車規(guī)晶圓制造系列（一）：頭部玩家

近兩年，受疫情影響，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了“缺芯潮”，消費(fèi)電子領(lǐng)域和汽車電子領(lǐng)域都受到了不同程度的沖擊。根據(jù)AutoForecast  Solutions的統(tǒng)計，截至10月10日，全球汽車產(chǎn)量因車規(guī)芯片短缺而減少934.5萬輛。其中，豐田汽車在對外聲明中表示，由于車規(guī)級芯片斷供問題，9月環(huán)比下降16%，導(dǎo)致產(chǎn)能嚴(yán)重下降。與此同時，本田、雷諾、斯柯達(dá)、現(xiàn)代等汽車制造企業(yè)，在“缺芯潮”中，汽車產(chǎn)能受到影響。馬來西亞疫情反復(fù)，汽車規(guī)晶圓廠產(chǎn)能放緩，芯片交期一再推遲，產(chǎn)能恢復(fù)期仍不明朗，“缺芯潮”再次升級。

1000億元的車規(guī)芯片市場，如何布局車規(guī)晶圓生產(chǎn)的頭部玩家？

目前全球汽車廠商都面臨著同樣的問題，那就是芯片短缺，很多汽車公司都宣布了減產(chǎn)停工的計劃。汽車級芯片產(chǎn)能供應(yīng)長期沒有緩解。為了緩解“缺芯潮”，各大晶圓代工廠全力以赴增加產(chǎn)能，不斷建廠，盡可能滿足市場需求。

TSMC是晶圓制造領(lǐng)域的巨頭，被公認(rèn)為全球領(lǐng)先的晶圓代工廠。今年1月28日，TSMC宣布將重新分配汽車芯片產(chǎn)能供應(yīng)，緩解汽車芯片短缺，這是TSMC的當(dāng)務(wù)之急，并提供緊急臨時訂單插入服務(wù)，以縮短交貨日期。今年4月，經(jīng)TSMC董事會批準(zhǔn)，投資187億元擴(kuò)建南京晶圓代工廠。擴(kuò)建后的晶圓代工廠主要用于汽車儀表晶圓生產(chǎn)。晶圓制造工藝從16納米改為28納米，月產(chǎn)量也從2萬片增加到4萬片。工廠擴(kuò)建預(yù)計2022年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)，2023年達(dá)到每月4萬片晶圓的標(biāo)準(zhǔn)。10月14日，TSMC再次報道了新工廠建設(shè)的消息。TSMC計劃2022年在日本熊本縣建設(shè)22納米和28納米晶圓生產(chǎn)線，預(yù)計2024年開始量產(chǎn)。據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省稱，該生產(chǎn)線可用于生產(chǎn)汽車規(guī)格晶圓和家用電器晶圓。

臺積電第三季度收入和增長來源：Tsmc

從目前的芯片市場來看，汽車級芯片的市場份額只是一小部分，其中近90%的訂單大多交給TSMC、SMIC等頭部企業(yè)代工。TSMC擁有15%的車規(guī)級芯片市場份額，也占據(jù)了60%的車規(guī)級MCU市場。官網(wǎng)發(fā)布的財務(wù)報告顯示，第三季度營收148.8億美元，同比增長22.6%，環(huán)比增長12.0%。其中，凈利潤56.14億美元，同比增加9.36億美元。TSMC不斷提高汽車規(guī)格的晶圓產(chǎn)能，但Q3汽車業(yè)務(wù)占比僅為4%，同比增長5%。

三星采用IDM生產(chǎn)模式，集設(shè)計、制造和封裝測試于一體。同時，三星的晶圓代工業(yè)務(wù)位居全球第二，僅次于TSMC。目前，三星擁有七星FAB6晶圓廠，主要生產(chǎn)8英寸晶圓。星思、華誠S3、奧斯S2、華誠S4、華誠V1、平澤S5等晶圓廠主要生產(chǎn)12英寸晶圓。

為了緩解芯片短缺的問題，今年4月，三星幫助韓國Telechips半導(dǎo)體設(shè)計公司成功試制出32nm車規(guī)MCU，這是韓國自主研發(fā)的首款車規(guī)MCU產(chǎn)品。與此同時，在汽車業(yè)務(wù)訂單方面，有媒體報道稱，三星成功擊敗TSMC，再次獲得特斯拉繼HW  3.0處理器之后的HW  4.0訂單。據(jù)悉，特斯拉的HW  4.0處理器采用7nm工藝技術(shù)，將在三星的花城工業(yè)區(qū)生產(chǎn)線上生產(chǎn)。目前華城工業(yè)區(qū)只有V1和S3生產(chǎn)線，都支持7nm晶圓生產(chǎn)。其中，三星華誠V1生產(chǎn)線是專門為7納米及以下工藝設(shè)計的。該生產(chǎn)線采用EUV技術(shù)，致力于為設(shè)計師提供更精細(xì)的產(chǎn)品，提高芯片良率。截至2020年底，三星在年底，共投資60億美元建設(shè)該工廠，產(chǎn)能較2019年增長近兩倍。這條生產(chǎn)線的主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)5G、AI、汽車等晶圓。

UMC是一家放棄先進(jìn)工藝技術(shù)開發(fā)，專注于汽車儀表晶圓生產(chǎn)的企業(yè)。2019年，UMC斥資544億日元收購米氏富士通半導(dǎo)體有限公司，成為全資子公司。數(shù)據(jù)顯示，米氏富士通半導(dǎo)體有限公司主要從事汽車、物聯(lián)網(wǎng)等晶圓生產(chǎn)，成熟的生產(chǎn)工藝為40納米和65納米，12英寸晶圓月生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3.6萬片。

今年4月，UMC宣布將投資15億美元擴(kuò)建柯南P5工廠，擴(kuò)大晶圓產(chǎn)能，其中85%將用于建設(shè)12英寸晶圓廠，15%用于建設(shè)8英寸晶圓廠。在工廠擴(kuò)建的同時，UMC計劃將P5生產(chǎn)線的產(chǎn)能從9.4萬條提高到10萬條，之后年底，和P6生產(chǎn)線計劃在2023年第二季度實現(xiàn)月產(chǎn)量從2.75萬條提高到3.25萬條的目標(biāo)。芯片短缺也為UMC增加了大量收入。根據(jù)UMC的財務(wù)報告，第三季度的收入為20.08億美元，同比增長24.6%。凈利潤3.24億美元，同比增長92.6%。

博世是全球汽車儀表芯片的主要供應(yīng)商和代工企業(yè)?，F(xiàn)在汽車儀表芯片的短缺還在繼續(xù)，博世也在不斷擴(kuò)大汽車儀表芯片的產(chǎn)能，以滿足市場的大部分需求。此前，博世在萊斯頓投資10億歐元建設(shè)12英寸晶圓廠，該廠已于今年6月完工。該晶圓廠的業(yè)務(wù)主要是汽車領(lǐng)域的晶圓生產(chǎn)，生產(chǎn)線于7月份開始運(yùn)營。一批的產(chǎn)品是電動工具芯片，汽車儀表芯片于9月份開始上線。博世的具體產(chǎn)能尚未公布。

11月1日，博世官網(wǎng)再次公布了擴(kuò)張計劃。它計劃在2020年投資4億歐元，擴(kuò)建萊斯頓、羅伊特林根和檳城的半導(dǎo)體測試中心，以提高芯片生產(chǎn)率。盡管博世不斷擴(kuò)大晶圓廠以提高產(chǎn)品產(chǎn)能，但博世生產(chǎn)的產(chǎn)品并不是市場上最稀缺的，這可能對緩解汽車軌距芯片的緊張關(guān)系影響不大。

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車規(guī)芯片依然短缺，現(xiàn)有的車規(guī)晶圓生產(chǎn)線無法滿足市場需求。正如比亞迪半導(dǎo)體董事長陳剛所說，汽車半導(dǎo)體占整個行業(yè)的比重是20%，但晶圓制造能力只有4%，產(chǎn)能分布明顯不平衡。為了應(yīng)對車規(guī)級芯片的短缺，晶圓廠一直在擴(kuò)大生產(chǎn)線以提高產(chǎn)能，但大規(guī)模生產(chǎn)需要一段時間才能落地。最近，車規(guī)芯片的短缺并沒有得到緩解。