【上游材料供應受限,半導體與OLED面板的中國本土化制造優(yōu)勢或將喪失】2018年6月25日,環(huán)球晶的新竹股東會議披露的內容詳情,再次引起了中國國內半導體行業(yè)的重視。股東會上董事長徐秀蘭表示,目前全球硅晶圓的主要產能集中在前5家,市占達95%以上,該5大廠目前都沒有大幅擴產的動作,只有合理的去瓶頸措施,全球前5大廠產能至2019到2020年都已經被預訂了。
環(huán)球晶為全球第三大半導體硅晶圓廠,徐秀蘭認為,半導體硅晶圓供應仍短缺,環(huán)球晶的產能至明年止都滿載,2020年的接單已滿一半,市場供應相對緊張。環(huán)球晶去年的合并營收為新臺幣462億元,年增151%,營業(yè)凈利為新臺幣74億元。今年5月營收為新臺幣47.79億元,年增30.2%,創(chuàng)下歷史次高,累計前5月營收為新臺幣232.72億元,年增31.8%。
實際上,從上月下旬供應鏈傳出的消息稱,受智能語音音箱、無線充電底座等設備的出貨增長過快,以及in-cell全面屏芯片需求增長,市場上8寸的硅晶圓材料出現較大的供貨缺口,部分上游材料商已通知晶圓廠商將調高價格二到三成。
由于此次漲價幅度是前兩年的二到三倍,加上年前又多收了各晶圓廠約一到二成的產能訂金,8寸晶圓廠也表示一定要調高芯片出廠價格,漲價幅度將在原來的基礎上調高10~15%左右。另外,由于上游8寸硅晶圓材料供應短缺,芯片的交期也將延遲25天到45天左右。
而相對來說,12寸的硅晶圓則由于新建晶圓廠的產能與硅晶圓材料新建產能,目前還沒有明顯的時間沖突,不管是材料供應和價格都相對要平緩一些。但隨著中國國內的新建晶圓廠建設起來,這個平衡的局面或將還會打破。同時如何應對中國國內廠商的就近配套服務需求,也將成為行業(yè)需要解決的現實問題。
在推行了近四十年的改革開放政策之后,中國境內的經濟快速發(fā)展,不但為全球帶來一個龐大的消費市場,也為全球民生工業(yè)制造業(yè)積累了大量的生產線工人,同時也吸納了全球的資本注入到中國市場,在消費類電子產業(yè)鏈下游的零組件加工和整機組裝部分,復制出了全球最大的廉價產能出來。
特別是近十年來,隨著中國民生制造業(yè)的產能繼續(xù)向產業(yè)鏈中游的零組件上快速復制,也吸引著越來越多的全球資本,往中國市場上投放產業(yè)鏈上游元件廠商與材料產能,來滿足中國境內市場上零組件產能爆發(fā)后的配套需要。
其作為現代制造業(yè)關鍵基礎元件部分中的半導體芯片行業(yè),一直以來是中國境內民生制造業(yè)的最大宗采購商品,近兩年來也在繼機身材料、線路板、顯示屏成功本土化生產之后,成為第四大涌入中國境內的產能轉移標的。
為了配合中國境內廠商的產能需求,包括臺積電、聯(lián)電、GlobalFoundries等在內的多家海外晶圓代工企業(yè)將在中國內地投放新的產線,一來避免老舊產線退役后的新工藝產能更替出現產能缺口,二來也可以充分利用中國內地的產業(yè)配套政策,低成本的實現與下游客戶就近配套服務。
此外,中國內地本土投資的晶圓代工廠包括中芯國際、華力微電子等,也開始利用中國本土制造的低廉制造成本與本土服務優(yōu)勢,陸續(xù)承接來自全球市場范圍內的訂單,成為高速發(fā)展市場行情下新增產能的重要補充部分,在未來2年內也將有多條產線投產。據行業(yè)統(tǒng)計,在2017-2020之間全球將新建約62座晶圓廠,其中26座晶圓廠的生產產能設在了中國內地。
這種情況跟中國發(fā)展OLED顯示面板的情況十分相似,有數據顯示,全球正在運營和已經開建的OLED面板線約有27條,其中韓國有10條,中國臺灣有1條,日本有2條,剩下的14條全在中國內地。
大量的晶圓廠在中國內地建設起來,肯定就會對未來十年內的中國民生制造業(yè)繁榮,起到很好的上游核心元件供給保障作用,同時也將帶動中國內地與芯片相關的配套產業(yè)快速發(fā)展,全面引導中國的民生制造業(yè)技術進步與產業(yè)升級。
不過,半導體芯片行業(yè)在中國境內的發(fā)展狀況也與OLED面板遇到的情況相似,除了量產技術受限于行業(yè)內少部分熟練員工與工程師之外,在上游的關鍵原材料方面,本土化配套能力很低,還需要全球的資本與技術進行充分合作,才能有效解決。
以OLED材料領域為例,中國國內的OLED產能充分釋放以后,中國國內將成為全球第二大的OLED面板生產基地,但在OLED材料領域,OLED單體的終端材料生產和有機材料技術掌握在海外公司手中。目前OLED單體終端廠商主要是韓國、日本、德國和美國廠商,包括韓國三星SDI、LG化學、德山金屬、斗山、日本出光興產、堡土谷化學、美國UDC、德國默克等公司。而目前中國國內企業(yè)主要從事OLED中間體和單體粗品生產,中國國內OLED中間體、單體粗品的供應商主要包括萬潤股份、西安瑞聯(lián)、濮陽惠成、北京阿格蕾雅、吉林奧來德等,其中萬潤股份、濮陽惠成、西安瑞聯(lián)等都已實現規(guī)模量產并進入海外OLED材料供應鏈,得到了OLED單體生產廠商的認可。
但在OLED單體生產領域,中國境內的材料企業(yè)限制新進企業(yè)的主要門檻是升華材料的專利,當前主流的有機材料技術大多被海外公司所有,且海外公司給這些技術進行了專利保護。也就是說中國境內的材料企業(yè)或OLED面板廠商,如果想要快速獲得相關的量產技術與產能布局,就需要與海外的這些OLED單體專利與量產技術持有公司,進行深度的合作,才能有效解決。
實際上半導體芯片在中國國內的發(fā)展,同樣也遇到了與OLED類似的問題。有數據顯示,目前中國國內的晶圓代工產能位居全球第二位,2017年市占率將近15%,未來中國內地的新產能開始產出后,晶圓代工產能在全球占比還將快速提升。
事實上,除了上面提到新建的26座晶圓廠外,中國內地現在已有50余條晶圓生產線,分布于北京、上海、天津、西安、廈門、以及合肥等多個城市,僅管都是一些相對低端的產能,產出與效益也不如后期投建的8寸、12寸晶圓廠高。未來隨著中芯國際、華力微電子、臺積電、聯(lián)芯、晶合、萬國AOS、德科瑪、以及紫光等持續(xù)投入12寸晶圓廠生產線開始量產,加上德科瑪、中芯國際、士蘭微、以及Silex于8寸晶圓廠的產能擴充完成后,中國國內晶圓代工產能占全球的比重,肯定會在現有的基礎上出現較大的增幅。
然而大量的晶圓廠在中國國內建設了起來,但作為半導體芯片的核心材料部分,中國國內不僅產業(yè)配套十分殘缺,而且也遇到了同樣的技術、設備來源、工藝專利和量產經驗等困境。其中以晶圓制造中占比最大的基礎材料硅片和硅基材料為例,其比重占半導體制造材料約為36%。但高端材料與生產材料的制造設備來源,基本上都是海外企業(yè)供應。
硅片的生產過程非常復雜,從硅石到硅片需要經過提純、熔鑄、拉棒、切割、拋光、清洗等多道工序。一般而言,硅片要經過硅石的三步提純制備出純度為99.9999999%的半導體級硅,而且現在12寸先進制程的晶圓廠,要求的純度早已突破小數點后11們的目標。
硅石提純后,再通過熔鑄、拉棒等工藝流程生產成適當直徑的硅錠,最后被切割、拋光、清洗并通過質檢環(huán)節(jié)后,才可完成的用于下游生產的薄硅片的制備。而這期間,不管是加工環(huán)境、加工設備,還是輔用材料等,都不能對硅石材料有任何的污染,影響硅的純度。
目前全球的硅片和硅基材料,主要由日本信越化工、日本SUMCO、臺灣環(huán)球晶圓、德國Siltronic、韓國LGSilitron五家提供,它們的總產能占到了全球的95%以上,可以毫不客戶的說,除了這五家廠商外,其它生產廠商所生產的硅片和硅基材料,基本上都用在了晶圓廠的測試片生產上,基本上沒有用于正常的芯片量產中。
實際上,中國國內在民生制造業(yè)產業(yè)鏈中、上游的相對落后,導致了中國材料產業(yè)起步較晚,且受到技術、資金、以及人才的限制,中國國內材料產業(yè)總體表現出數量偏少、企業(yè)規(guī)模偏小、技術水平偏低、以及產業(yè)布局分散的特征。
所以說,中國國內這些新建的晶圓廠要健康發(fā)展起來,一個健康而充裕的上游材料配套產業(yè)鏈肯定不可或缺。中國國內發(fā)展半導體產業(yè)也與現在行業(yè)發(fā)展OLED面板一樣,如果想要快速獲得相關的量產技術與產能布局,就需要與海外的材料專利與量產技術持有公司,以及相關的量產設備與維護企業(yè)等進行深度的合作,通過引進資本、人才、技術及管理等方面,才能有效解決。
否則的話,可能中國國內的元器件產能是上來了,但最終的本土化成本與就近配套服務優(yōu)勢,很容易就被上游原材料的配套成本所傾蝕,不但難以實現全球優(yōu)質產能配套服務的目標,甚至還將導致中國國內相關行業(yè)的全面虧損。
所以也只有在與海外企業(yè)這些充分的合作基礎上,中國國內企業(yè)才有可能在取得了量產技術之后,并真正獲得了一定的量產經驗積累與行業(yè)技術沉淀,或許有機會解決好類似半導體芯片與OLED面板等新型先進器件的與材料的原始創(chuàng)新難題,真正的做到上游材料國產化目的完成全球先進產能的配套服務。