8" 晶圓代工供需持續看緊

 對於 8" 晶圓 (200mm), 2018 年邏輯類器件需求占比 27%, 其次是類比晶片占比 23%, 再來是光電子, 分立器件, 微處理器, 儲存, 傳感器. 12" 晶圓 (300mm) 以生產邏輯晶片, NAND 和 DRAM 為主, 三者分別占比 31%, 32% 和 26%, 占到 12" 晶圓總需求的 90%以上.

對於 8" 晶圓, 汽車, 工業 (包括智慧工廠, 智慧城市, 自動化), 智慧手機為主要下游, 分別占比 33%, 27% 和 19%. 12" 晶圓智慧手機, PC/平板, 伺服器為主要下游, 分別占比 32%, 20%, 18%, 汽車, 工業類應用占比較小, 分別僅占 5%左右.

靜態角度看 8" 晶圓在智慧手機中依然占據可觀地位. 以 iPhone X 為例其中用到的 121 個裸晶片中, 87 個在 8" 的晶圓上生產, 數量上占比 72%, 矽面積占比 32%. 動態角度看, 消費電子產品對 8" 晶圓的需求量逐年快速增長, 對 12" 晶圓的需求基本持平.

據 Frost&Sullivan 的預測, 200萬及以下像素手機 CIS 晶片 (採用 8" 晶圓) 出貨量預計將從 2020 年的 16.4 億顆增長至 2021 年的 17.6 億顆, 並在之後 3 年中整體維持年均 17.5 億顆左右的旺盛需求. 低像素 CIS 晶片也將在手機之外的 AI, IoT 浪潮中興起更大的需求.

受益於 5G 手機 PMIC, RFIC, CIS 用量提升, 單機 8" 晶圓需求提升，2020 年智能手機單機 8" 晶圓需求為 0.45 平方英寸, 我們假定 2020-2023 年單機晶圓需求增速為 5%, 則 2023 年單機 8" 晶圓需求將達到 0.53 平方英寸.

根據 Gartner 的數據, ASIC/ASSP 是用量最大的部分占比 33%; 其次是 MCU 和分立器件, 邏輯晶片和存儲晶片占比最小.根據 SUMCO 2018 年的統計數據, 8 "晶圓需求占到了汽車半導體需求中的 79%, 12" 晶圓需求僅占比 12%.

L1/2 級別的自動駕駛僅需要 1 個鏡頭模組, 1-3 個超聲波雷達和光達, 以及 0-1 個融合傳感器, 至 L4/5 級別自動駕駛車輛將會引入 7-13 個超聲波雷達和光達, 6-8 個鏡頭模組並會引入 V2X 模塊以及多傳感器融合方案.

汽車半導體市場規模 20-23 年 CAGR 為 15.6%. 根據 SUMCO 的測算, 2018 年汽車半導體晶圓總需求約 2000 千片/月, 其中 8" 約 1600 千片/月, 至 2022年 有望增長至 3100 千片/月以上, 其中 8" 需求達到 2400 千片/月以上.

工業領域對類比晶片, 分立器件, 微處理器和邏輯晶片需求占比最大, 光電子器件, 傳感器＆執行器, 存儲晶片需求較小. 按照 70% 的邏輯晶片, 存儲晶片, 微處理器在 12"晶圓生產, 其餘均在 8" 晶圓生產的假設粗略估計, 約 71% 的工業半導體在 8" 晶圓上生產.

6" 晶圓產線的關停會使得需求向 8" 晶圓轉移, 增加 8" 晶圓整體需求. 另一方面在物聯網和新能源汽車的推動下, MEMS ＆傳感器, 功率分立器件需求放量, 產品出貨量的提升使得晶圓尺寸從 6" 遷移到 8" 成為更為經濟, 更具效率的選擇.

目前二手設備供給不足, 價格升高. 新設一個晶圓廠需要 800-1000 台不同的設備, 晶圓廠往往通過使用二手設備代替新設備的方式節省成本. 而進入 2018, 2019 年後, 市場上總的二手設備供應量尚不足 500 台, 二手設備的供給受限成為節約成本的障礙.

2021~2023 年 8" 晶圓制造需求將分別達到約 5650~6700 千片/月, 需求 3 年 CAGR 約 9%; 供給根據 Semi 和我們的預測將分別達到 6300~6600 千片/月, 產能 3 年 CAGR 約 3%; 需求產能比將分別達到 90%~102%, 供需緊張態勢料將持續.