深芯盟晶圆制造(Foundry&IDM)行业调研分析报告总结
一、晶圆代工行业概况
- 定义与模式:晶圆代工(Foundry)指专门从事半导体晶圆生产制造的企业,为芯片设计公司提供晶圆生产服务;集成器件制造商(IDM)涵盖芯片设计、制造、封装测试及销售等全产业链环节;Fablite(轻晶圆厂)模式结合IDM和外包代工特点,保留部分自有生产能力,委外非关键环节。
- 全球市场概况:2023年全球晶圆代工产业营收下滑12.5%至1215亿美元,前十大厂商营收为1115.4亿美元,同比减少13.6%。预计2024年市场规模达1272.71亿美元。主要企业包括台积电、三星、英特尔、联电、格芯、中芯国际等。2024年Q2行业实现10.2%环比增长及19.6%同比增长,达到335亿美元,但仍低于峰值。
- 国内“北上深”市场概况:
- 发展现状:2023年中国集成电路产业销售规模12276.9亿元,同比增长2.3%,其中晶圆制造业销售额3874亿元,同比增长0.5%。12英寸产能预计新增约13.5万片/月,主要集中在上海和广东。
- 技术对比:上海以中芯国际、华虹集团为代表,中芯国际实现14nm量产,华虹擅长特色工艺;北京以燕东微、赛微电子为代表,燕东微覆盖90nm及以上工艺,赛微电子聚焦MEMS特色工艺;深圳以方正微、鹏芯微为代表,方正微擅长碳化硅器件,鹏芯微提供28nm/20nm逻辑芯片服务。
- 产能及分布:截至2023年,中国12英寸晶圆生产线40条,8英寸49条,6英寸77条。产能分布:长三角>京津环渤海>珠三角。主要企业产能:中芯国际上海/北京产能合计约123.5万片/月,华虹约124万片/月,积塔集成约12.5万片/月。
二、全球晶圆厂制程工艺演进路线
- 工艺演进:芯片制造工艺不断进步,从500nm降至3nm,未来将向2nm及更先进制程发展。
- 工艺分类:分为先进制程(≤14nm)、中等制程(28nm-45nm)、成熟制程(65nm-0.13um)、特色工艺(0.25um-0.5um)。
- 主要企业工艺路线:
- 台积电:覆盖7nm以下先进制程及7nm以上成熟制程,5nm制程为最大营收来源。计划2025年第四季度量产2nm制程,2026年量产HPC用背面供电技术的“N2P”,2026年下半年推出1.6nm制程TSMCA16。
- 三星:主节点为4nm(SF4)和2nm(SF2),采用FinFET和GAA技术。计划2024年下半年量产第二代3nm工艺,2027年大规模生产2nm工艺(SF2Z),2025年量产4nm工艺变体SF4U,预计2027年量产1.4nm工艺。
- 英特尔:按“四年五个制程节点”推进,Intel7(10nm)、Intel4(7nm)已量产,Intel3(3nm)、20A(2nm)、18A(1.8nm)将在未来几年推出。Intel3已大批量生产,20A计划2024年推出,18A计划2025年开始投产,14A和14A-E预计2026年投产。
三、全球晶圆代工TOP10分析
- 中芯国际与台积电对比:
- 工艺技术:台积电3nm,中芯国际14nm,差距3-4代。台积电先进制程(7nm及以下)占67%,中芯国际以成熟制程为主,N+1工艺性能提升20%,功耗降低57%。
- 企业运营和财务:2023年台积电营收4950.38亿元,净利润1911.78亿元,同比下降;中芯国际营收452.5亿元,净利润48.23亿元,同比下降。台积电先进制程占比提升,Q4平均单片晶圆收入达6636美元/片;中芯国际Q4产能利用率76.8%。
- 核心客户和市场:台积电客户以苹果、英伟达等全球知名企业为主,北美客户占比68%;中芯国际客户以国内企业为主,中国客户占比80.1%。
- 优势:台积电优势在于先进制程、高良率、庞大产能;中芯国际优势在于28nm成熟制程布局和本土市场。
- 资本开支:台积电2023年资本开支304.5亿美元,预计2024年280-320亿美元;中芯国际2023年资本开支74.7亿美元,预计2024年持平。
- 格罗方德:背靠美国市场,追求差异化竞争,拥有28nm、12nm、14nm等工艺平台,注重特色工艺,如RFSOI、SiPh、SiGe等。
- X-FAB:专注于汽车、工业、医疗领域的模拟和混合信号工艺,提供110nm BCD-on-SOI解决方案,技术节点覆盖150nm至0.6μm。
- 晶合集成:全球面板驱动芯片代工龙头,N1厂产能10万片/月,N2厂预计2024年产能4万片/月,覆盖55nm-40nm工艺。
- 世界先进:专注8英寸晶圆,产品主要分布在电源管理、面板驱动IC,持续研发高压、BCD、SOI等工艺。
- 联电:布局28/22nm特色工艺,提供嵌入式高压、RFSOI/BCD、CIS等制程,积极布局中国大陆市场,与英特尔合作开发12nm技术。
- 华虹公司:立足于先进“特色IC+功率器件”战略,覆盖1μm至90nm(8英寸)和90nm至55nm(12英寸)工艺,特色工艺平台包括嵌入式非易失性存储器、功率器件、射频等。
- 力积电:最大存储器芯片制造公司,提供先进存储、客制化逻辑IC、分离式元件服务,拥有3DWoW技术,采用铝制程降低成本。
- 高塔半导体:模拟芯片代工领先者,专注射频、高性能模拟、高压电源管理、车规级芯片、传感器芯片等领域,与英特尔合作提供代工服务。
四、26家国内晶圆制造企业画像
- 企业概况:涵盖中芯国际、华虹集团、晶合集成、芯联集成、芯粤能、赛微电子、鹏芯微、新微半导体、荣芯半导体、积塔半导体、鼎泰匠芯、长鑫存储、华润微、士兰微、粤芯半导体、方正微、燕东微、增芯科技、武汉新芯、奥松电子、青岛芯恩、比亚迪半导体、积海半导体、深爱半导体、三安光电等26家国内企业。
- 技术亮点:涉及逻辑电路、电源/模拟、高压驱动、嵌入式非易失性存储、MEMS、碳化硅、功率器件、图像传感器、特色工艺等领域。
- 企业简介:涵盖Foundry和IDM模式,部分企业专注特色工艺,如MEMS、功率器件、化合物半导体等。
- 工艺平台:覆盖不同技术节点和工艺类型,如8英寸/12英寸、150nm-55nm、28nm、22nm、40nm、65nm、90nm等。
五、晶圆代工未来趋势
- IC设计趋势:向更大芯片、系统集成发展,推动封装技术创新。
- 晶圆代工2.0:台积电将封装、测试、光罩等纳入晶圆代工产业范围,提供一站式服务。
- 先进封装竞争:日月光、安靠、长电科技、台积电、三星、英特尔等占据近80%市场份额。
- AI芯片需求:AI芯片与HBM需求迅猛增长,推动行业扩张。
- 国内市场复苏:中芯国际2024年Q2全球晶圆代工行业营收占比达6%,连续蝉联全球第三。本土化需求加强,市场需求有望提升。
六、结语与展望
2024年AI芯片市场需求持续攀升,国内晶圆代工产业产能利用率提升,市场复苏速度超越全球其他地区,本土化需求加强,未来发展潜力巨大。