注:該報告發(fā)布于今年一月中,尚沒有考慮俄烏危機的影響。
情況未見好轉(zhuǎn)
根據(jù)麥肯錫半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究部門所作的調(diào)研,所有細分芯片產(chǎn)品的交期繼續(xù)增加,目前交期最長的是各類控制器IC,如電源芯片等,其次為分立器件,包括MOSFET和IGBT。
以2021年11月的數(shù)據(jù)為例,兩者的交期分別達到30周和26.7周,超過半導(dǎo)體產(chǎn)品的平均交期20.5周。控制器IC和分立器件交期增加的加速度也高于其他細分芯片產(chǎn)品和行業(yè)平均。
邏輯芯片包括各位微處理器和FPGA產(chǎn)品等雖然交期只有16.3周,排名倒數(shù)第二。但是在邏輯芯片這個大類下,各子類芯片的交期分布較大,意味著有的邏輯類芯片產(chǎn)品交期遠遠超過其他子類。
交期變化曲線上尚未看到增速緩和或見頂?shù)嫩E象,芯片供應(yīng)形勢并沒有得到根本好轉(zhuǎn)。結(jié)合幾家頭部半導(dǎo)體廠商最新的季度財報,英飛凌和安森美等已反饋2022年產(chǎn)能均已全部定出。今年這些芯片原廠在運營方面的優(yōu)化和調(diào)整對其整個產(chǎn)品的供應(yīng)情況來說只能是杯水車薪。
不足的供應(yīng)和超過預(yù)期的需求
根據(jù)歷史數(shù)據(jù),半導(dǎo)體需求量在2014到2019年間平均每年增加3%。在經(jīng)歷了2018年至2019年初的行業(yè)低潮后,2019年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始復(fù)蘇。按照疫情前的預(yù)測, 2020年至2022年的年增長率應(yīng)該在7%左右。
但是因為疫情帶來需求的先抑后揚,使得供應(yīng)鏈上各個環(huán)節(jié)和客戶均增加備貨,以及牛鞭效應(yīng)帶來的重復(fù)下單,使得2022年的半導(dǎo)體需求預(yù)期增加25%。這意味著按照歷史數(shù)據(jù)預(yù)測的2022年的半導(dǎo)體總需求量,從等同于0.86億片12寸晶圓,增加到1.08億-1.24億片。
雖然今年半導(dǎo)體行業(yè)的IDM和晶圓代工廠努力擴充產(chǎn)能,采取了包括開設(shè)新廠,擴充現(xiàn)有晶圓產(chǎn)線,和提高生產(chǎn)率等措施,但是2022年能夠增加的供給仍然十分有限——晶圓總產(chǎn)能也只等同于0.978億片12寸晶圓,不能滿足因為庫存增加和重復(fù)下單帶來的需求增長。
同時,考慮到不同的芯片采用的技術(shù)和工藝有差別,晶圓廠在切換生產(chǎn)不同的產(chǎn)品的過程中,會損失一些生產(chǎn)時間和部分產(chǎn)能,實際可用的總產(chǎn)能還要下調(diào)10%。這意味著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在2022年可用的實際產(chǎn)能為0.89億片,仍然供小于求。
結(jié)構(gòu)性失衡和中長期前景
從具體的制程節(jié)點來看,2022年22-65納米先進制程及部分成熟制程仍然有結(jié)構(gòu)性的供需失衡。此段節(jié)點的供應(yīng)可能只相當(dāng)于0.18億片12寸晶圓,而需求則可能達到0.28億片,差距超過50%。這意味著傳統(tǒng)燃油汽車、電動汽車、電機驅(qū)動與工業(yè)控制等應(yīng)用所需的控制器芯片仍有短缺,這涉及到一些業(yè)內(nèi)廣泛使用芯片產(chǎn)品類型,例如微處理器芯片,電源管理芯片和功率器件的驅(qū)動芯片等。
如此大的缺口可能在2023年也不能完全解決。但是反過來說,這段節(jié)點中短期內(nèi)的競爭相對沒有那么激烈,在加上相對尖端制程的成本優(yōu)勢,22-65納米將成為晶圓廠的 “藍海“。例如,臺積電就表示28納米制程將是2022年晶圓代工的甜蜜節(jié)點(sweet spot),而這個制程節(jié)點上只有臺積電、臺聯(lián)電、格羅方德、中芯和華虹宏力這五家可以大規(guī)模提供代工服務(wù)。
而90納米以上的傳統(tǒng)制程總體上在2022年將供需平衡(0.60億片的供應(yīng)對比0.62億片的需求),但是沒有緩沖空間應(yīng)對黑天鵝事件。這對目前短缺的MOSFET等分立功率器件的供應(yīng)是一個好消息。但是,在其中的某些細分產(chǎn)品領(lǐng)域,可能仍有局部短缺的潛在風(fēng)險,需要密切關(guān)注。
如果把目光放到2021年至2025年的長期供需變化情況,22-65納米之間的制程節(jié)點雖然在中短期內(nèi)供應(yīng)不足以滿足需求,但是作為包含甜蜜節(jié)點的制程段,預(yù)計會得到大量投入,使得供應(yīng)的增加速度超過需求的增加速度(5% vs. 2%)。
不過因為總量的差別,供應(yīng)需要一段時間才能趕上。按照麥肯錫給出的數(shù)據(jù)(2021總量18 vs 28 mwpy, 增加速度5% vs. 2%),以及考慮到庫存增長和重復(fù)下單帶來的額外需求總會消失,預(yù)測2024-2025年達到供需平衡。
而90納米以上的傳統(tǒng)制程,在2021-2025年供應(yīng)和需求的增長速度預(yù)計都在3%左右,也就是說傳統(tǒng)制程將維持脆弱的平衡。14納米以下的尖端制程則因為只有臺積電、三星和英特爾寥寥幾家代工廠或者IDM可以生產(chǎn),此段節(jié)點的供給增長速度將低于需求的增加速度。
值得商榷的是,麥肯錫判斷16nm將會是未來五年的甜蜜節(jié)點,主要理由為16nm下單位晶體管的生產(chǎn)成本最低。而其他業(yè)內(nèi)人士則認(rèn)為28nm技術(shù)節(jié)點作為采用平面型(Planer)晶體管的最后一代節(jié)點,提供的性價比更高。這將決定二線晶圓廠的資本投資方向,對涉及節(jié)點代工產(chǎn)能的增加速度產(chǎn)生此消彼長的影響。
半導(dǎo)體的各類細分產(chǎn)品在去年底還呈現(xiàn)交期增加的情況。由于供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)庫存增加和重復(fù)下單,預(yù)計2022年半導(dǎo)體產(chǎn)能仍然不能滿足需求,尤其是22-65納米制程段。而90納米以上則達到脆弱平衡,部分傳統(tǒng)制程產(chǎn)品還會有所短缺。
2023年短缺會因為產(chǎn)能增長的速度較快而得到緩解,最終預(yù)計在2024年達到某種總體平衡但局部失衡的狀態(tài)。麥肯錫的這份產(chǎn)業(yè)分析報告沒有考慮到俄烏危機的影響,也在關(guān)于甜蜜節(jié)點的判斷上沒有得到業(yè)內(nèi)人士的一致認(rèn)同,讀者和行業(yè)從業(yè)者們需要仔細觀察。