模擬芯片新時代：大廠集體奔赴12英寸

供給失衡與需求膨脹

在數字時代,沒有一款電子設備不需要模擬芯片,模擬芯片作為當今諸多設備中的關鍵組件,成為短缺的重點。

一方面受到疫情、天災等的停產導致的供給失衡,另一方面新能源汽車、5G等需求膨脹的速度快于芯片制造商的反應速度。

根據 IHS Markit 的分析,繼去年的MCU之后,模擬芯片很可能成為未來三年汽車生產的主要制約因素。

于是一眾模擬芯片廠商開始大刀闊斧進行擴產和投資,以此來應對未來的發展需求和保持領先地位。    

2021年模擬IC市場達到了741億美元的歷史新高,強勁的需求和供應鏈中斷導致去年模擬IC的平均銷售價格上漲了6%。

IC insights預計,2022年模擬IC總銷售額將增長12%至832億美元,單位出貨量將增長11%至2387億。

今年模擬芯片產品的市場需求增加,或許也是大廠轉向12英寸生產的推動力之一。

2021年全球模擬芯片市場規模將達到728億美元,同比增長31%。

在模擬IC蓬勃發展的同時,模擬芯片廠商大刀闊斧的進行擴產投資,紛紛邁向了12英寸晶圓產線。

模擬芯片更能讓大廠看到未來

數字芯片強調運算速度與成本比,必須不斷采用新設計或新工藝,而模擬芯片強調可靠性和穩定性,一經量產往往具備較長生命周期。

由于模擬芯片的設計更依賴于設計師的經驗,與數字芯片相比在新工藝的開發或新設備的購置上資金投入更少,加之擁有更長的生命周期,單款模擬芯片的平均價格往往低于同世代的數字芯片。

由于功能細分多,模擬芯片市場不易受單一產業景氣變動影響,因此價格波動幅度相對較小。

大廠集體奔赴12英寸

·德州儀器:2009年,德州儀器(TI)以1．725億美元的價格從奇夢達公司那里購買了12英寸的制造工具,開始大規模制造模擬IC。

2010年,收購了兩家由Spansion在日本的晶圓廠,一座可用于8英寸生產,另外一座則可同時兼顧8英寸和12英寸的生產。

2021年7月,以9億美元收購了美光科技的一座12英寸晶圓制造廠LFAB。

2022年2月,宣布了未來幾年的資本支出計劃,到2025年,每年將支出約35億美元用于芯片制造。

·英飛凌:目前有2座12英寸晶圓廠,其中一個工廠在2021年9月啟用;新工廠將使英飛凌能夠服務于電動汽車、數據中心以及太陽能和風能中不斷增長的功率半導體市場,并將為英飛凌帶來每年約 20 億歐元的額外銷售潛力。

·安森美:安森美在East Fishkill有一家12英寸晶圓廠,目前正在提高其產能,未來兩年將加大投資力度,由6%增加到12%,其中就包括用于擴產12英寸晶圓廠的產能。

·東芝:2022年2月將在日本建造一座新的12英寸晶圓制造工廠,以擴大功率半導體產能。第一階段生產計劃將于2024財年內啟動。

·意法半導體:今年意法半導體的資本支出計劃將達到約34億至36億美元,較2021年的18億元投資增加近一倍,主要用于進一步提高產能,其中包括在意大利Agrate的 12英寸新晶圓廠建設第一條生產線。

華潤微:2021年6月,由潤西微公司投資建設12英寸功率半導體晶圓生產線項目,項目計劃投資75．5億元人民幣。該項目建成后預計將形成月產3萬片12英寸中高端功率半導體晶圓生產能力,并配套建設 12英寸外延及薄片工藝能力。

士蘭微:在廈門擁有兩條12英寸特色工藝芯片生產線。其中一條12英寸生產線總投資70億元,工藝線寬90nm,該生產線分兩期進行,計劃月產8萬片,2020年12月項目一期已投產;

另一條12英寸生產線預計總投資100億元,將建設工藝線寬65nm至90nm的12英寸特色工藝芯片生產線。

聞泰科技:2021年1月4日,其12英寸車規級半導體晶圓制造中心項目開工,總投資120億元,預計年產晶圓片40萬片,每年產值約每年33億元。

華虹:華虹無錫的一期項目是聚焦特色工藝、覆蓋90—65/55納米工藝節點、規劃月產能4萬片的12英寸集成電路生產線,支持物聯網等新興領域的應用。

華虹七廠于2019年正式落成并邁入生產運營期,成為中國大陸領先的12英寸特色工藝生產線,也是全球第一條12英寸功率器件代工生產線。

結尾:

國際模擬大廠采用 IDM模式,晶圓代工崛起推動Fabless模式。

由于成立時間早及模擬芯片與制造工藝連接緊密的特點,國際模擬大廠均采用 IDM 模式,建有自己的晶圓產線,不過對于是否繼續大規模擴建自有產線態度并不一致。

隨著晶圓代工廠在模擬工藝上的大力推進以及12英寸產線投資金額過高,采用代工模式有助于中小模擬芯片設計企業在采用先進模擬工藝的同時降低成本。