300mm市場軟化，200mm仍然強勁。
經過一段時間的創紀錄增長後，硅芯片晶片行業在2019年開始緩慢起步並面臨前景不一。
硅晶圓
通常，200mm硅晶片供應仍然緊張。但對300毫米硅晶圓的需求正在某些部分降溫，導致供應在經過一段時間的短缺後趨於平衡。不過，平均而言，儘管經濟放緩，硅芯片的價格仍繼續上漲。
這會影響整個半導體行業，因為硅晶圓是芯片業務的基本組成部分。每個芯片製造商都需要以一種或者另一種尺寸來購買它們。硅晶圓供應商向芯片製造商生產和銷售裸晶圓或原始硅晶圓，芯片製造商又將晶圓加工成芯片。
多個個行業的需求推動芯片行業不斷髮展
但2019年與過去幾年不同。從2016年到2018年，硅片製造商的需求旺盛，導致供應緊張和晶圓的價格居高不下。然而，在2019年，IC市場正在放緩，這將影響硅晶片行業的各個方面。其中包括：
經過一段時間的增長後，300毫米晶圓的市場需求持平。
300mm晶圓供應正在鬆動，而200mm晶圓的供應緊張。
據硅晶圓供應商Sumco稱，全球300毫米晶圓的產能利用率將在2019年徘徊在95％左右，而2018年為100％。
“消費率將會上升。麥格理證券（Macquarie Securities）分析師達米安•龐（Damian Thong）表示，新的產能正在進入，向更高級節點的轉變將推動epi（外延）晶圓的需求”。 “今年300毫米晶圓市場可能會持平。第一季度某些市場的開局較弱。一些內存和存儲的資本支出擴張也有所放緩。“
中國IC產量預測顯示2018 - 20123年複合年增長率為15％
這對芯片製造商來說是個好消息。一段時間以來，購買晶圓的IC供應商被分配用於300mm晶圓。 “我們正朝著我認為不會有任何人分配的地方邁進，”Thong說。 “這是因為晶圓製造商仍在增加產能，而需求已經在下降。”
他表示，在不利方面，整體混合晶圓價格仍在上漲。目前還不清楚這種局面會持續多久。但在某些時候，IC市場將反彈，導致對晶圓的需求再次飆升。
在短期內，有足夠的晶圓產能來滿足需求。供應商正在加大新產能，而中國供應商也在加緊增長。即便如此，2020年之後可能還是沒有足夠的產能來滿足需求。“很明顯，我們將在兩年內恢復晶圓短缺的狀況，”Thong補充道。
硅晶圓行業的佈局
SEMI的數據顯示，2018年硅晶圓的面積出貨量達到創紀錄的12，732百萬平方英寸（million square inches，MSI），既127.732億平方英寸，比2017年增長8％。根據SEMI的數據，2018年硅晶圓收入為113.8億美元，比2017年增長31％。根據IHS Markit的數據，2019年硅晶圓面積的需求總量將增長3.6％。
年度硅晶圓行業的發展趨勢，資料來源：SEMI
與此同時，多年來，硅晶圓業務已從20世紀90年代的20多家供應商整合到今天的少數幾家大型供應商。前五大生產商控制著90％的市場份額。根據Siltronics的數據，Shin-Etsu Handotai（SEH）佔據30％的市場份額，其次是Sumco（27％）。 Siltronics和GlobalWafers正在爭奪第三名，SK Siltron排名第四。
由於幾個原因，行業席捲了整個行業。它需要大量資金才能在業務中競爭，而且多年來，規模較小的公司被較大的供應商所吞噬。
中國廠商的進入導致太陽能芯片價格大幅降低
它還需要技術訣竅。在硅晶片生產工藝流程中，整個工藝從多晶硅開始。多晶硅在大坩堝中熔化。將硅晶种放低到坩堝中。得到的主體稱為鑄錠，將其拉伸並切成各種尺寸的原始或裸硅晶片。尺寸包括300毫米，200毫米以及更小尺寸。
供應商根據應用需要製作不同類型的晶圓。主要的晶圓產品類型包括外延，拋光，SOI和測試。
用於邏輯器件的外延晶片由在襯底上生長的單晶硅層組成。而拋光的晶片用於製造存儲旗艦。這些需要具有平坦和清潔表面的超純襯底基材。
絕緣體上硅（SOI，Silicon-on-insulator）晶片在襯底中包含薄絕緣層。測試晶圓也是一個相當大的市場。為此，芯片製造商通過工廠中的設備運行測試晶圓，以確定工具或工藝的清潔度。
邏輯IC工藝技術的進步
與此同時，硅晶圓行業正在發生變化。多年來，芯片製造商一直希望晶圓供應商擴大產能以滿足需求。因此，晶圓製造商建造工廠並在價格上進行競爭，導致產能過剩，價格低廉和造成損失。
該行業十年前觸底。 “在2009年，我們經歷了一個拐點，”Linx Consulting的執行合夥人Mark Thirsk說。 “單位成交量繼續增長，但平均每平方英寸晶圓的價格下降。產能過剩。“
那時晶圓行業嘗試建立很少或沒有過剩的產能。 Thirsk說：“它已經到了沒有什麼能激勵硅片人重新投資晶圓業的地步。”
這些表格在2016年開始轉向，當時IC行業進入繁榮週期，導致對晶圓的需求激增。但是整個行業產能不足，導致200mm和300mm晶圓供應緊張。
芯片加工工藝
短缺延長至2017年，晶圓價格上漲。毋庸置疑，芯片製造商希望通過更多的硅晶圓片產能來獲得更好的定價。
通常，晶圓製造商有產能餘量。一些產能是沒有設備的工廠形式，這被稱為棕色地帶設施。這與綠地設施不同，後者是一個全新的工廠。
但是，為了避免過去的錯誤，硅晶圓製造商採取了不同的策略 - 如果芯片製造商願意為此付出代價，他們才會擴大產能。因此，在2017年，一些芯片製造商與晶圓供應商簽訂了合同。作為回報，晶圓製造商擴大了產能。合同價格相對較高，但芯片製造商願意為獲得供應支付溢價。
“過去半導體行業一直使用長期合約制，”市場研究公司Sage Concepts總裁Richard Winegarner表示。它們歷史上僅作為晶圓行業的安全地毯。如果半導體行業向南走，那麼半導體晶圓廠就會延長晶圓交付時間或取消晶圓訂單。事實是晶圓製造商幾乎沒有槓桿作用。他們無法起訴他們的客戶，甚至不能在將來拒絕向他們出售晶圓，因為芯片廠家擁有所有的談判能力。“
與此同時，2018年，晶圓市場開始走強。到2018年中期，內存業務惡化，導致某些地區的晶圓需求疲軟。
總體而言，2018年是硅晶圓片製造商的標誌性年份。 “連續第五年，年度半導體硅晶圓產量出貨量達到創紀錄水平，”SEH America產品開發和應用工程總監Neil Weaver表示。 Weaver還是SEMI硅製造集團的主席，該集團是SEMI電子材料集團的一個小組委員會。
晶圓減速？
根據世界半導體貿易統計（WSTS）的數據，2019年IC市場預計將會只增長2.6％，理由是內存放緩。根據WSTS的統計數據，相比之下，2018年的增長率為15.9％。
集成電路的需求放緩將影響硅晶片行業2019年的三個關鍵領域 - 供需/定價和產能。
芯片的整體需求放緩，預計2019年上半年的前景相對疲軟。下半年前景黯淡。這取決於IC增長和地緣政治因素。
半導體研發支出將在放緩後加速
供需狀態還取決於技術和晶圓尺寸。例如，對200mm晶圓廠產能的需求強勁。 “對於8英寸，我們對長期前景持樂觀態度。 UMC的聯合首席執行官Jason Wang在最近的一次電話會議上表示，仍有許多應用能夠推動8英寸晶圓的需求，例如電源IC，MCU，汽車和物聯網。
因此，200mm晶圓需求依然強勁。另一個因素是晶圓供應商正在增加很少或沒有新的200毫米晶圓產能，從而保持供應緊張。 “200毫米的需求將持續走強，”SEMI行業研究與統計總監Clark Tseng說。 “線上的新產能為300毫米晶圓的產能。除中國外，我們看不到太多新的200mm晶圓的產能。“
中國擁有幾家200mm和300mm硅晶圓製造商。然而，仍然是中國是否會成為晶圓市場的一個有影響力的因素。預計中國供應商將在2020年大幅增加。“中國已將每月生產35萬300毫米晶圓的產能定為目標。在近700萬的行業產能中，大約有350,000（35萬）只來自中國並不令人生畏（只佔5％）。然而，如果它們成功，半導體行業需要從光伏產業中吸取教訓。在不到十年的時間裡，中國太陽能硅片製造商已將Czochralski種植的太陽能硅片的售價從8美元降至0.47美元。這種降價將推動目前大部分太陽能半導體晶圓供應商退出了該業務，“Sage's Winegarner表示。
300毫米晶圓市場是另一回事。 Sumco的官員表示，“截至2018年第四季度，300毫米晶圓的全球產能約為630萬片。”
與此同時，在2019年，300毫米晶圓的需求預計將持平，儘管有些地區比其他地區更強勁。 “由於半導體設備終端需求多元化，晶圓行業的長期前景是需求強勁，”KLA Surfscan-ADE部副總裁兼總經理Jijen Vazhaeparambil表示。 “眾所周知，由於移動和數據中心市場的疲軟，內存容量投資有所減少。其中一些將被先進的代工廠和邏輯的增長所抵消。“
在設備方面，KLA看到用於代工/邏輯中使用的外延晶片的上升，因此需要用於工藝控制的工具。 “我們看到對先進的無圖案晶圓檢測和計量系統的強烈需求，因為對10nm以下項目對襯底基板的要求更嚴格，”Vazhaeparambil說。
然而，在經濟放緩的情況下，晶圓製造商對增加新的產能和設備感到不安。 “我希望強勁的需求和供應緊張將持續下去，”Linton Crystal Technologies業務發展總監Ronald Kramer表示。 “對於前端設備，客戶要謹慎，並且在大多數情況下，推遲新設備的安裝。我們給出的原因是關稅，英國脫歐以及世界不包括美國的其他經濟體的增長預期並不樂觀“
與此同時，價格是另一個問題 - 它們繼續上漲。根據麥格理證券（Macquarie Securities）的數據，從2016年到2018年，硅片的價格上漲了40％。
如上所述，許多芯片製造商與晶圓供應商簽訂了長期固定合同以保證供應。其他人被迫在現貨市場上採購晶圓。
通常，芯片製造商在價格較低時簽訂合同。 “隨著舊合同到期，他們以更高的價格簽訂新合同。因此，混合價格可能會在今年和明年繼續上漲，“麥格理的丁字褲說。
根據Linx的數據，平均而言，2018年初硅片價格從每平方英寸0.80美元上漲到0.90美元，到去年年底約為1.00美元。 “對於2019年，硅晶圓供應商希望每平方英寸再增加20美分。如果他們被要求為新產能提供晶圓，他們只會要求更高的價格。而用戶正在推動降價，“Linx的Thirsk說。
目前尚不清楚下一輪談判將如何結束。另一個未知數是長期產能狀況。據麥格理稱，一般來說，硅晶圓製造商正在以每年約5％的速度擴大300毫米的產能。
根據一些估計，目前全球300毫米晶圓的容量為11,600至11,900 MSI。然後，根據Linx Consulting的數據，棕地容量相當於大約700至1,000 kwpm，或950至1,350 MSI。
當市場回暖時，現有的工廠加上棕地容量可以滿足需求，至少在短期內如此。但根據目前的估計，到2022年沒有足夠的晶圓產能來滿足市場需求。
這意味著該行業需要新的或新建的工廠。 “我們應該在今年會發現硅片製造商關於綠地產能擴張的一些聲明，”Thirsk說。
據Sage Concepts稱，2019年，世創電子，Sumco和其他公司將增加新的300毫米產能。然後，根據Sage的說法，到2020年，中國的供應商將擴大規模。
300mm供需預測（來源：Sage Concepts）
不過，除非芯片製造商為此付費並簽訂合同，否則晶圓製造商不會增加產能。芯片製造商會要求良好的條款，但晶圓製造商可能會猶豫不決，讓芯片製造商別無選擇，只能簽署預付款協議。否則，他們會發現自己在爭搶晶圓。更糟糕的是，他們將錯過下一個增長的繁榮週期。
（完）
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