预测一: 成熟工艺将成为国内晶圆厂扩产主力军
TrendForce集邦咨询显示,2021年晶圆代工厂中,成熟制程仍占据76%的市场份额。2022年全球晶圆代工厂年增产能约14%, 其中十二英寸新增产能当中约有65%为成熟制程(28nm及以上)。以全球视角来看,成熟工艺仍是主流:
1、全球视角:世界三大晶圆代工巨头(台积电、联电、格芯),成熟工艺约占总产能的74%。
① 台积电:成熟工艺约占产能的64%,占销售额的34%。预计台积电产能为120万片/月(12英寸),16nm/7nm/5nm的 产能约为13.7/17.8/12.0万片,先进制程产能约为43.5万片/月,占比36%。到2025年其成熟和专业节点的产能将扩大50%。
2、目前国内晶圆厂扩产聚焦在成熟工艺,需求大、供给足、成本性价比高。
① 需求:成熟制程能覆盖除智能手机以外的绝大多数应用场景,更是电动汽车、智能家电的芯片主力军。 ② 供给:在光刻机方面,美国芯片法案对中国芯片制造的重点在刚需高端EUV光刻机的先进制程,即14nm及以下的fab、 18nm的DRAM、128层的NAND。而目前成熟制程应用的DUV光刻机由日本、欧洲掌握,美国的影响力有限。 其他设备方面,北方华创、中微、盛美、拓荆、华海清科、芯源微、万业、精测等国内半导体设备厂商的产品满足成熟工艺 的标准,产品管线覆盖除光刻机外的所有领域,产品性能得到持续验证,半导体设备国产化率不断提升。 ③ 成本/工艺:随着先进制程不断演进,制造工艺的研发和生产成本逐代上涨,高涨的技术难度和成本高筑进入壁垒。
预测二: 全球半导体产业政策进入密集区
中国在全球半导体产业中仍为“追赶者”姿态,根据SIA,2021年半导体行业格局(按产值)为美国(46%)、韩国(21%)、 日本(9%)、欧洲(9%)、中国台湾(8%)、中国大陆(7%)。随着半导体行业走向成熟以及竞争环节产生剧变,全球半导 体产业政策也进入密集区,政策主要围绕“强化自身供应链”和“加强研发力度”两条主线:
1、美国(“芯片法案”,2022年8月):维持技术优势,吸引全球芯片制造龙头在美建厂
具体政策:未来五年向半导体行业提供约527亿美元的资金支持,并为企业提供价值240亿美元的投资税抵免;提供约2000亿 美元的科研经费支持。此外,美国加入“中国护栏”条款,禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片。
2、欧洲(“芯片法案”,2022年2月):加紧先进技术突破,抢占全球市场份额。
具体政策:向半导体行业投入超过430亿欧元公共和私有资金。其中,110亿欧元将用于加强现有研究、开发和创新。从长期 目标来看,在2030年将欧洲半导体市场份额从2021年的9%提升至20%。
3、日本(“半导体援助法”,2022年3月):财政预算加码,设备补助提升。
具体政策:只要申请企业提出的生产计划符合“持续生产10年以上”、“供需紧绷时能增产应对”等条件,最高将可获得设 备费用“半额”的补助金。此外,日本2021财年预算修正案显示,约在半导体行业投入7740亿日元(约合人民币423亿元)。
预测三: Chiplet将成为跨越制程鸿沟的主线技术
Chiplet将满足特定功能的裸芯片通过Die-to-Die内部互联技术,实现多个模块芯片与底层基础芯片的系统封装,实现一种新形 势的IP复用。Chiplet不仅是延续后摩尔时代的关键,也是国内布局先进制程的解决方案之一,将成为未来行业发展的主线。
按性能分,芯片分为三种:
预测四:FD-SOI将为国内开启先进制程大门提供可能
随着5G通信、智能驾驶、人工智能等潮流兴起,SOI技术凭借高性能、低功效的优势,带动SOI硅片需求量大幅增加。基于SOI 材料的FD-SOI是先进工艺(28nm以下)两大技术路线之一,也是国内突破先进工艺的方案之一。
预测五:RISC-V将引领国产CPU IP突破指令集封锁
RISC-V开放的定位是国产芯片实现全产业链自主可控的必要基础,条件约束和技术优势两方面因素决定了RISC-V与中国半导 体产业双向选择。从技术架构、软硬件生态到量产应用,我国RISC-V产业正加速迈向成熟。随着2023年正式步入高性能计算场 景,基于RISC-V开发的CPU IP将成为2023年国产IP主线。
预测六: 反全球化持续,中国半导体内循环开启
2022年美国通过《美国芯片与科学法案》,其中针对半导体行业,计划五年内投入527亿美元的政府补贴。此外,加入“中国护 栏”条款,禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片。这标志着半导体行业将由全球化大分工,转向反全球化:
电车智能化进程可分为智能座舱和智能驾驶两条线。
预测九:芯片去库存继续推进,周期拐点已至
在我们的半导体研究框架中,短期看库存周期,中期看创新周期,长期看国产替代。
通过梳理国内半导体行业国产替代的发展脉络,可以分为五个阶段,2023年国产化将从4.0向5.0推进。