下一個晶圓需求的拐點在哪裏?_風聞
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本文由半導體產業縱橫(ID:ICVIEWS)編譯自semiengineering
晶圓廠運營本身的需求模式已經發生了根本性的變化。
半導體行業正面臨前所未有的悖論:人工智能需求蓬勃發展,晶圓廠投資不斷增加,但晶圓出貨量卻依然停滯不前。是什麼導致了這種脱節?這種脱節何時才能打破?
截至 2025 年中,全球硅片市場表面看似平靜,潛在的結構性緊張局勢卻在悄然加劇。人工智能半導體的需求依然堅挺,某些高價值供應鏈仍在接近滿負荷運轉。然而,硅片出貨量幾乎沒有出現任何明顯復甦的跡象 —— 這種背離引發了人們對傳統供需格局的質疑。
SEMI 最新的《硅晶圓市場監測報告》首先提出了一個結構性假設:當前的市場動態不能僅僅用需求疲軟或訂單延遲來解釋。相反,晶圓廠運營本身的需求模式已經發生了根本性的變化。
隱藏的限制:時間延長
一個關鍵指標—— 晶圓廠週期時間(即晶圓完成其整個工藝流程的平均時間)已成為結構性瓶頸。定量分析顯示,自 2020 年以來,晶圓廠週期時間的複合年增長率為 14.8%。這意味着晶圓廠產能出現根本性減速,即便設備數量和利用率保持不變,可加工的晶圓數量如今也受到結構性限制。
之所以出現這種情況,是因為工藝複雜性不斷提升、設備密度不斷增加以及質量控制要求日益嚴格,這導致每片晶圓的成本不斷上升,同時生產速度反而降低。自 2020 年以來,每片晶圓面積的設備支出飆升了 150% 以上,但這筆投資帶來的是更長的加工時間,而非更高的產量。
HBM的經濟門檻
與此同時,在 HBM 快速崛起的推動下,市場正接近新的拐點。HBM 晶圓每比特佔用的晶圓面積是標準 DRAM 的三倍以上,潛在的晶圓需求巨大。不過,HBM 目前僅佔內存總收入的 16%,仍低於關鍵的經濟門檻。
分析表明,當 HBM 達到內存總收入的 25% 時,交易比率將上升至 1.5。這是結構性盈虧平衡點,此時 HBM 專用生產線的每片晶圓的資本支出與標準 DRAM 的經濟性相一致。達到這一門檻後,內存製造商將獲得明顯的激勵來擴大晶圓投入,客户也更願意支付溢價。
量化框架
分析沒有依賴傳統的預測方法,而是使用定量模擬框架,對 HBM 滲透率、DRAM 比特率增長、晶圓廠利用率和週期時間這四個關鍵變量之間的相互作用進行建模。在當前條件下(HBM 收入份額 16%、年比特率增長 15%、晶圓廠利用率 95% 和週期時間增長 14.8%),晶圓投入量需要每年增加 23.9% 才能滿足預測的需求。
然而,目前沒有一家晶圓廠能夠將晶圓投入量擴大到如此規模。這表明市場並非受需求制約,而是在一個條件響應的體系中運行—— 在關鍵閾值達到一致之前,該體系不會啓動。
超越經濟:技術和運營準備
HBM 擴張步伐緩慢的原因不僅僅是投資時機的問題。技術限制,包括良率低、客户認證延遲以及工藝穩定性挑戰,也起着關鍵作用。這些先決條件 —— 投資準備、良率優化和認證完成 —— 尚未協調一致,導致儘管潛在需求強勁,市場仍處於戰略潛伏期。
其他因素加劇了這一延遲。CoWoS 封裝的後端瓶頸導致半成品晶圓積壓成庫存,限制了上游晶圓的投入。在晶圓廠層面,企業優先考慮通過工藝轉換而非新建工廠來提高效率。與此同時,宏觀經濟的不確定性、地緣政治緊張局勢和外匯波動持續抑制資本執行。
三層響應模型
這種結構性轉變在整個供應鏈中產生了三層需求響應:
晶圓需求:有條件響應,等待經濟門檻調整。
設備投資:流程轉型驅動,以應對複雜性的增加。
材料需求:與週期延長直接相關,可能出現早期瓶頸。
對於某些工藝關鍵材料,如 EUV 光刻膠和 TSV 化學品,甚至在晶圓投入完全增加、設備擴展之前就可能出現供應限制。
對於行業利益相關者,該分析提出了三項關鍵行動:晶圓供應商應圍繞 25% HBM 閾值制定基於情景的產能計劃;設備製造商應預測工藝轉型驅動的需求,而不管當前的晶圓產量如何;材料供應商應為潛在的瓶頸做好準備,因為延長的週期時間會增加每個晶圓的消耗。
至關重要的是,當前的停滯不應被解讀為結構性衰退。相反,市場處於戰略準備狀態,關鍵條件尚未成熟。一旦這些條件成熟,晶圓需求可能會呈現非線性反應—— 而且這種勢頭已經在朝着這個方向發展。
結構性拐點(HBM 滲透率約為 25%)和週期時間增長(+14.8%)不僅對晶圓生產商,也對整個上游供應鏈具有前瞻性。問題不在於這種拐點是否會發生,而在於何時發生。瞭解這些結構性動態並做好相應準備的公司,將在非線性需求響應到來時佔據最佳優勢。
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