外延片2万片;2014年底,晶湛半导体发布其商品化8英寸硅基氮化镓外延片产品。
官网介绍称,截至目前,晶湛半导体已完成B轮融资用于扩大生产规模,其150mm的GaN-on-Si外延片的月产能达1万片。晶湛半导体现已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司成立于2018年6月,专注于电力电子应用的外延材料增长。针对外延材料市场,聚能晶源正在开发硅基氮化镓材料生长技术并销售硅基氮化镓外延材料作为产品。
2018年12月,聚能晶源成功研制了达到全球业界领先水平的8英寸硅基氮化镓(GaN-on-Si)外延晶圆。该型外延晶圆在实现了650V/700V高耐压能力的同时,保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性与高可靠性,可以完全满足产业界中高压功率电子器件的应用需求。
北京世纪金光半导体有限公司
北京世纪金光半导体有限公司成立于2010年12月,经过多年发展,世纪金光已成为集半导体单晶材料、外延、器件、模块的研发、设计、生产与销售于一体的、贯通第三代半导体全产业链的企业。
在碳化硅领域,世纪金光已实现碳化硅全产业链贯通,氮化镓方面,官网显示其目前则以氮化镓基外延片为主。
聚力成半导体(重庆)有限公司
聚力成半导体(重庆)有限公司成立于2018年9月,是重庆捷舜 科技 有限公司在大足区设立的公司。2018年9月,重庆大足区政府与重庆捷舜 科技 有限公司签约,拟在重庆建设“聚力成外延片和芯片产线项目”。
2018年11月,聚力成半导体(重庆)有限公司举行奠基仪式,项目正式开工。该项目占地500亩,计划投资50亿元,将在大足高新区建设集氮化镓外延片、氮化镓芯片的研发与生产、封装测试、产品设计应用为一体的全产业链基地。2019年6月5日,该项目一期厂房正式启用,预计将于今年10月开始外延片的量产。
GaN制造企业
成都海威华芯 科技 有限公司
成都海威华芯 科技 有限公司成立于2010年,是国内首家提供6英寸砷化镓/氮化镓微波集成电路的纯晶圆代工企业。据了解,海威华芯由海特高新和央企中电科29所合资组建,2015年1月,海特高新以5.55亿元收购海威华芯原股东股权,并以增资的方式取得海威华芯52.91%的股权成为其控股股东,从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。
海威华芯6英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线已于2016年8月投入试生产。官网显示,海威华芯已开发了5G中频段小于6GHz的基站用氮化镓代工工艺、手机用砷化镓代工工艺,发布了毫米波频段用0.15um砷化镓工艺。砷化镓VCSEL激光器工艺、电力电子用硅基氮化镓制造工艺在2019年也取得了较大的进展。
厦门市三安集成电路有限公司
厦门市三安集成电路有限公司成立于2014年,是LED芯片制造公司三安光电下属子公司,基于氮化镓和砷化镓技术经营业务,是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂,服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场,具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。
三安集成项目总规划用地281 亩,总投资额30亿元,规划产能为30万片/年GaAs高速半导体外延片、30万片/年GaAs高速半导体芯片、6万片/年GaN高功率半导体外延片、6万片/年GaN高功率半导体芯片。官网显示,三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线,在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的SiC功率二极管及硅基氮化镓功率器件。
华润微电子有限公司
华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的企业,亦是中国本土具有重要影响力的综合性微电子企业,其聚焦于模拟与功率半导体等领域,业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线5条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司3家,为国内拥有完整半导体产业链的企业。
2017年12月,华润微电子完成对中航(重庆)微电子有限公司(后更名为“华润微电子(重庆)有限公司”)的收购,重庆华润微电子采用8英寸0.18微米工艺技术进行芯片生产,并在主生产线外建有独立的MEMS和化合物半导体工艺线,具备氮化镓功率器件规模化生产制造能力。
杭州士兰微电子股份有限公司
杭州士兰微电子股份有限公司成立于成立于1997年,专业从事集成电路芯片设计以及半导体相关产品制造,2001年开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线,现已成为国内集成电路芯片设计与制造一体(IDM)企业。
近年来,士兰微逐步布局第三代化合物功率半导体。2017年,士兰微打通一条6英寸的硅基氮化镓功率器件中试线。2018年10月,士兰微厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线开工,其中4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线总投资50亿元,定位为第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片等。
GaN IDM企业
苏州能讯高能半导体公司
苏州能讯高能半导体有限公司成立于2011年,致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化,为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动 汽车 等电力电子领域等两大领域提供高效率的半导体产品与服务。
能讯半导体采用整合设计与制造(IDM)的模式,自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术,目前公司拥有专利256项。该公司在江苏建有一座氮化镓(GaN)电子器件工厂,厂区占地55亩,累计投资10亿元。
江苏能华微电子 科技 发展有限公司
江苏能华微电子 科技 发展有限公司成立于2010年6月,是由国家千人计划专家朱廷刚博士领衔的、由留美留澳留日归国团队创办的一家专业设计、研发、生产、制造和销售以氮化镓为代表的复合半导体高性能晶圆、以及用其做成的功率器件、芯片和模块的高 科技 公司。
能华微电子先后承担了国家电子信息产业振兴和技术改造专项的大功率GaN功率电子器件及其材料的产业化项目、国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项的GaN基新型电力电子器件关键技术项目等。2017年,能华微电子建成8英寸氮化镓芯片生产线并正式启用。
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司成立于2015年12月,该公司采用IDM 全产业链模式,致力于打造一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。2017年11月,英诺赛科的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产,成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线,主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。
2018年6月,总投资60亿元的英诺赛科苏州半导体芯片项目开工,今年8月30日项目主厂房封顶,预计12月底生产设备正式进厂,2020年可实现规模化量产。该项目聚焦在氮化镓和碳化硅等核心产品,将打造将成为集研发、设计、外延生产、芯片制造、分装测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。
大连芯冠 科技 有限公司
大连芯冠 科技 有限公司成立于2016年3月,该公司采用整合设计与制造(IDM)的商业模式,主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售,产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动 汽车 及工业马达驱动等领域。
官网介绍称,芯冠 科技 已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月,芯冠 科技 在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品(通过1000小时HTRB可靠性测试),并正式投放市场。
江苏华功半导体有限公司
江苏华功半导体有限公司成立于2016年5月,注册资本为2亿元人民币,一期投入10亿元人民币。官网介绍称,目前公司已全面掌握大尺寸Si衬底高电导、高耐压、高稳定性的GaN外延技术并掌握具有自主知识产权的增强型功率电子器件制造技术。
根据官网显示,华功半导体可提供2英寸、4英寸、6英寸及8英寸GaN-on-Si功率电子器件用外延片产品,并基于华功自有知识产权的GaN-on-Si外延技术设计和制造,提供650V/5A-60A系列化高速功率器件。
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