成熟製程工藝Top榜單：中芯國際與台積電之間只差一個UMC 原創_風聞

來源：內容來自半導體行業觀察（ID：icbank）原創，作者：暢秋，謝謝！

本週，Counterpoint Research給出了按成熟製程（節點≥40nm）產能排序的全球晶圓代工廠商Top榜單，如下圖所示。

可以看出，排名前四的廠商分別為：台積電（市佔率28％），聯電（13％），中芯國際（11％），三星（10%）。

成熟製程在2020年非常火爆，產能嚴重短缺，這給各大晶圓代工廠帶來了巨大的商機。而從2021年的產業發展形勢來看，這種短缺狀況在近期內還難以緩解。對此，Counterpoint Research認為，2021年，排名靠前的代工廠的成熟製程僅會分配給特定應用。舉例來説，即便8英寸晶圓需求強勁，聯電（UMC）宣佈，2021年8英寸晶圓產能僅擴充1%-3%。佔全球成熟製程產能約10%的中芯國際由於受到美國禁令制約，在產能擴充上也充滿不確定性。整體而言，這波產能短缺屬於結構性問題，要等到2022年所有供應鏈都重建好庫存後才能緩解。

製程工藝不是越先進越好

目前來看，半導體制程工藝發展呈現出兩大趨勢：，一是繼續追求先進製程，典型代表是台積電、三星、英特爾、中芯國際；二是聚焦特色工藝，滿足多樣化需求，代表廠商有聯電、格芯、世界先進、華虹宏力等。

而與成熟製程相比，先進製程有短板。一是上游IC設計費用越來越高，先進製程可以為芯片提供良好的功耗比，但是其代際設計費用增速越來越高，例如，設計7nm芯片的成本超過 3億美元，華為麒麟980芯片就是用台積電7nm工藝製造的，麒麟980是由超過1000名工程師組成的團隊歷時3年時間、經歷超過5000次的工程驗證才成功應用的。

據IBS的測算，如果基於3nm開發英偉達GPU，成本將高達15億美元。從芯片設計經濟效益方面來看，7nm是長期存在的節點，5nm/3nm的PPA和成本難以達到平衡點，除非有超量的出貨來均攤成本。

成熟製程的優勢

成熟製程主要用來製造中小容量的存儲芯片、模擬芯片、MCU、電源管理( PMIC)、模數混合、傳感器、射頻芯片等。在應用層面，雲計算、5G射頻器件需求的快速增長為成熟製程提供了強勁動力。

晶圓代工業正在向更加細分方向發展，不同於台積電和三星追逐先進製程，UMC、格芯、 TowerJazz、世界先進、華虹宏力等更多關注於各自擅長的特色工藝，通過在已有成熟工藝方面的投入，提升產品性價比及競爭力。

從需求側來看，特色工藝的市場應用前景廣闊，具備吸納更多企業在各自特色領域內做精做強的基礎。目前來看，MCU、模擬電路和分立器件這三大類芯片佔整體市場的份額接近 50%，且其發展更加穩健，為特色工藝應用提供了基礎。更加值得關注的是，與先進工藝相比，特色工藝在晶圓代工業務模式上滲透率相對較低，傳統邏輯器件方面，除了英特爾外，主要廠商基本採用“設計-代工-封測”的分工合作模式，而在模擬器件、MCU、分立器件領域，仍然以IDM自家生產為主。這使得成熟製程工藝代工業務的拓展有了更大的空間。

另外，特色工藝的供應商在盈利能力方面的波動性相對較小，一方面，需求端的穩定性使廠商在經營管理方面的可預期性更強，另一方面，由於製程的成熟度相對較高，在設備支出和研發投入規模方面，特色工藝廠商相對較小，使其在成本控制方面具備優勢。

成熟製程工藝有哪些呢？具體來看，主要包括以下幾種。

**驅動IC：**隨着OLED面板滲透率上升，OLED廠商市佔率提高，而傳統OLED DDIC以80nm及以上製程為主，其訂單量上升提高了更高製程節點的產能。

**電源管理芯片：**受益於5G推進，手機搭載的數量大幅增長，且快充芯片的使用量也逐步提升。此外，TWS耳機等新品的推出也拉動了電源管理芯片和NOR Flash需求。傳統PMIC製程節點為0.18μm /0.11μm，市場需求上漲為該成熟製程和相應的特色工藝需求提供了動力。

**傳感器：**手機攝像頭數量不斷提升，其中配套的低像素CIS帶動0.18μm等製程節點需求提升，普通高像素CIS也只需55nm製程節點，進一步拉動了成熟製程代工需求。指紋識別方面，手機領域的屏下光學、電容側邊、超聲波等逐步滲透到智能家居、金融、汽車等領域，該類產品多采用0.11μm/0.18μm製程，相應的成熟製程和特色工藝平台越來越受歡迎。

代表企業

在市場需求的帶動下，掌握成熟製程的晶圓代工廠能依靠產能的調整和擴張提升市佔率，特別是在以中國為代表的東亞地區，需求增長最快。中芯國際、聯電、世界先進、TowerJazz等以成熟製程代工為主的廠商，基本以分立器件、驅動IC、PMIC和eNVM等為主。此外，雖然台積電和三星以先進製程為主，但由於這兩家的體量很大，且同時兼顧成熟製程，使得它們在成熟製程市場的佔比同樣佔據優勢地位，特別是台積電，無論是全球晶圓代工總體排名，還是成熟製程榜單，該公司都處於龍頭地位。

中芯國際方面，成熟製程是該公司的主要收入來源。以2020上半年為例，0.15μm /0.18μm、 55nm/65nm和40nm/45nm分別貢獻了其營收的33.4%、32.6%和14.9%。

中芯國際開發了多種特色工藝平台，如電源/模擬、高壓驅動、eNVM、混合信號/射頻、圖像傳感器等。其中，電源/模擬技術基於現有的低功耗邏輯工藝平台，可提供模塊架構，可提供中壓和高壓器件，高壓驅動技術平台涵蓋 0.15μm、55nm、40nm等；eNVM技術平台涵蓋0.35μm至40nm技術節點，具有低功耗、耐久性突出的特點。

台積電方面，從該公司2020年第4季度財報可以看出，40nm/45nm營收佔總營收的8%，65nm佔5%，90nm佔2%，0.11μm/0.13μm佔3%，0.15μm/0.18μm佔7%，0.25μm及以上佔1%。這樣，台積電在該季度成熟製程的合併營收佔總營收的26%，還是很可觀的數字。

從歷史發展來看，台積電於2004年開始從以0.11μm+製程為主的低端晶圓製造過渡到以40nm-90nm的更先進製程工藝為主的晶圓製造，並於2011年底開始從以中低端為主的晶圓製造過渡到以28nm及更先進製程工藝為主的晶圓製造。

三星方面，目前有四條產線，包括三條12英寸和一條8英寸的，12英寸晶圓代工線分佈在韓國和美國，主要針對相對高端的製程工藝，包括65nm、45nm、32/28nm HKMG、14nm FinFET工藝。8英寸晶圓代工線於2016年開放，涵蓋180nm到65nm節點，主要用於eFlash、功率器件、CIS，以及高壓制程等。

聯電方面，由於驅動IC、PMIC、RF、IoT應用等代工訂單持續湧入，聯電8英寸晶圓產能滿載。不僅如此，據悉，其2021上半年的產能也已經全面滿載。

聯電是業內首家對外宣佈放棄10nm及更先進製程工藝的晶圓代工廠。2017年7月，該公司啓用了雙CEO制度，那之後的一年內，他們就對市場做了縝密的調研，並在一年後，也就是2018年7月，對外宣佈聚焦在成熟製程，而不再對10nm及更先進製程進行研發投入。

具體來看，無論是8英寸，還是12英寸晶圓廠，聯電都聚焦在了各種新的特殊製程工藝上，尤其是針對物聯網、5G和汽車電子這些在未來具有巨大市場和發展前景的應用領域，如聯電的汽車電子業務，過去幾年的年增長率都超過了30%。包括RF、MEMS、LCD驅動芯片、OLED驅動芯片等領域，聯電都有目標性的強化技術，並一直在提升市佔率。

在特殊工藝方面，市場對LCD驅動芯片、OLED驅動芯片需求量很大，多數採用的是80nm、40nm工藝，在此基礎上，聯電將這些芯片製造導入到了28nm上，而在MCU的特殊工藝方面，聯電也在持續發展。

穩健且光明的發展前景

市場對成熟製程工藝需求迫切，各大晶圓代工廠也都很重視這塊業務，行業普遍看好其發展前景。

IC Insights發佈的《2020-2024年全球晶圓產能》報告認為，隨着芯片特徵尺寸微縮速度持續放緩，芯片設計人員發現越來越難以證明較高的成本能得到合理的回報。因此，先進與成熟製程之間的利弊愈加明確，不同公司所採用的製程也愈加有針對性。這就使得各種製程都有展現各自優勢的空間。

在這樣的發展趨勢下，按照IC Insights的統計和預測，各種半導體制程的市佔率正向着相對更加均衡的方向發展，如下圖所示。

從圖中可以看出，40nm及以上成熟製程的比例在這些年當中沒有出現明顯變化，且市場規模很可觀。

40nm以上的成熟製程，無論是180nm以下，還是180nm以上的，市佔率都很穩定。這也正是諸多晶圓代工廠長期專注於成熟工藝，而不向先進製程投入過多資本和精力的底氣所在，同時，也是格芯和聯電放棄最先進製程的主要原因。無論先進製程如何發展，未來，成熟製程工藝的市場依然會很廣闊，依然具有很好的投資價值。