根據日前市場調查及研究單位「Counterpoint」所公布最新研究報告顯示，全球晶圓代工產業在2020年成長超乎預期，營收規模達820億美元，較前一年大幅成長23%。而且預計2021年還將較2020年再成長12%，金額達到920億美元。
報告指出，2020年到2021年全球晶圓代工市場會有大幅成長的主因，一方面是因為整體產業環境依舊十分暢旺，原因是包括武漢肺炎疫情、美中貿易爭端等事件，都促使下游廠商必須增加庫存，這情況使得晶圓訂單數量增加，也造成先進製程技術的發展快速；另一方面，整個產業對於增加產能較為理性，二線代工廠對於建設新晶圓廠增加產能的意願較低，相比之下他們更願意提高晶圓價格來緩和市場的需求。
蘋果一家吃下全球53%的5奈米製程晶圓數量
2020年台積電和三星的最先進的5奈米製程技術都已量產。其中，蘋果的A14和M1、高通驍龍888、華為麒麟9000系列都採用的是5奈米製程技術。不過，由於美國禁令影響，自2020年9月15日開始，在台積電已經無法繼續為華為生產晶片的情況之下，使得預期在2021年中，5奈米製程的晶圓客戶名單將不再有華為，這也使得蘋果和高通將成為5奈米製程晶圓的最大客戶。
根據Counterpoint報告的預估，2021年5奈米製程晶圓的總出貨量將占全球12吋晶圓的5%，相較2020年那時占比還不到1%的情況，有著大幅度的提升。而其中，蘋果將是2021年5奈米製程晶圓的最大客戶，僅一家公司就拿下了全球53%的比例，而且所有訂單都將由台積電來供應。另外，除了搭載在iPhone 12系列的A14處理器，和新推出搭載在Mac產品上的M1處理器之外，預計在2021年蘋果還將會推出新一代的採用5奈米製程技術的A14X或A15處理器。此外，還有M1X、甚至M2處理器等，這些都將刺激蘋果對於5奈米製程晶圓產能需求的進一步提升。
根據市場預估，因為蘋果2021年的iPhone 13系列將可能採用高通驍龍X60 5G基頻晶片及射頻系統，再加上高通現有的5奈米製程處理器──驍龍888，以及即將於2021年年底推出的新一代驍龍旗艦處理器，這些需求都將使得高通成為全球第2大5奈米製程晶圓的客戶，預計將拿下2021年全球5奈米製程晶圓的24%比例。
至於三星則將是全球第3大5奈米製程晶圓的客戶，預計將占有5%的比例。三星在2020年底推出了針對中國手機品牌廠商所設計的5奈米製程處理器──Exynos 1080，之後已被vivo X60系列智慧型手機採用。2021年年初又推出了5奈米製程的Exynos 2100處理器，也由三星本身的Galaxy S21系列智慧型手機來首發。預計2021年三星在年底還將會推出Exynos 1080和Exynos 2100等處理器的新一代產品。此外，有市場傳聞指出，因為蘋果自研ARM架構M1處理器在PC市場的成功，三星有可能效仿蘋果推出ARM架構的Exynos PC處理器，可能也將會採用5奈米製程來打造。
而受惠於在PC市場的市占率快速提升，處理器大廠AMD為了能與英特爾更進一步的進行競爭，在處理器製程技術的推進上也在加快。根據資料顯示，2021年AMD將會推出以台積電5奈米製程為主的Zen4架構處理器，核心數可能一舉突破64個。在此情況下，Counterpoint預計2021年AMD將拿下5%比例的5奈米晶圓數量。
另外，Counterpoint還預計，NVIDIA和聯發科在2021年則將分別拿下3%和2%比例的5奈米製程晶圓數量。其中，有消息指出，NVIDIA在2021年將會推出全新Ada Lovelace架構的5奈米製程GPU，這可能將交由台積電來代工。此外，聯發科也預計在2021年年底前推出5奈米製程的天璣2000系列5G處理器。只是，NVIDIA及聯發科推出新產品的時間將落在2021年年底，這使得拿到5奈米製程的晶圓數量也比較有限。
7奈米製程客戶應用持續多元化
除了5奈米製程的研究之外，報告也針對7奈米製程做出報告。相關內容指出，由於5G手機對於性能和功耗的要求更高，使得5奈米製程晶圓的主要客戶均為智慧型手機晶片廠商。相較之下，7奈米製程（包括N7、N7+、N6）製程技術所生產的處理器或晶片其應用更加的多樣化，包括了AI、CPU、GPU、基頻和車用電子處理器等。因此，7奈米製程晶圓的客戶也更多，也使得7奈米制程在成本效益上也優於5奈米製程。
報告終強調，2021年7奈米製程的晶圓總出貨量將占全球12吋晶圓的11%。在此情況下，智慧型手機將只消耗35%的7奈米製程晶圓，另外大部分的7奈 製程晶圓將被AMD和NVIDIA等廠商的CPU或GPU所消耗。整體來說，AMD將消耗27%的7奈米製程晶圓數量而排名市場第1，其次是NVIDIA的21%消耗比例。至於排名第3的則是高通，占比為12%，排名第4的則是聯發科，占比為10%。第5輪到英特爾，占比為7%。而緊隨其後的則是蘋果的占比6%、博通占比6%、三星占比5%，以及賽靈思的占比2%。
這裡需指出的是，根據最新的消息顯示，雖然目前英特爾的7奈米製程研發已經取得了重要發展。但是最快可能要2020年底才能量產，而且到2023年才能達成相關晶片對客戶的交付。Counterpoint在報告中指出，在性能更強大的5G智慧型手機的推動下，台積電和三星的5奈米製程產能利用率，在2021年將一舉提升到90%以上。7奈米製程產能的平均利用率則將落在95%～100%。而因為7奈米製程產能的持續吃緊，使得客製化半導體（ASIC）和Arm架構處理器等新興需求的晶片供應商和設備製造商，現階段都將很難獲得額外產能分配。
2021年晶圓代工價格將出現2位數增長
報告中還強調，受惠於2020年下半年以來消費電子及汽車電子市場的旺盛需求，其集中於8吋晶圓代工的電源管理IC、面板驅動IC、功率元件、COMS影像感測器等晶片需求暴增，再加上當前缺乏8吋晶圓製造設備的供應，這都使得8吋晶圓廠擴產受限，導致全球8吋晶圓代工產能出現持續緊缺的問題。且在部分轉品由8吋晶圓轉到12吋晶圓生產之後，預計接下來12吋晶圓產能也可能出現短缺的情況，這使得市場上晶片供不應求的問題，在2021年期間都將難以解決。
也因為無法滿足旺盛的需求，再加上原材料價格的上漲，因此晶圓代工廠紛紛開始上調晶圓代工報價，同時交期也在拉長。報告指出，從2020年底開始，市場上部分標準晶片的交貨時間已延長至半年以上。另外，為因應市場的供不應求，自2020年第3季起，包括台積電、聯電等就已經已將8吋晶圓代工價格調漲了10%～20%。隨後，格羅方德和世界先進等晶圓代工廠也將8吋晶圓代工報價提高了約10%～15%。至2020年12月，台積電又被傳出將於2021年開始，取消12吋晶圓的接單折讓，影響範圍包含7奈米、10奈米、28奈米、40奈米及55奈米等製程，這相當於是變相的漲價。不只如此，日前市場還傳聞因為產能持續滿載，聯電及世界先進等正在準備第2次漲價，漲價幅度10%～15%，聯電還通知12吋晶圓代工客戶，表示交貨週期將延長約1個月。
而有鑒於以上的市廠狀況，針對目前市場旺盛的需求，Counterpoint的報告預估整個晶圓代工產業在2021年，包括晶圓的出貨量和晶圓出貨價格都將出現2位數的成長。然晶圓代工產業的週期性不如記憶體產業，但是如果武漢肺炎疫情和全球貿易的緊張局勢無法解決，則當前的高庫存水準將會成為常態，預測也會是影響市場需求的主要因素之一。
IDM廠委外代工持續增加拉抬晶圓代工業成長
最後，Counterpoint的報告還引用荷蘭半導體設備大廠ASML針對EUV曝光機出貨量預測，以及台積電對2021年的全年資本支出，來作為預判全球半導體產業景氣的風向球時指出，台積電在2020年第4季法說會上表示，受惠於智慧型手機及高效能計算的市廠成長，預計2021年的資本支出將達到250億～280億美元。
此外，由於英特爾7奈米製程量產的持續延後，再加上競爭對手AMD在PC市場搶攻市占所帶來的壓力，英特爾2021年可能會將部分CPU／GPU業務外包生產。為此，台積電與三星都在積極準備爭奪這一訂單。因此，台積電和三星可能在2021年開始擴大5奈米及3奈米製程技術的產能。另外，目前IDM廠商委外生產的趨勢正在加速，全球IC供應商都在追求藉由這種模式來進一步獲利。這情況下將使得除了英特爾外，在2021年底包括SONY的CMOS圖像感測器和瑞薩電子的MPU晶片都可能進行委外生產。
而基於以上的各項因素，使得預期2021年晶圓代工產產業營收將持續維持成長，而這樣的成長態勢是2000年網際網路泡沫化之後從未有過的狀況。此外，考慮到IDM廠商持續增加外包億元，也使得報告預測將自2022年開始，到2023年期間的整體晶圓代工市場規模將超過1,000億美元。在這之中，台積電和三星因為具備在技術、資金、以及產業地位，將繼續維持強大的競爭優勢。
本文獲「財經新報」授權轉載，原文：2021 年晶圓代工漲價缺貨持續，預期將帶動產業 2 位數成長