前言：

2017年底開(kāi)始MOSFET、IGBT、整流管、數(shù)字/通用晶體管等產(chǎn)品整體交貨期均有延長(zhǎng)趨勢(shì)，與16年缺貨的存儲(chǔ)芯片、上游硅片不同，17年底缺貨品類(lèi)有一個(gè)共性，即主要由8寸及以下晶圓制造廠生產(chǎn)。因此我們深入探究8寸晶圓代工漲價(jià)背后的產(chǎn)業(yè)運(yùn)行邏輯并對(duì)行業(yè)發(fā)展前景進(jìn)行研判。

▌發(fā)展歷程

成本優(yōu)勢(shì)+特種工藝，8寸晶圓廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著

摩爾定律驅(qū)動(dòng)下，硅片尺寸從6寸—8寸—12寸的路徑變化硅單晶圓片越大，同一圓片上生產(chǎn)的集成電路就越多，這樣既可降低成本，又能提高成品率，但材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)要求會(huì)更高。

在摩爾定律的推動(dòng)下，集成電路的集成度不斷增加，即一個(gè)硅片上所集成的元器件的數(shù)目增多。而集成度提高的三個(gè)主要技術(shù)因素是:器件尺寸縮小、芯片面積增加及芯片集成效率提高。

一方面，硅片邊緣部分由于不平整和存在大量缺陷，因此在硅片上制造器件時(shí)，實(shí)際可利用的是大圓片中間的部分，當(dāng)單個(gè)器件芯片面積增大的時(shí)候，硅片上成品率下降，所以要增大硅片面積。

另一方面，晶圓越大，同一圓片上可生產(chǎn)同規(guī)格的IC就越多，可有效降低IC成本，利潤(rùn)空間也就越大。百度搜索“樂(lè)晴智庫(kù)”，獲得更多行業(yè)深度研究報(bào)告

目前以8英寸和12英寸的硅片生產(chǎn)為主。

其中8英寸硅片主要應(yīng)用于特色技術(shù)或差異化技術(shù)，產(chǎn)品包括各種電源芯片、攝影/指紋識(shí)別等傳感器、智能硬件中的MCU與無(wú)線通信芯片、智能卡等，涵蓋消費(fèi)類(lèi)電子、通信、計(jì)算、工業(yè)、汽車(chē)等領(lǐng)域。

而12英寸硅片主要用于制造CPU、邏輯IC、存儲(chǔ)器等高性能芯片，多用于PC、平板、手機(jī)等領(lǐng)域。隨著時(shí)間的推移，硅片的尺寸不斷增長(zhǎng)。

▌8寸晶圓產(chǎn)線擁有四大核心競(jìng)爭(zhēng)力

相比于12寸晶圓產(chǎn)線而言，8寸晶圓制造廠:

1)擁有特種晶圓工藝;

2)完全或大部分折舊的固定資產(chǎn)的固定成本較低;

3)光罩及設(shè)計(jì)服務(wù)的相應(yīng)成本較低;

4)達(dá)到成本效益生產(chǎn)量要求較低，等方面的優(yōu)勢(shì)，因此8寸晶圓和12寸晶圓能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、長(zhǎng)期共存。

晶圓代工大尺寸趨勢(shì)下，8寸廠是中堅(jiān)力量。

1990年IBM聯(lián)合西門(mén)子建立第一個(gè)8寸晶圓廠之后，8寸晶圓廠迅速增加，1995年即達(dá)到70座，在2007年達(dá)到頂峰——200座。

隨后8寸晶圓廠數(shù)目逐漸減少，從2008年到2016年，37座8寸晶圓廠關(guān)閉，同時(shí)有15座晶圓廠從8寸切換至12寸，到2016年全球8寸晶圓廠減少至180座左右。

從SEMI的數(shù)據(jù)可以看出，全球8寸晶圓廠產(chǎn)能以極低速度增長(zhǎng)，2015~2017年僅增長(zhǎng)約7%。

部分6寸產(chǎn)線關(guān)閉使得產(chǎn)品轉(zhuǎn)單至8寸產(chǎn)線。

從晶圓廠數(shù)目來(lái)看，2010~2016年約有25座6寸晶圓廠關(guān)閉，相應(yīng)6寸晶圓產(chǎn)能減少約453kwpm(wpm:片每月waferspermonth)(換算為8寸)，而6寸線產(chǎn)能減少之后，原產(chǎn)線的產(chǎn)品(如分立器件、功率器件、MEMS、模擬芯片)將會(huì)切換至8寸晶圓產(chǎn)線。

根據(jù)SEMI和ICinsight的數(shù)據(jù)，2017年全球晶圓產(chǎn)能為17.9M/wpm(百萬(wàn)8寸片/月，下同)，其中8寸片產(chǎn)能約為5.2M/wpm，前十大8寸晶圓廠產(chǎn)能占8寸晶圓總產(chǎn)能的54%。

▌當(dāng)前狀況:多因素驅(qū)動(dòng)，8寸晶圓廠供需趨緊

供給端: 核心設(shè)備的緊缺是8寸晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張的瓶頸。

多數(shù)8寸晶圓廠建廠時(shí)間較早，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十年以上，8寸晶圓廠的部分設(shè)備太老舊或者難以修復(fù)，同時(shí)由于當(dāng)前12寸晶圓廠資本支出規(guī)模巨大，部分廠商停止了8寸晶圓的生產(chǎn)銷(xiāo)售。

8寸晶圓產(chǎn)線設(shè)備主要來(lái)自二手市場(chǎng)，多來(lái)自從8寸向12寸升級(jí)的內(nèi)存廠商，如三星和海力士，目前舊設(shè)備市場(chǎng)資源逐漸枯竭，因此2014年后8寸晶圓設(shè)備較為緊缺，其中蝕刻機(jī)、光刻機(jī)、測(cè)量設(shè)備最難獲得。

需求端: 新應(yīng)用訂單拉動(dòng)8寸晶圓廠需求

8寸晶圓產(chǎn)能的主要需求來(lái)自模擬芯片、分立器件、MEMS和部分邏輯芯片。

隨著大量12寸先進(jìn)晶圓產(chǎn)能的逐漸投產(chǎn)，部分微處理器、基帶、DRAM及NAND的生產(chǎn)從8寸晶圓產(chǎn)線切換到了12寸晶圓產(chǎn)線，2006年33%的8寸晶圓產(chǎn)能應(yīng)用于memory，而到2016年memory的產(chǎn)能需求占比3%，預(yù)計(jì)2018年將進(jìn)一步降低至2%。

當(dāng)前8寸晶圓產(chǎn)能中約47%為Foundary，其余產(chǎn)能的需求主要來(lái)自模擬芯片、分立器件、邏輯芯片和MEMS，其中模擬芯片、分立器件和邏輯芯片(主要為MCU、指紋識(shí)別芯片、CMOS等)、MEMS等的產(chǎn)能需求占比已提升至50%。

下游:

汽車(chē)電子及物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的芯片，包括先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)及感測(cè)器、車(chē)用電流控制IC、物聯(lián)網(wǎng)MCU等在8寸晶圓廠中大量投產(chǎn)，使得2016年下半年開(kāi)始8寸晶圓廠的投片量快速提升。

上游:

供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，目前應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域的半導(dǎo)體主要由恩智浦、英飛凌、瑞薩半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器和博世等廠商供應(yīng)，合計(jì)占比超過(guò)55%。

而值得注意的是，這幾家廠商供應(yīng)的半導(dǎo)體主要為non-memory，memory主要由鎂光、海力士、cypress等傳統(tǒng)存儲(chǔ)器巨頭供應(yīng)。

memory在汽車(chē)半導(dǎo)體中也有較高的占比，因此汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)主要集中于恩智浦、英飛凌、瑞薩半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器等傳統(tǒng)IDM廠。百度搜索“樂(lè)晴智庫(kù)”，獲得更多行業(yè)報(bào)告。

恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體等傳統(tǒng)專(zhuān)注于汽車(chē)電子的IDM廠主要為技術(shù)節(jié)點(diǎn)40nm以上的8寸和6寸晶圓產(chǎn)能，生產(chǎn)的模擬芯片、功率器件、傳感器更注重工藝技術(shù)的獨(dú)特性，無(wú)持續(xù)更新至先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的需求。

同時(shí)在2008年全球金融危機(jī)和12寸晶圓廠成為主流的背景下，各個(gè)IDM廠并未進(jìn)行8寸晶圓的擴(kuò)產(chǎn)，而隨著汽車(chē)半導(dǎo)體的需求逐漸旺盛，產(chǎn)能利用率進(jìn)一步提高之后IDM廠外包部分產(chǎn)品到8寸foudary廠，最終出現(xiàn)了全球8寸晶圓廠(IDM和foundary)產(chǎn)能利用率上升乃至產(chǎn)能供不應(yīng)求的結(jié)果。

供需共振，8寸晶圓廠產(chǎn)能趨緊供給方面，2007年以后全球8寸晶圓產(chǎn)能逐漸下降，在2011年以后保持穩(wěn)定水平并小幅上升，8寸晶圓產(chǎn)能的主力—IDM廠并未進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。

需求方面，1)部分6寸晶圓產(chǎn)線關(guān)閉后產(chǎn)品轉(zhuǎn)單，8寸晶圓產(chǎn)能需求增加，2)汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體的需求逐步增長(zhǎng)，應(yīng)用于汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域的半導(dǎo)體多為8寸廠產(chǎn)品，IDM產(chǎn)能不足之后轉(zhuǎn)單部分產(chǎn)品至foundary廠，整體產(chǎn)能利用率提升。

從2017年報(bào)披露數(shù)據(jù)來(lái)看，目前UMC8寸晶圓產(chǎn)能約占總產(chǎn)能的一半，2016年平均產(chǎn)能利用率為88.6%，而在2017年攀升至94.4%。

華虹半導(dǎo)體是全球具有領(lǐng)先地位的8寸純晶圓代工廠，雖然自2016年下半年公司持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能，但產(chǎn)能利用率仍持續(xù)保持高位，其他8寸晶圓廠產(chǎn)能利用率亦保持高位。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研信息，2018年年初華虹半導(dǎo)體、臺(tái)積電等8寸晶圓廠產(chǎn)能仍處于供不應(yīng)求狀態(tài)。

▌?wù)雇磥?lái):8寸晶圓產(chǎn)能緊張趨勢(shì)下對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的影響

8寸晶圓產(chǎn)能供需前景的判斷:產(chǎn)能吃緊或?qū)⒊掷m(xù)至2019年我們認(rèn)為，影響8寸晶圓產(chǎn)能供需關(guān)系的主要因素有:

1)8寸晶圓產(chǎn)能與需求;

2)6寸及以下晶圓產(chǎn)線和12寸晶圓產(chǎn)能供需變化對(duì)8寸晶圓產(chǎn)能供需的影響;3)8寸硅片的緊缺或許限制實(shí)際產(chǎn)能的完全釋放。

需求方面:

根據(jù)SUMCO在2018Q1業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上的指引，2018Q1全球8寸晶圓需求約為5.5M/wpe，我們認(rèn)為這是SUMCO通過(guò)下游晶圓廠所觀察到的需求，由于當(dāng)前8寸晶圓產(chǎn)能緊缺，下游最終端的需求并未完全反映在該數(shù)字中，實(shí)際全球?qū)?寸晶圓產(chǎn)能的需求高于5.5M/wpe。

供給方面:

根據(jù)SEMI的報(bào)告，2015~2020年全球?qū)⒂?7個(gè)新的8寸晶圓廠投入運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)到2020年全球8寸晶圓產(chǎn)能才能達(dá)到5.5M/wpe，而事實(shí)上晶圓廠產(chǎn)能并非能持續(xù)達(dá)到100%，如果考慮實(shí)際產(chǎn)能利用率，到2020年8寸晶圓產(chǎn)能的供給仍較為緊張。

而2016年以后6寸晶圓產(chǎn)能相對(duì)穩(wěn)定并呈小幅下降趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2019年產(chǎn)能小幅下降57kwpe，折算為8寸片為32kwpe，因此6寸晶圓產(chǎn)能的減小使得對(duì)8寸晶圓產(chǎn)能需求小幅度上升。

其中2015~2020年約一半的8寸晶圓產(chǎn)能增加來(lái)在中國(guó)大陸。

根據(jù)2017年7月SEMI公布的數(shù)據(jù)，當(dāng)前大陸已量產(chǎn)的8寸晶圓產(chǎn)能約為0.7M/wpe，預(yù)計(jì)到2021年底將達(dá)到0.9M/wpe。

2016~2021年中國(guó)大陸將增加8座晶圓廠，其中2座foundary、2座用來(lái)生產(chǎn)模擬芯片、2座用來(lái)生產(chǎn)MEMS、一座用來(lái)生產(chǎn)功率半導(dǎo)體、一座用來(lái)生產(chǎn)數(shù)字芯片。

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)兩級(jí)分化:需求為王

制造環(huán)節(jié)占芯片成本比重高，隨著晶圓代工廠產(chǎn)能緊缺，價(jià)格逐季上調(diào)，下游設(shè)計(jì)廠商成本承壓。

我們認(rèn)為受益于物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)用電子等需求興起，電源管理與MCU、MOSFET用量逐步攀升，下游設(shè)計(jì)業(yè)者大概率提升產(chǎn)品價(jià)格在緩解成本壓力的同時(shí)提高自身產(chǎn)品盈利水平。同時(shí)具備穩(wěn)定產(chǎn)能供給的設(shè)計(jì)廠商有望迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升好光景。

設(shè)備環(huán)節(jié):8寸成熟設(shè)備迎生機(jī)

一是海外半導(dǎo)體設(shè)備巨頭聚焦于12寸設(shè)備領(lǐng)域，部分廠商停止了8寸晶圓的生產(chǎn)銷(xiāo)售。然而目前仍有新增8寸晶圓廠投資計(jì)劃，相關(guān)設(shè)備需求旺盛。二是與12寸先進(jìn)制程晶圓制造設(shè)備相比，8寸設(shè)備技術(shù)較為成熟，工藝難度較低，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商已實(shí)現(xiàn)技術(shù)積累。

材料環(huán)節(jié):8寸硅片供需不平衡或加速硅片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程

8寸硅片供需不平衡或加速硅片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程:8寸硅片短缺、價(jià)格上漲的態(tài)勢(shì)將會(huì)延續(xù)，目前國(guó)內(nèi)的Gritek(有研新材)、JRH(金瑞泓)、AST(超硅)等紛紛積極擴(kuò)產(chǎn)，8寸硅片供需不平衡或加速硅片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。(廣發(fā)證券：許興軍，王璐 ）獲取本文完整報(bào)告請(qǐng)百度搜索“樂(lè)晴智庫(kù)”。