中國大陸將拿下全球28%晶圓代工市場但先進製程佔比僅1%!
由市場研究機構集邦諮詢(TrendForce)主辦的MTS2024儲存市場趨勢高峰會正式召開。在本次高峰會上,集邦諮詢自身研究副總經理郭祚榮對於全球晶圓代工市場的相關數據以及未來的發展趨勢進行了分享。
2024年全球晶圓代工市場:台積電佔60%
自2022年下半年以來,受整體市況不佳,終端需求疲軟,供應鏈庫存持續去化影響,晶圓代工廠的整體產能利用率偏低,使得整體個晶圓代工市場銷售額出現了下滑。
根據集邦諮詢預測,2023年全球晶圓代工產業的營收將會較去年同期下滑12.5%。隨著終端市場的逐步回暖,預計2024年整個市場將會出現6.4%的年增,達到1,272.71億美元。
從具體的廠商份額來看,在2024年全球晶圓代工廠市場,台積電仍將以高達60%的市場份額位居第一;三星排名第二,份額為11%、聯電和格芯並列第三,份額均為6%;中芯國際排名第四,份額為5%;華虹的份額為3%,排名第五。
從區域來看,2024年全球晶圓代工廠市場,中國台灣地區以68%的份額位居第一;韓國以12%的份額位居第二;第三是中國大陸,份額上升至9%。
郭祚榮進一步指出,2024年全球晶圓代工廠市場年比6.4%的成長主要來自於台積電的貢獻,若排除掉台積電的影響,整個市場年成長率將只有1.1%。
對於導致2023-2024年全球晶圓代工市場變化的主要因素,郭祚榮認為主要是受到了通貨膨脹、出口管制、AI(人工智慧)、本地化(各國政府透過補貼發展本土半導體製造業)等四大因素的影響。
2024年8吋及12吋產能利用率持續回升
從8吋晶圓代工廠的產能利用率變化來看(如下圖),受2021年的持續缺芯影響,各大晶圓代工廠的產能利用率一直都維持在90%以上,甚至有點超過了100%。
這種情況一持續到了2022年一季度,但是自2022年第二季開始,8吋晶圓代工廠的產能利用率就已經開始出現下滑。
雖然2022年第四季各大廠商8吋晶圓代工產能利用率基本上都維持在80%以上。
但進入到2023年,8吋晶圓代工的產能利用率持續下滑,預計到2023年第四季將是一個最低點,包括台積電在內的大多數廠商的8吋晶圓代工產能利用率都將跌破了60%,僅華虹維持在了比較高的78%的水平,中芯國際也有65%。
隨著明年市場的逐步回暖,預計2024年8吋晶圓代工的產能利用率將會持續攀升,到2024年底,大多數的晶圓代工廠的8吋產能利用率都將達到60%以上(提升5到10個百分點),台積電和中芯國際將達70%以上,華虹將達90%。
對此,郭祚榮解釋稱,以上數據僅表示產能利用率,並沒有顯示出各家公司的8英寸產能到底有多大,而產能的大小也將直接影響到產能利用率的高低。
例如華虹目前的8吋產能大約是10萬片/月,而台積電和中芯國際的8吋產能則有10萬片到30萬片/月。產能越大,供過於求的時候就越難填滿,所以產能利用率就越低。
從12吋晶圓代工的產能利用率變化來看,同樣,受2021年的持續缺芯影響,2022年第一季12吋晶圓代工廠的產能利用率基本上維持在90%以上,進入2022年二季度台積電和華虹的12吋產能利用率也出現了持續成長。
但自2022年第三季開始,晶圓代工廠的12吋產能利用率開始出現全面下滑,到2023年第一季至第二季成為一個低谷,多數廠商的產能利用率將自2023年第四季開始反彈,光是華虹和力積電提前在2023年第二季就開始提前反彈。
預計進入2024年,隨著市場的持續復甦,大部分的晶圓代工廠的12吋產能利用率也將持續攀升,到2024年四季度,產能利用率都將恢復到65%以上,其中台積電和力積電的12吋產能利用率將超過80%。
全球晶圓代工產能分佈趨勢:2027年中國大陸份額將達28%
從未來晶圓產能的成長來看,到2027年,12吋晶圓的年複合成長率將達7.4%,8吋晶圓產能的年複合成長率將只有1.4%。
郭祚榮解釋:「8吋晶圓產能年複合成長率只有1.4%,主要是因為目前12吋已經成為了絕對的主流,主流的半導體設備大廠都很少推新的8吋設備,所以市場上更多是二手的8吋設備在流轉。8吋晶圓製造廠商為了擴大產能,也只能去建12吋廠,它本身的技術還是用8吋的技術再做,但是工廠已經變成12英寸的工廠。”
從全球晶圓代工產能分佈來看,2022年,全球47%的晶圓代工產能位於中國台灣,主要是因為台積電、聯電等台系大廠的產能主要位於中國台灣;中國大陸則以24%產能佔比位居第二,中芯國際和華虹是主要貢獻者;
韓國則主要憑藉三星晶圓代工業務的貢獻,以13%的份額位居第三;美國得益於英特爾大力發展晶圓代工業務及格芯的貢獻,以6%的份額,排名第四。
隨著地緣政治因素影響,中國大陸、美國、歐洲都在大力發展本土半導體製造業,受此影響,集邦諮詢預計2027年,中國大陸的晶圓代工市場份額將提升4個百分點至28% ,美國也將提升3個百分點至7%。
此消彼長之下,中國台灣的晶圓代工市佔率將降至42%,韓國也將降至10%。
從先進製程和成熟製程的產能比變動趨勢來看,2022年二者的佔比分別為29%和71%,預計未來數年,仍將大致維持3:7的比例。
從各區域先進製程產能分佈來看,2022年中國台灣地區佔了全球79%的先進製程產能,韓國則以20%的份額排名第二,中國大陸的份額僅為1%。
集邦諮詢預測,隨著台積電美國晶圓廠的量產,以及英特爾在美國晶圓代工產能的擴大,預計到2027年,美國在全球先進製程產能當中的佔比將猛增至12%;
同樣,在日本政府積極推動本土先進製程晶圓製造的背景下,不僅引進了台積電(還將建二廠,可能會有先進製程產能),還成立了本土的先進製程晶圓代工廠Rapidus,計畫2027年量產2nm晶片。預計2027年,日本的先進製程產能佔比將提升至3%。
此消彼長之下,預計2027年,中國台灣的先進製程產能份額將降低至65%;韓國的先進製程產能份額將小幅下滑至19%;而中國大陸由於美日荷對於先進半導體製造設備的出口顯示,先進製程發展受限,預計2027年將維持在1%的份額。
AI需求旺盛,2026年AI晶圓產值佔比將達8%
自去年底以來,隨著生成式AI的持續火爆,推升了對高效能的AI晶片及AI伺服器需求的暴漲。
根據集邦諮詢的數據顯示,2022年全球伺服器出貨量接近1,500萬台,其中AI伺服器佔比僅6%。
2023年受全球大環境影響,整個伺服器的出貨量年減了6%,但是AI伺服器的出貨量卻成長了,在整個伺服器市場的佔比提升到了9%。
預計未來數年,AI伺服器的出貨量將繼續保持快速的成長,在整體伺服器市場的佔比將持續提升,2027年佔比將達到16%。
雖然,從AI晶片/晶圓的出貨量來看,在整個市場當中的佔比很小。但是,由於AI晶片的單價較高,其在整個晶圓製造市場產值則呈現出高速成長的態勢。
例如在整個8吋晶圓代工的部分,平均一片的晶圓的價格大概300~500美金,如果是12吋的成熟製程晶圓,它的價格差距會比較大,一片價格有從3000美元到6000美元不等。
但是對於12吋的先進製程晶圓,也就是目前AI晶片應用最多用的製程上,平均的價格是在15,000美元到25,000美金之間。
因此,我們可以看到,2022年AI晶圓的銷售額在整個市場的比例就已經達到了4%,預計到2026年將翻倍成長至8%。
值得一提的是,摩根士丹利最新發布的報告也指出,由於AI對算力的要求更高,預計2024年AI晶圓前端收入將達到30億美元,同時將帶動對於HBM(High Bandwidth Memory ,高頻寬內存)消耗將達到6億GB。
AI為晶圓代工產業帶來的新機會
傳統的晶圓代工產業鏈,主要是像英特爾、AMD、NVIDIA等晶片設計廠商設計晶片,然後直接交由台積電等晶圓代工廠進行製造。
但是,隨著人工智慧運算需求的興起,越來越多的雲端服務廠商開始打造自己的AI晶片。
一方面是雲端服務廠商更為了解自身的需求,希望能夠設計出更為貼合自身需求的AI晶片;另一方面則是處於對供應鏈安全的考量,避免過於依賴英偉達等少數AI晶片廠商,同時也能夠進一步降低成本。
但是,這些雲端服務廠商的在高效能AI晶片設計上,特別是在後端設計上存在著不足,於是許多廠商會選擇與博通、聯發科、Marvell、三星等有提供設計服務的廠商合作,由他們來負責部分設計。
他們不僅擁有更豐富的晶片設計經驗,還有很多的IP可用,甚至可直接交由他們來向晶圓代工廠下單,這樣既可以獲得晶圓廠更好的支持,同時也可能會拿到更好的代工價格。
此外,AI晶片不僅為晶圓代工產業帶來的新機會,同時也為封裝產業帶來了新機會。
因為AI晶片不僅依賴先進製程,也需要更多配套的成熟製程晶片,例如電源管理晶片、矽中介層,並透過先進的封裝製程封裝在一起,這也給日月光、安靠、矽品等封測大廠帶來了新的發展機會。