過去存儲器與晶圓代工業(yè)大致上可以說是「楚河漢界,井水不犯河水」。但在即將來臨的時代,存儲器業(yè)者覬覦占了全球65%的非存儲器市場,而存儲器技術(shù)從過去的DRAM、3DNAND,正逐漸走向磁阻式存儲器(MRAM)等完全不同模式的新技術(shù)。MRAM雖然還沒有真正量產(chǎn),但技術(shù)上讀寫速度已達(dá)20ns,甚至略優(yōu)于DRAM,前景看好。
這些新技術(shù)的推進(jìn),打破原先的產(chǎn)業(yè)格局,每家廠商都想搶得先機(jī),鴨子劃水般的投資暗暗給全球半導(dǎo)體業(yè)帶來重大的改變。不僅原本的存儲器大廠虎視眈眈,臺灣地區(qū)的晶圓代工大廠不會缺席,甚至大陸也想彎道超車。
圖:2018年前十大半導(dǎo)體業(yè)者營收預(yù)估
至于誰會領(lǐng)先達(dá)陣?當(dāng)DRAM因為技術(shù)極限而可能成為消費商品時,倚賴政府投資的大陸半導(dǎo)體大廠是否會后來居上,而在美國智財權(quán)的緊箍咒下,大陸如何成為多元應(yīng)變的孫猴子呢?這些都是2019年觀察產(chǎn)業(yè)的重點。
圖:全球半導(dǎo)體產(chǎn)值預(yù)估
存儲器與晶圓代工產(chǎn)業(yè)跨界經(jīng)營
由于DRAM最新制程轉(zhuǎn)換不易,服務(wù)器等需求依然暢旺,MobileDRAM的裝載量持續(xù)擴(kuò)大,都給2018年DRAM的商機(jī)帶來足夠的支撐。3DNAND的多層化,既是進(jìn)入障礙也是商機(jī)的來源,但非存儲器的商機(jī)仍然占了半導(dǎo)體市場的65.5%。如果瞄準(zhǔn)未來的市場,CMOS影像傳感器(CIS)、行動AP與車聯(lián)網(wǎng)等三大需求依舊是市場的保證。
更重要的是臺積電、聯(lián)電稱雄晶圓代工業(yè),自然會多元耕耘,不讓他人染指。但三星電子(SamsungElectronics)與SK海力士(SKHynix)都有分散業(yè)務(wù)過度集中于存儲器的策略,大陸的IC設(shè)計業(yè)也開始超車,系統(tǒng)IC與晶圓代工的競爭依然波濤洶涌。
2017年全球存儲器市場為1,303億美元,比2016年的713億美元暴增82.6%,估計2018年仍維持26.3%的成長率。在市場的驅(qū)動下,韓國兩大存儲器體業(yè)者的資本支出也持續(xù)擴(kuò)大,直到2018年底才出現(xiàn)減緩的趨勢。
另據(jù)SEMI資料,全球半導(dǎo)體材料市場將從2017年的247億美元,增加到2018年的278億美元,成長率12.7%。從2016年開始的半導(dǎo)體高峰期,延續(xù)到2018年底,半導(dǎo)體業(yè)者也順勢推舟,在資本支出上更進(jìn)一步的提高。
對照存儲器業(yè)者2016年的資本支出為243億美元,2017年達(dá)到401億美元,2018年預(yù)估為440億美元,也可以理解全球的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在投資的高峰期。但美中貿(mào)易紛爭是破壞市場穩(wěn)定發(fā)展的重大變量,2018年底三星的人事布局、擴(kuò)張策略趨于保守,顯示主力大廠對于2019年的投資采謹(jǐn)慎態(tài)度。
全球DRAM仍處于寡占狀態(tài)
全球DRAM市場95%以上掌握在前三大廠手中,臺灣華邦、旺宏等廠商,僅能在善用產(chǎn)能與提高獲利的前提下經(jīng)營。由于競爭相對緩和,主力大廠在2017年的資本支出,竟然比2016年減少3.8%。因服務(wù)器需求高于預(yù)期,新制程轉(zhuǎn)換的過程難度也高于預(yù)期,而每臺設(shè)備所搭載的DRAM也相應(yīng)提高,因此2018年的企業(yè)投資仍高于往年。
2018年起,三星量產(chǎn)1ynm(10nm中段級技術(shù)),由于難度比1xnm(10nm級后段技術(shù))高出不少,因此在制程轉(zhuǎn)換上比原先預(yù)計的要長。SK海力士也將從2017年下半開始前進(jìn)1xnm的制程,2018年下半期起比重便顯著增加,也進(jìn)入了1ynm等級的工程技術(shù)。
在這種背景下,三星曾明確的表達(dá)擴(kuò)大投資的計畫構(gòu)想,而SK海力士原先計劃在2019年啟動的增產(chǎn)計畫,也提前到2018年下半。
在手機(jī)市場上,MobileDRAM受限于手機(jī)市場飽和之苦,但即將來臨的5G商機(jī)、手機(jī)游戲、AR/VR、4K影像、智慧城市等領(lǐng)域都將帶來龐大的機(jī)會。手機(jī)搭載DRAM平均容量從3GB起跳,2019年甚至上看10GB;2018年出貨的iPhoneXs已使用每層4GB的雙層DRAM架構(gòu)。
美日韓對決96層3DNAND
相較于DRAM的積極投資,韓國雙雄在NAND的投資反而保守。關(guān)鍵在于DRAM的需求比NAND緊俏。但因NAND并非寡占狀態(tài),三星必須積極投資,而SK海力士也必須力爭上游。所以各廠的投資都很積極,并往3D多層化的方向進(jìn)展。
NAND同樣必須以良率在市場上競爭,加以十分耗電,因此小面積、大容量便成為競爭關(guān)鍵。2D的NAND在10xnm階段便遭遇技術(shù)壓力,因此三星、東芝(Toshiba)都向3D發(fā)展。相較于2017年,三星2018年的資本支出會少一點點,但比起往年仍是大幅成長,而SK海力士、美光(Micron)則是積極回應(yīng)市場的需求。
目前三星以64層NAND為主力,2018年下半推進(jìn)到96層,2019年初便會進(jìn)展到128層。另外,英特爾(Intel)與美光也在2018年上半進(jìn)入96層的技術(shù)規(guī)格,2018年中將3D的比重提高到85%以上。
為了讓每單位的記憶容量提高,美日韓存儲器大廠都卯盡全力,在96層的堆疊技術(shù)上尋求突破。三星指出,第五代的96層VNAND量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)完全克服,而64層的產(chǎn)品在總產(chǎn)量中的比重也將持續(xù)提高,借以取得更好的競爭優(yōu)勢。