全球芯片短缺仍在蔓延,漲價之勢此起彼伏。即使是在數(shù)字時代,但沒有一款電子設(shè)備不需要模擬芯片,模擬芯片作為當(dāng)今諸多設(shè)備中的關(guān)鍵組件,成為短缺的重點。一方面受到疫情、天災(zāi)等的停產(chǎn)導(dǎo)致的供給失衡,另一方面新能源汽車、5G等需求膨脹的速度快于芯片制造商的反應(yīng)速度。根據(jù) IHS Markit 的分析,繼2021年的MCU之后,模擬芯片很可能成為未來三年汽車生產(chǎn)的主要制約因素。于是一眾模擬芯片廠商開始大刀闊斧進行擴產(chǎn)和投資,以此來應(yīng)對未來的發(fā)展需求和保持領(lǐng)先地位。
模擬芯片制造商一般采用IDM模式,傾向于自己設(shè)計、制造和銷售芯片。由于在模擬行業(yè)領(lǐng)域,繁榮和蕭條的歷史性周期問題是出了名的,所以模擬芯片制造商一直對擴張持謹(jǐn)慎態(tài)度。但現(xiàn)在,我們看到基本所有的模擬芯片廠商都開始了明顯的擴產(chǎn)動作。
縱觀模擬芯片廠商無外乎這幾家,根據(jù)IC Insights的報告,2020年排名前十的模擬芯片廠商分別是TI(德州儀器),ADI(亞德諾),Skyworks(思佳訊),Infineon(英飛凌),ST(意法半導(dǎo)體),NXP(恩智浦),Maxim(美信),ON Semi(安森美),Microchip(微芯),Renesas(瑞薩)。這 10 家公司的模擬IC銷售額合計為 354 億美元,占去年模擬 IC 市場總額570億美元的62%。除此之外,東芝也是很大的模擬芯片廠商,而且其投資計劃也非常清晰。
德州儀器每年支出35億美元
最近德州儀器發(fā)布了未來幾年的資本支出計劃,到2025年,德州儀器每年將支出約 35 億美元用于芯片制造,根據(jù)華爾街目前的預(yù)測,該計劃所代表的資本支出相當(dāng) TI 當(dāng)年年收入的10% 以上。而在過去十年間,德州儀器的平均研發(fā)支出占到年收入的5%。從2026年到 2030 年,它將繼續(xù)投資其制造業(yè),達到年收入的10%。TI 的解釋是,它看到了更多的增長前景,因此需要更多的生產(chǎn)能力。TI的目標(biāo)是在未來十年左右實現(xiàn)7%的符合年收入增長率,在2010-2020年間的憑借增長率為4%。
德州儀器將擴大工廠的數(shù)量,大約為4家,主要在謝爾曼進行,該公司計劃今年完成前兩家工廠的建設(shè),預(yù)計2025年第一家工廠投產(chǎn)。第三和第四家工廠的建設(shè)將在 2026 年至 2030 年之間開始。德州儀器表示,當(dāng)其完成其位于猶他州的Sherman、Richardson和 Lehigh制造廠以及馬來西亞的另一個制造廠時,該公司將擁有八家工廠生產(chǎn) 300 毫米晶圓技術(shù)。
去年早些時候,德州儀器還以9億美元收購了美光科技位于猶他州Lehi的一座12英寸晶圓制造廠。該廠最初是美光科技計劃用其生產(chǎn)3D Xpoint存儲芯片,由于美光退出3D Xpoint業(yè)務(wù),德州儀器計劃將其改造,用于制造65nm和45nm工藝的模擬和嵌入式芯片。
ADI擴產(chǎn)招聘數(shù)百人
ADI 去年的收入增長了30%以上,達到73億美元。因此,與許多其他芯片制造商一樣,ADI也在提高產(chǎn)量來滿足巨大的需求。ADI在愛爾蘭、馬薩諸塞州、華盛頓卡馬斯、在比弗頓附近的泰克園區(qū)都有自己的工廠?,F(xiàn)在,ADI正為其工廠進行擴建招人。
俄勒岡工廠是ADI在2020年從Maxim中收購而來的,這也是其最大的工廠。去年12月份ADI完成了大規(guī)模擴建,增加了工程實驗室、故障分析實驗室和工程測試平臺。ADI表示,公司計劃在未來兩年內(nèi)將華盛頓縣的700名員工增加近40%。他說,招聘已經(jīng)開始并將持續(xù)到 2024 年,ADI 將在后期招聘階段增加操作員、維護技術(shù)員和工程師的職位。
卡馬斯工廠是ADI 2016 年收購凌力爾特所得,ADI在卡馬斯雇傭了大約 350 名員工,預(yù)計隨著產(chǎn)量的增加將增加50名。該公司正在招聘操作員、技術(shù)人員和工程師。
Skyworks發(fā)力WiFi
Skyworks在濾波器方面取得了重大的成功,內(nèi)置 BAW 濾波器的集成設(shè)備的收入增長非常強勁。而現(xiàn)在,Skyworks又看到了濾波器在WiFi系統(tǒng)中的作用。在Skyworks的Broad Markets的戰(zhàn)略中,一個關(guān)鍵就是提高整體WiFi性能的標(biāo)準(zhǔn)。在這方面,Skyworks有自己的砷化鎵技術(shù)、TC-SAW(熱補償表面聲波濾波器)、標(biāo)準(zhǔn)SAW、體聲波、組裝和測試。此外,Skyewokrs還在Mexicali進行必要的投資,用于其后端運營,支持先進的封裝和測試。
英飛凌新功率半導(dǎo)體工廠啟用
英飛凌早在2018年開始規(guī)劃在奧地利菲拉赫(Villach)建設(shè)300毫米薄晶圓功率半導(dǎo)體工廠,投資大約為16億歐元,2021年9月17日,這家工廠正式啟用。這是英飛凌針對功率半導(dǎo)體的第二家300mm晶圓工廠。首批晶圓已完成出貨。第一階段擴產(chǎn)目標(biāo),是滿足汽車行業(yè)、數(shù)據(jù)中心、太陽能和風(fēng)能等可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的需求。據(jù)金融時報報道,英飛凌在近日表示,將再花費24 億歐元擴大業(yè)務(wù)以滿足需求,會在4-5年內(nèi)逐步提升產(chǎn)能。菲拉赫新工廠將與德累斯頓的300mm生產(chǎn)廠合體,跨兩地發(fā)揮協(xié)同和彈性特色,實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)。
意法半導(dǎo)體投資翻番
在2021年第四季度財報會上,意法半導(dǎo)體表示,目前公司積壓的訂單能見度為18個月左右,遠高于ST目前及已經(jīng)規(guī)劃的2022年產(chǎn)能。而且今年的車用芯片產(chǎn)能已經(jīng)銷售一空。今年意法半導(dǎo)體的資本支出計劃將達到約34億至36億美元,較2021年的18億元投資增加近一倍,主要用于進一步提高產(chǎn)能,其中包括在意大利Agrate 12英寸新晶圓廠建設(shè)第一條生產(chǎn)線。
2021年7月,意法半導(dǎo)體宣布,其瑞典北雪平工廠制造出首批200mm (8英寸)碳化硅(SiC)晶圓片,這些晶圓將用于生產(chǎn)下一代電力電子芯片的產(chǎn)品原型。據(jù)意法半導(dǎo)體所稱,與 150mm晶圓相比,200mm晶圓可增加產(chǎn)能,將制造集成電路可用面積幾乎擴大1 倍,合格芯片產(chǎn)量是150mm晶圓的1.8 -1.9倍。
恩智浦封測廠投產(chǎn)
2021年9月,恩智浦半導(dǎo)體(天津)集成電路測試中心一期改造項目竣工投產(chǎn),該中心主要進行封裝測試。該封測公司是2015年恩智浦從飛思卡爾手中收購得來,經(jīng)過多年的發(fā)展,其封裝測試工廠生產(chǎn)能力已接近飽和,沒有足夠的生產(chǎn)空間來進一步引進新的生產(chǎn)設(shè)備,形成工廠的產(chǎn)能規(guī)模,承接未來新產(chǎn)品的生產(chǎn)。
除此之外,去年中旬,據(jù)國外媒體報道,芯片代工廠商聯(lián)華電子宣布將于全球多家客戶攜手,擴充12A廠產(chǎn)能,參與的客戶將以議定價格預(yù)先支付訂金,確保獲得擴充后的長期產(chǎn)能。其中,恩智浦已同聯(lián)華電子達成6年芯片代工協(xié)議。
安森美發(fā)力新策略
去年,安森美改名,確立了公司的新戰(zhàn)略:智能電源和智能感知。由傳統(tǒng)IDM模式向更加靈活的Fab-Liter模式轉(zhuǎn)型,將采取更加靈活的制造路線和策略,未來會退出規(guī)模不足的晶圓廠、聚焦300mm晶圓產(chǎn)能,并將提高通用封裝后端廠的靈活性。
2021年Q2的財報顯示,安森美營收的6%用作了資本投入。安森美表示,未來兩年將加大投資力度,由6%增加到12%,主要用于擴產(chǎn)300mm晶圓廠的產(chǎn)能,再一個是加強SiC供應(yīng)鏈環(huán)節(jié),包括基板沉底等最終產(chǎn)品,以及封裝。而在2021年第四季度財報電話會議上,安森美表示,計劃到2022年將其基板業(yè)務(wù)產(chǎn)能增加四倍以上,并打算進行大量投資以擴大其設(shè)備和模塊產(chǎn)能。到2022年,安森美預(yù)計其碳化硅收入將同比增長一倍以上。
此外,去年8月,安森美宣布以4.15億美元現(xiàn)金收購SiC生產(chǎn)商GT Advanced Technologies,并計劃投資擴大GTAT的研發(fā)工作,以推進150mm和200mm SiC晶體生長技術(shù)。
Microchip 4000萬美元升級工廠
2022年1月,Microchip宣布計劃斥資4000萬美元用新技術(shù)改造其科羅拉多斯普林斯半導(dǎo)體工廠,這將在未來六個月內(nèi)增加50至75 名員工,它將為工廠購置安裝新設(shè)備,由原本6英寸晶圓轉(zhuǎn)向8英寸晶圓的生產(chǎn),這將使其可以生產(chǎn)的芯片數(shù)量幾乎翻倍。公司計劃在未來六個月內(nèi)繼續(xù)招聘超過 50-75人,并在未來兩到五年內(nèi)進行另一階段的擴張。
瑞薩車載MCU產(chǎn)能提高50%
瑞薩是世界車規(guī)級半導(dǎo)體龍頭,在車用MCU領(lǐng)域掌握全球兩成份額。2021年9月29日,瑞薩電子在經(jīng)營說明會上透露,計劃到2023年將車載MCU產(chǎn)能提高50%以上(較2021年),同時將提高設(shè)備投資金額,預(yù)計到2021年將超過800億日元,到2022年將在600億日元左右,該公司目前的設(shè)備投資金額約200億日元。
東芝投入5700億日元
2022年2月8日,東芝召開了關(guān)于兩家公司分拆后可能的經(jīng)營戰(zhàn)略的簡報會。會議中指出,為了應(yīng)對全球半導(dǎo)體供應(yīng)短缺和存儲需求擴大的措施,將促進產(chǎn)能擴大和穩(wěn)定采購網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),東芝將在5年內(nèi)投入5700億日元進行資本投資和研發(fā)。
產(chǎn)能方面,2021年至2025年將投資約2600億日元。主要投資包括功率半導(dǎo)體用200mm線的擴建、2022 年2月4日宣布的日本石川縣新建300mm線的建設(shè)、現(xiàn)有建筑物的運營推進、化合物半導(dǎo)體用200mm線的開發(fā)計劃。此外,東芝還計劃在菲律賓基地增加近線硬盤的產(chǎn)量,在中國建立硬盤基地,并擴大其橫濱工廠的半導(dǎo)體制造設(shè)備制造空間。
在構(gòu)建穩(wěn)定的采購網(wǎng)絡(luò)方面,東芝強調(diào),半導(dǎo)體80%的材料都簽訂了長期合同,多方采購比例提高到70%以上。
到2025年,研發(fā)費用計劃約為3100億日元。主要在半導(dǎo)體、HDD和半導(dǎo)體制造設(shè)備三大業(yè)務(wù)上加大研發(fā)。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,東芝的整個半導(dǎo)體業(yè)務(wù)目標(biāo)是將銷售額從預(yù)計在 2021年的3200億日元增加到 2025年的3700 億日元。東芝計劃專注于車載和工業(yè)應(yīng)用的功率半導(dǎo)體,在重點關(guān)注的功率 MOSFET方面,東芝計劃到2025年從第四的全球份額升到第三。
其中,僅功率半導(dǎo)體的研發(fā),計劃在五年內(nèi)投資1000億日元,用來擴大硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)品陣容、開發(fā)高效封裝、加速開發(fā)SiC和GaN產(chǎn)品等。公司目前主打的硅功率MOSFET是第8代,第9代導(dǎo)通電阻降低15%,第10代比8代降低了30%,正在開發(fā)第11代,比第8代導(dǎo)通電阻降低了40%,并且將在2023 年之前將硅功率 MOSFET產(chǎn)品數(shù)量翻一番。公司車載硅IGBT目前正在量產(chǎn)耐壓750V和1.2kV的產(chǎn)品,為了提高逆變器特性,2022年開始量產(chǎn)集成二極管和IGBT的新產(chǎn)品。第二代二極管集成產(chǎn)品將在300mm線上生產(chǎn),2026年開始量產(chǎn)。
同時東芝計劃在2024年量產(chǎn)車載充電器用SiC MOSFET產(chǎn)品。在GaN器件的研發(fā)上,東芝計劃在2023年開始提供結(jié)合GaN和硅功率MOSFET的產(chǎn)品。據(jù)說與硅器件相比,該產(chǎn)品可將損耗減少一半。據(jù)悉,東芝的僅用GaN實現(xiàn)高速開關(guān),電源單元體積比硅縮小約60%的第二代產(chǎn)品正在開發(fā)中。
另一項加大研發(fā)的業(yè)務(wù)是近線硬盤HDD,開發(fā)新HDD型號,該業(yè)務(wù)市場對數(shù)據(jù)中心/云服務(wù)提供商的需求正在擴大,預(yù)計2021年至2030年的復(fù)合年增長率將達到 22%。東芝計劃在2023年完成一臺30T字節(jié)的機器,目標(biāo)是未來35TB以上的記錄容量。
再就是在半導(dǎo)體制造設(shè)備上的布局,東芝將專注于電子束掩模光刻設(shè)備和外延生長設(shè)備。據(jù)悉,東芝的NuFlare Technology作為單束機中20納米以下先進節(jié)點的電子束掩模光刻系統(tǒng)擁有100%的市場份額。多光束機“MBM-2000”于2021年交付給客戶,計劃到2023年占據(jù)50%的市場份額。此外,東芝正在開發(fā)一種新的電子源,以獲得更高的電流和更高的亮度,用于支持2nm,希望在2023年底前開始出貨,以滿足客戶的發(fā)展路線圖。
在外延生長設(shè)備方面,東芝預(yù)計市場增長將受到xEV、下一代通信標(biāo)準(zhǔn)中使用的SiC、GaN功率半導(dǎo)體的快速增長以及直徑增加到200 mm晶圓的推動。該公司的SiC和GaN外延生長設(shè)備是一種獨特的方法,使氣體垂直向下均勻地流向反應(yīng)器中高速旋轉(zhuǎn)的晶片,具有低缺陷密度、高均勻性和在薄膜上高速成膜的特點表面。