〈分析〉工業智慧化浪潮下 一文看懂矽晶圓產業潛力

工業智慧化浪潮下 一文看懂矽晶圓產業潛力   (圖片:AFP)
工業智慧化浪潮下 一文看懂矽晶圓產業潛力 (圖片:AFP)

常見的半導體原料包含矽 (Si)、鍺 (Ge)、砷化鎵 (GaAs)、氮化鎵 (GaN) 等。當中矽是目前產量最大、應用最廣的半導體原料,90% 以上的半導體產品採用矽製作而成。

根據矽晶圓尺吋分類,以直徑計算主要有 50mm (2 英吋)、75mm (3 英吋)、100mm (4 英吋)、150mm (6 英吋)、200mm (8 英吋) 與 300mm (12 英吋) 等規格。

每片矽晶圓的直徑越大,在上面可製造的晶片數量就越多,每單位晶片成本將隨之降低。

同時的尺寸越大,相對而言邊緣的損失會越小,有利於進一步降低晶片的成本。例如,在同樣的工藝條件下,300mm 矽晶圓的可使用面積超過 200mm 的兩倍以上,可使用率 (衡量單位晶圓可生產的晶片數量的指標) 是 200mm 的 2.5 倍左右。 

資料來源: 聯電官網
資料來源: 聯電官網

至於在應用方面 200mm 及以下晶圓多半應用在功率半導體、電源管理、MEMS、LCD 驅動 IC、指紋辨識、嵌入式記憶體、CMOS 等。

而 300mm 則多應用在記憶體、影像處理晶片、通用 CPU、高性能 FPGA、ASIC 等等。

目前,全球市場主流的產品線為 300mm 和 200mm 的矽晶圓,終端市場來看,300mm 主要涵蓋智慧手機、電腦、雲計算、AI、SSD 等較高階領域,目前出貨面積比重達 60% 以上。200mm 則涵蓋移動通訊、汽車電子、物聯網、工業電子等領域,目前出貨面積占 20% 以上。 

資料來源: 滬矽產業公開說明書
資料來源: 滬矽產業公開說明書

而手機、電腦等仍是半導體產業終端最大的應用市場。2018 年全球手機與基地台、電腦用晶片銷售額分別為 487 億美元、280 億美元,在半導體終端市場的比重分別為 36%、21%。

根據 Gartner 預估,2017 年至 2022 年成長最快的半導體終端應用領域是工業電子和汽車電子,將成為未來幾年全球半導體產業成長最重要的驅動力。

隨著工業從規模化走向自動化、智慧化,工業與資訊化的深度融合、智慧製造轉型升級將帶動工業電子需求的增長,Gartner 預估工業電子年複合增長率可達 12%。

至於汽車電子年複合增長率則預估達 11%,主要來自傳統車輛電子功能的擴展、自動駕駛技術的不斷成熟及電動汽車產業的快速成長所帶動,這部份將推升 200mm 矽晶圓的需求。

根據 SEMI 數據顯示,2017 年至 2020 年,全球晶圓製造產能 (折合成 200mm) 預計將從每月 1985 萬片成長至每月 2407 萬片,年複合成長率 6.64%。隨著晶圓製造產能的增長,對於矽晶圓的需求仍將持續增長。 

資料來源: SEMI
資料來源: SEMI

另一方面,在 2016 年後,全球矽晶圓銷售單價從 0.67 美元 / 英吋的谷底一路爬升至 0.95 美元 / 英吋,主要因為消費性電子推陳出新,再加上 5G、AI、新能源汽車的快速發展,對晶片的大量需求使晶圓廠更有動力去大規模擴建工廠和生產線,進而拉動對上游矽晶圓,特別是大尺吋的需求。 

資料來源: SEMI
資料來源: SEMI

雖然矽晶圓報價好轉,但該產業集中度高,也因為矽晶圓產業具有技術難度高、研發週期長、資金投入大、客戶認證週期長等特色,使得進入障礙高。

2016 年至 2019 年間,全球矽晶圓市占率前五的寶座由信越化學、SUMCO、Siltronic、環球晶 (6488-TW)、SK Siltron 等牢牢把持,合計市占均在 90% 左右。

以各尺吋需求前景來看,300mm 矽晶圓仍是最被看好,其在下游終端電子產品中廣泛被應用,NAND (包括 3D NAND 和 2D NAND) 則是佔據最大的下游應用比重,比率高達 33%。邏輯晶片和 DRAM 晶片則分別占 25% 和 22%。CIS 等其他應用佔剩下的 20% 市場比重。

而受惠於 5G 的持續發展,2020 年至 2023 年,智慧手機對 300mm 矽晶圓的年複合成長率有機會達到 7.8%,且 SUMCO 認為來 3 年至 5 年全球 300mm 矽晶圓仍然存在供需缺口。

資料來源: SUMCO
資料來源: SUMCO

鉅亨觀點與分析 | 鉅亨網記者、編輯群們

茫茫的訊息海中,讓鉅亨網記者、編譯團隊,幫讀者們解讀新聞事件背後的意涵,並率先點出產業與總經趨勢,為投資人提供最深入獨到的觀點,協助做出更精準的投資決策。

相關個股

延伸閱讀