為應(yīng)對全球芯片短缺，臺積電、三星、英特爾、格芯、中芯國際等芯片制造企業(yè)紛紛建廠擴張。SEMI在去年6月的《世界晶圓廠預(yù)測報告》中統(tǒng)計，全球半導(dǎo)體廠商將在2021年年底前開始建設(shè)19座新的高產(chǎn)能晶圓廠，并在2022年再開工建設(shè)10座。到2022年底，相當于全球?qū)⑿略?60萬片晶圓/月(按8寸晶圓折算)的產(chǎn)能。

　　芯片制造商瘋狂擴張，為上游的硅片和設(shè)備市場帶來強大需求量，引起硅片和設(shè)備行業(yè)銷售額增加、產(chǎn)能擴張。

　　據(jù)芯思想不完全統(tǒng)計，過去一年，芯片相關(guān)擴產(chǎn)或新增的項目達到40個，而不只芯片制造商瘋狂擴張產(chǎn)線，上游的硅片制造商同樣在強大的需求下建廠，大家都想依靠“缺芯”賺得盆滿缽滿。

　　同時，美國，歐盟和日本等各國政府近年來也都在相繼出臺芯片法案和規(guī)劃，招攬頭部晶圓代工廠赴本地建廠。Omdia高級咨詢總監(jiān)Akira Minamikawa表示：“我從未見過如此多國的政府資金投入半導(dǎo)體行業(yè)。這是以前很長時間都沒有發(fā)生過的罕見狀況，現(xiàn)在他們同時在發(fā)生?！?/p>

　　在全球晶圓廠大規(guī)模擴產(chǎn)的趨勢下，對產(chǎn)能過剩的憂慮一直存在。

　　一方面，結(jié)合全球半導(dǎo)體行業(yè)的歷史經(jīng)驗，半導(dǎo)體需求急劇增加有周期性和結(jié)構(gòu)性原因，且長期呈周期性波動狀態(tài)。而當前半導(dǎo)體市場產(chǎn)能緊缺挑戰(zhàn)，主要是短期內(nèi)的結(jié)構(gòu)性供需失衡。另外，Gartner研究副總裁盛陵海表示，在整個半導(dǎo)體的發(fā)展中，大約兩三年會產(chǎn)生一個周期，而目前正處于一個供不應(yīng)求的高峰周期。

　　另一方面，新建產(chǎn)能從開工到投產(chǎn)需要耗時良久，當前新建產(chǎn)能短時間內(nèi)并不能緩解芯片短缺難題。總體來看，近兩年擴建的晶圓廠大部分將在2023年至2025年左右開始投產(chǎn)。而業(yè)界預(yù)計，半導(dǎo)體供需關(guān)系將于2022年底達到緊平衡，預(yù)計2023年芯片短缺將得以緩解。這就意味著，需求放緩后，大規(guī)模產(chǎn)能增加將會加大半導(dǎo)體產(chǎn)能過剩的可能性。

　　當擴產(chǎn)成為行業(yè)主旋律的同時，過剩的疑云將始終浮在產(chǎn)業(yè)上空。

　　一、從代工市場看擴產(chǎn)之勢

　　針對晶圓制造商的擴產(chǎn)舉動，從市場數(shù)據(jù)來看不難理解。

　　據(jù)Gartner分析師Sam Wang的預(yù)測報告數(shù)據(jù)，2021年代工收入增長了31.3%，達到1002億美元(2020年增長22.5%)，其中晶圓ASP(平均銷售價格)增長11.5%，晶圓出貨量增長17.8%。

　　2022年，預(yù)測代工行業(yè)的晶圓利用率保持在95%以上，其中電源管理IC、驅(qū)動IC、指紋傳感器等200毫米(8英寸)晶圓供應(yīng)尤為緊張。

　　在此情形下，晶圓代工廠有信心與客戶簽訂長期合約，并以預(yù)付晶圓款為擔保。Gartner預(yù)計，2022年代工行業(yè)收入將增長18.3%，達到1185億美元。

　　2017-2026晶圓代工行業(yè)收入預(yù)期

　　(圖源：Gartner)

　　此外，許多國家也集中資源推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈本土化，如中國、歐美、日本等都出臺了全新的芯片發(fā)展戰(zhàn)略，以提供財政激勵促進晶圓制造本土化。

　　多重因素驅(qū)動下，給代工廠擴產(chǎn)增添了動力。據(jù)了解，很多晶圓代工廠還將在今年加大對新的300mm(12英寸)晶圓廠的資本支出，預(yù)計整體支出規(guī)模達714億美元，同比增長40.1%。

　　2020-2022年晶圓代工廠資本支出數(shù)據(jù)

　　(半導(dǎo)體行業(yè)觀察制圖;數(shù)據(jù)來源：Gartner)

　　其中，最明顯的例子是全球最大的代工廠臺積電，其資本支出將從2021年的300億美元增加到今年的420億美元。盡管臺積電越來越專注于先進制造，但公司仍會將高達20%(約90億美元)的擴大資本支出分配給成熟工藝的芯片。

　　再結(jié)合代工廠去年來新增的擴產(chǎn)規(guī)劃，大多數(shù)晶圓代工及IDM廠商的擴產(chǎn)目標集中于28nm和40nm制程，鑒于大部分產(chǎn)量將用于成熟節(jié)點半導(dǎo)體。很明顯，隨著更多投資計劃的實施，成熟制程半導(dǎo)體的制造能力將從明年開始迅速增長。

　　然而從工藝節(jié)點劃分的代工收入來看，相較于先進工藝，成熟節(jié)點增幅緩慢，20nm及以上制程收入占比將逐年下降。當前，5G智能手機、WiFi、企業(yè)PC和數(shù)據(jù)中心的芯片仍是需求驅(qū)動因素，5nm需求將在2022、2023年持續(xù)增加，代工廠3nm工藝的爬坡速率低于預(yù)期，明年后將會迎來爆發(fā)式需求。

　　不同工藝節(jié)點代工收入

　　(數(shù)據(jù)來源：Gartner)

　　因此，隨著新工廠的上線，成熟制程的芯片供應(yīng)將大幅增加，可能會面臨供過于求的局面，但高端芯片產(chǎn)能或?qū)⒊霈F(xiàn)短缺。

　　二、跌入“產(chǎn)能過?！毖h(huán)

　　今年1月份，聯(lián)電就表示2023年后28nm市場可能面臨供過于求的局勢。IC Insights預(yù)測，半導(dǎo)體市場持續(xù)強勁的銷售增長可能會在2024年碰壁。2024年將是市場的下一個周期性低迷期，2025-2026年將恢復(fù)增長。

　　Gartner分析師Sam Wang近期在預(yù)測報告中也印證了這一觀點，芯片短缺將在2022年緩解，2022年半導(dǎo)體市場增長率為13.62%，低于2021年的26.34%，且2023年降至3.63%，2024年半導(dǎo)體市場營收出現(xiàn)下滑，同比降低2.18%。

　　可見，分析師和投資者開始擔心，盡管某些類型的芯片仍然短缺，但其他類型芯片的閑置庫存卻在不斷增加。隨著代工產(chǎn)能的持續(xù)釋放以及市場增速的持續(xù)回落甚至倒退，市場供需關(guān)系也將從供不應(yīng)求向供需平衡，再到供過于求的過程轉(zhuǎn)變。

　　從歷史長期規(guī)律來看，在資本開支大幅增長的一到兩年后將會伴隨半導(dǎo)體市場的大幅下跌。例如1984年全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支漲幅達106%，而后的第二年半導(dǎo)體市場下跌了17%。此后的四個周期也是出現(xiàn)相同的規(guī)律。

　　半導(dǎo)體資本支出與半導(dǎo)體市場關(guān)系圖

　　左軸綠線：1984-2021年預(yù)測的資本支出的年度變化

　　右軸藍線：半導(dǎo)體市場的年度變化

　　不難了解，影響半導(dǎo)體市場增長率的因素很多，包括整體經(jīng)濟和關(guān)鍵電子產(chǎn)品的需求。然而，長期以來，半導(dǎo)體行業(yè)的強勁資本支出以及產(chǎn)能的大幅增加總是會導(dǎo)致產(chǎn)能過剩，進而導(dǎo)致半導(dǎo)體價格下跌，尤其是內(nèi)存等大宗商品，電子制造商和分銷商持有的庫存被削減。

　　通過復(fù)盤歷史周期得到非常重要的指標，那就是資本危險臨界線。當資本開支增長超過40%的時候，通常預(yù)測未來會出現(xiàn)產(chǎn)能過剩和半導(dǎo)體增速下跌的情況。

　　從上述晶圓代工廠資本支出數(shù)據(jù)來看，各大代工廠以及總體支出比例達到產(chǎn)能過剩的臨界點。臺積電2021年的資本開支增速同比達到74%，今年同比增加40%;聯(lián)電連續(xù)三年資金支出同比提升65%以上;格芯同樣大刀闊斧的投資建廠;英特爾資本開支同比增速達到37%，已經(jīng)達到高水位線;三星資本開支增幅不大，但投資金額僅次于臺積電。

　　除了代工廠資本開支超出臨界線外，在各國政府自給自足戰(zhàn)略的推動下，晶圓廠在全球不同地區(qū)建設(shè)新晶圓廠，但不共享共同資源或?qū)?dǎo)致晶圓廠運營效率降低。

　　正如之前的行業(yè)周期所示，代工廠宣布擴張只會增加下一次供過于求的壓力，資本支出的強勁同比增長往往伴隨著市場增長的顯著放緩。這些放緩是由于產(chǎn)能暫時擴張速度快于需求，這導(dǎo)致代工廠大幅降價，以及利用率降低。

　　Gartner報告預(yù)測，到2024-2025年，市場需求將無法滿足產(chǎn)能擴張的速度，導(dǎo)致代工產(chǎn)能利用率(等效8英寸晶圓)下降至近80%。

　　等效200mm晶圓產(chǎn)能及利用率

　　(圖源：Gartner)

　　可見，多項指標都在指向“產(chǎn)能過?！钡目赡苄?。

　　另一方面，從市場需求層面來看。有行業(yè)分析師表示，今年半導(dǎo)體行業(yè)非常接近高峰，目前車用芯片的出貨水準已比正常水準高出40%，并預(yù)計在汽車制造商解決短缺問題后，下半年短缺情況將有所緩解。

　　此外，終端市場如筆電CPU、手機芯片等明顯過度出貨的產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)修正的跡象，近期筆者在《芯片公司準備過冬？》一文中對此也有過分析。同時，由于目前供需情況比曾經(jīng)的任何時候都更加模糊。從去年初就開始加劇的芯片短缺，使得智能手機、消費電子產(chǎn)品、汽車制造商在內(nèi)的半導(dǎo)體行業(yè)客戶擔心無法獲得芯片，從而訂購超過其所需數(shù)量的芯片。

　　德州儀器首席財務(wù)官Lizardi在近日財報會上表示，芯片買家在過去一年里一直在與短缺作斗爭，但并非所有產(chǎn)品都供應(yīng)緊張?？蛻粢恢痹诩涌煊嗁從承┊a(chǎn)品，以完成他們已經(jīng)擁有的成套組件，這可能意味著客戶庫存的總體積累與“周期性修正”相關(guān)。因此市場擔心芯片行業(yè)在產(chǎn)量增加過多后可能將面臨周期性過剩和供過于求。

　　費城證券交易所半導(dǎo)體指數(shù)今年已下跌 26%，跌幅低于主要指數(shù)

　　對比發(fā)現(xiàn)，與一些芯片制造商的管理團隊不同，德州儀器對預(yù)測該行業(yè)的長期增長持謹慎態(tài)度。許多同行認為芯片在更廣泛的設(shè)備中的使用越來越多，使市場更加穩(wěn)定。相比之下，德州儀器的高管則表示，未來供需之間的平衡不可能有任何確定性的衡量標準。

　　雖然目前供應(yīng)鏈依然緊繃，但許多正?；嫩E象已浮現(xiàn)，這通常是市況轉(zhuǎn)折的信號。預(yù)計到2023年，價格應(yīng)該開始放緩，而2024年可能會出現(xiàn)供過于求的情況，因為更多的新產(chǎn)能投入運營，將帶來從短缺到供應(yīng)過剩的“臨界點”。

　　在存儲芯片市場，集邦咨詢認為，2022年三大DRAM原廠的擴廠規(guī)劃其實仍顯保守，預(yù)估明年的供給位元成長率約17.9%，然而由于目前買方庫存水位已偏高，加上2022年需求端成長率僅16.3%，低于供給端的成長速度，2022年DRAM產(chǎn)業(yè)將由供不應(yīng)求將轉(zhuǎn)至供過于求。

　　筆者在此前文章《德州儀器，無法預(yù)測》中也曾提到，以前企業(yè)為了節(jié)省成本、提高周轉(zhuǎn)效率，一般不會準備過多庫存，但在2020年、2021年，因為華為事件以及新冠疫情的影響，大量企業(yè)準備了高達6個月，甚至更長時間的庫存，所以導(dǎo)致需求被短時間放大。而一旦這些需求得到滿足之后，芯片將不再缺貨，整個市場的需求會放緩，也就意味著產(chǎn)能會供大于求，造成產(chǎn)能過剩。

　　三、產(chǎn)能過剩只是“假象”?

　　當然，相較市場上“芯片產(chǎn)能或?qū)⑦^剩”的看法，調(diào)研機構(gòu)Knometa Research在其最新發(fā)布的《2022年全球晶圓產(chǎn)能報告》中表示，晶圓廠擴張可能在2024年導(dǎo)致降價壓力，但不會使市場低迷。

　　另一關(guān)鍵方面，ASML 在光刻機領(lǐng)域的壟斷地位導(dǎo)致其設(shè)備產(chǎn)能直接關(guān)系到晶圓廠的擴產(chǎn)進度，尤其是當前全球芯片短缺對光刻機等制造設(shè)備提出了更高的需求。一方面，ASML的產(chǎn)能未能跟上劇增的訂單量;另一方面，ASML的供應(yīng)商也存在巨大的供應(yīng)壓力。

　　ASML在近日財報會上指出，公司現(xiàn)在正試圖大幅增加產(chǎn)能，甚至可能無法滿足其所有需求。最初，ASML預(yù)計到2025年將有375臺深紫外 (DUV) 機器和70臺EUV機器的產(chǎn)能?，F(xiàn)在，公司正努力與供應(yīng)商全力以赴，以達到90臺0.33 NA EUV機器和20臺先進的0.55 NA EUV機器和更多的DUV設(shè)備。

　　但這也只能滿足總需求的60%，ASML表示，當前訂購一臺DUV設(shè)備需要排隊到18個月以后。除非半導(dǎo)體設(shè)備需求比預(yù)期下降35%-40%，否則該行業(yè)將繼續(xù)增長。

　　ASML首席執(zhí)行官Peter Wennink也于近日公開稱，未來兩年芯片制造商的擴產(chǎn)將受限于關(guān)鍵設(shè)備的短缺，供應(yīng)鏈難以完全實現(xiàn)生產(chǎn)效率。Counterpoint Research報告指出，代工廠從8英寸設(shè)備供應(yīng)商得到的支持越來越少，2022年還將出現(xiàn)一輪至少10-20%的漲價。

　　可見，設(shè)備仍是制約產(chǎn)能的一大痛點。因此，全球半導(dǎo)體廠商看似瘋狂四處獵地擴廠，但現(xiàn)實會受限設(shè)備等其他不可控因素，擴產(chǎn)帶來的產(chǎn)能過?；蛟S只是“假象”。

　　臺積電也在財報會中公開表示，未來的需求非常強勁，預(yù)測除內(nèi)存外的半導(dǎo)體行業(yè)將在未來五年內(nèi)加速增長，擔心沒有足夠的產(chǎn)能來滿足需求。

　　然而也有聲音對此辯駁道：“現(xiàn)在的投資即便會造成未來2023年、2024年供過于求的現(xiàn)象出現(xiàn)。但可能存在一些廠商由于產(chǎn)品好，依然供不應(yīng)求的情況，但是其他廠商則處于供過于求的狀態(tài)。在一個市場中，我們不能斷言供應(yīng)和需求是完全匹配的，基本上都會是在整體平衡的上下進行不停的振蕩。即使發(fā)生供過于求的情況，一些規(guī)劃做的比較好的企業(yè)，像是臺積電這樣的企業(yè)，仍然會在市場里面保有自身的競爭力?！?/p>

　　因此，以上種種也并不足以減緩部分廠商對后市的憂慮。盡管大多數(shù)觀點認為2022年不會是半導(dǎo)體市場景氣度反轉(zhuǎn)向下的節(jié)點，但從行業(yè)歷史周期和未來幾年的市場預(yù)期走勢來看，確實意味著本輪周期或已接近頂峰。

　　四、寫在最后

　　數(shù)十年來，美國和歐洲的芯片公司以效率的名義將其制造業(yè)務(wù)外包給中國臺灣和韓國，而如今又處于每個國家都想建立自己的晶圓廠的情況，半導(dǎo)體行業(yè)正在從這種全球性的互聯(lián)和分工合作，發(fā)展為一座座“孤島”。

　　其風險在于世界將建設(shè)過多的芯片制造能力，可能會刺激這個歷史上具有高度周期性的行業(yè)過度建設(shè)。所以一直以來有眾多觀點表示，當2023年全球的芯片產(chǎn)能達成頂峰之后，接下來或迎來芯片企業(yè)的倒閉潮，因為產(chǎn)能剩余太多，大家就會打價格戰(zhàn)，利潤遠遠低于市場平均利潤，導(dǎo)致小企業(yè)無力支撐。

　　可見，潛在的產(chǎn)能過剩、供應(yīng)鏈中斷和更廣泛的全球經(jīng)濟風險，未來可能會給行業(yè)帶來動蕩。

　　2001年一篇文章《產(chǎn)能過剩，芯片業(yè)后來者慎行》中曾寫道：“把養(yǎng)育一個碩大的半導(dǎo)體行業(yè)當作通向經(jīng)濟發(fā)達國家和高科技世界的捷徑，一旦持續(xù)出現(xiàn)生產(chǎn)能力過剩，將會產(chǎn)生極為嚴重的后果?，F(xiàn)在這些國家中的一些又轉(zhuǎn)而冒險依靠芯片。芯片可能是高科技的產(chǎn)品，但它的價格波動仍然是劇烈的。在過去一年里，標準存儲器芯片的下降了80%，全球的銷售則萎靡了一半。也許，迎接他們的將是另一場美夢的驚醒?！?/p>

　　如今重讀，身處當前美夢中的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，不知何時“驚醒”。

　　但對于目前中國的芯片產(chǎn)業(yè)來講，一定要注意波動風險，波動的風險有可能會吃掉好多年的利潤。一定要注意芯片供需拐點，警惕從芯片短缺到產(chǎn)能過剩，到時芯片大幅降價，庫存將變成非常大的風險，對于企業(yè)來說那將會是另外一場災(zāi)難。

　　若無遠慮，必有近憂。