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中国台湾手握48%产能,全球晶圆代工风险有多高?

时间:2022-04-28 07:07:02 作者:刘于苇 阅读:
根据集邦咨询(TrendForce), 2022年中国台湾占全球晶圆代工十二吋约当产能48%,若仅计算十二吋晶圆产能则超过五成,先进工艺16nm(含)以下市占更高达61%。目前中国台湾坐拥24座八吋及十二吋晶圆代工厂,傲视群雄,从2021年后的新建厂计划来看,新增工厂数量台湾仍占最多。然而如此高比例的产能集中在一个岛上,就供应链风险来说,真的好吗?
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日前,台媒引用集邦咨询(TrendForce)分析报道, 2022年中国台湾占全球晶圆代工十二吋约当产能48%,若仅计算十二吋晶圆产能则超过五成,先进工艺16nm(含)以下市占更高达61%。台厂近年扩产,但仍以台湾本地为发展重心,如台积电最先进的N3、N2工艺节点仍留在台湾。

如果从产值来看,台湾2021年半导体产值占全球的26%,排名第二。其中,IC设计及封测产业分别占全球27%及20%,位列全球第二及第一,而晶圆代工市占更以64%稳居龙头,除台积电(TSMC)拥现阶段最先进的工艺技术,联电(UMC)、世界先进(Vanguard)、力积电(PSMC)等晶圆厂各拥其工艺优势。

根据芯思想研究院(ChipInsights)发布的2021年全球专属晶圆代工情况,前十中台湾企业占了一半,整体市占率为75%。

过去两年受疫情及地缘政治影响,引发芯片缺货潮后,为避免再次因物流困境或跨境出货禁令导致芯片取得受到阻碍,促使各国政府芯片制造在地化意识已迅速抬头,台厂也顺势成为各国政府争相邀请至各地设厂的对象。

目前中国台湾坐拥24座八吋及十二吋晶圆代工厂,傲视群雄,其次依序为中国大陆、韩国及美国。然而,从2021年后的新建厂计划来看,新增工厂数量台湾仍占最多,包含6座新厂计划正在进行当中,其次则以中国大陆及美国最为积极,分别有4座及3座的新厂计划。

除了台积电,联电、世界先进、力积电等公司皆仍有数项新厂计划遍布于新竹、苗栗、及台南等地。可见台厂扩产布局仍然以台湾本地为主。

台厂全球扩产的趋势下,TrendForce预估,2025年台湾本地晶圆代工产能市占将略为下降至44%,其中十二吋晶圆产能市占落于47%;先进工艺产能则约58%。

TrendForce表示,由于台厂在先进工艺及部分特殊工艺拥其优势及独特性,不同于其他晶圆代工厂多半皆仍在该国境内新建工厂,台厂在各国政府积极邀请下,考虑当地客户需求及技术合作的可能性后,除台湾省内以外,也陆续宣布于美国、中国大陆、日本、新加坡等地进行扩厂。

TrendForce认为,尽管台厂已宣布于中国大陆、美国、日本、及新加坡等地有多项建厂计划,加上各国晶圆厂也积极扩产,使得2025年台湾省内晶圆代工产能市占略为下降。然而,半导体生态群并非快速成型,供应链的完整性仰赖原物料、设备、硅晶圆到IP设计服务、IC设计、制造、封测,甚至品牌厂、通路商等上中下游的相辅相成。中国台湾拥有人才、地域便利性及产业聚落优势,也因此台厂仍倾向将研发、扩产重心留于台湾。

鸡蛋集中在一个篮子里,真的好吗?

然而如此高比例的产能集中在一个岛上,就供应链风险来说,真的好吗?IC Insights曾表示,晶圆代工厂的客户十分多元化,也是许多不同类型元件的单一制造来源,因此代工厂产能若受到损坏,影响程度会高过独立IDM厂所受到的损坏。

众所周知,台湾由于地理位置原因,处于地震带,经常遭遇地震导致停电。另一方面由于“废核”的举措,近些年也导致台湾多次大面积停电,根据维基百科数据汇总出《中国台湾历年实施分区供电之背景》,就1988-2022这34年间,中国台湾出现了超过15起的备用容量率不足的情况,也就是停电率超过了50%的概率。

仅在上个月的3月1日和3日,台湾省就先后在新竹科学园区发生C级压降事件、省内多个县和市无预警大规模停电。虽然晶圆代工厂们在回应媒体质询时都会说,“停电事件对产线影响有限”,但业内人士都知道,只要停电,对晶圆代工的损害都是巨大的,会导致产品线宕机,在制产品报废。

晶圆生产需要极大的电量,台积电企业社会责任报告书显示,2019年台积电全球用电量达约143.3亿度,比五年前增加了54.12亿度,大致相当于深圳常住居民一年的用电量。而“废核”后,2019年中国台湾地区绿色能源发电量仅为140亿度,够到台积电一家使用而已。

当台积电的3nm芯片厂启动后,预计仅3nm厂的耗电量就将高达70亿度。据彭博行业研究的数据,因5nm和3nm大幅启用EUV光刻设备,台积电在3年内对电力的需求将倍增,预计到2023年底,当台积电5nm和3nm厂全速运转时,新增电路需求几乎将达到台积电2019年全球用电量的98%。

地震也是晶圆厂“大杀器”之一,3月23日台湾东部地区接连发生有感地震44次,其中1点41分及1点43分发生6.6及6.1级规模最大。时候台积电、联电等厂商回应,由于地震级数未达到疏散标准,产线很快恢复正常,仅部分机台受影响。

虽然轻描淡写,但产线宕机可能会导致在制程中的半成品晶圆报废,进而引发半导体供应中断、涨价甚至缺货。 比如,2015年,台湾高雄地震,台积电中科、南科厂停产,导致全球逻辑芯片价格上涨10%~20%。2018年,台湾花莲县发生6.2级地震,震后MLCC价格暴涨。

最后是缺水风险,2021年第二季,台湾省由于梅雨季节推迟导致岛内降雨有限,水库蓄水量不断创新低。半导体产业的用水量极其巨大,估计8吋晶圆厂的每小时用水量为250吨,12寸晶圆厂的每小时用水量为500吨,而根据台积电在《2019年企业社会责任报告书》批露数据揭示,台积电在竹科园区的日用水量达5.7万吨,尽管其循环水重复利用率在2019年达90%,年增328万吨,依旧是杯水车薪。

2021年台湾省的大旱,令台积电竹科园区承受极大的用水压力,不得不增加水车载水车次以维持正常生产。 

近些年,由于日本、台湾地区地震频发,台湾还常有缺水停电等问题,部分芯片制造厂商已陆续将产能西移至中国大陆。虽然台湾当地的产能聚集效应更佳,但当灾难来临时,分散风险、保留有生力量不被“团灭”也是很重要的。

本文内容参考集邦咨询、经济日报、芯思想研究院报道

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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