成熟製程依然“頭大”？

如果對未來畫餅，是不是說明現在堪憂呢？

晶圓代工先進製程需求熱絡，引領整體產業向上發展的背後，成熟製程市況顯得相對領清。研調機構集邦科技發佈最新報告指出，明年成熟製程產能利用率雖可提升10個百分點，對於這個“餅”，業界表示成熟製程持續擴產將導致價格持續承壓。

01. 還是不行的原因

2025年受消費性產品需求能見度低影響，供應鏈建立庫存態度保守，對晶圓代工廠下單將與2024年同為零星急單模式，但汽車、工控、通用型伺服器等應用零元件庫存已陸續在2024年修正至健康水位，2025年將加入零星備貨行列，預期成熟製程產能利用率將因此提升10個百分點、突破七成。

不過，隨著各晶圓廠在連續兩年因需求清淡而放緩擴產計畫後，預計在2025年將陸續開出先前遞延的新產能，尤以28納米、40納米及55納米為主，在需求能見度低、新產能開出雙重壓力下，成熟製程價格持續承壓。

5月9日，中國內地最大晶圓代工廠發佈2024年第一季度財報。在第二天的財報發佈會上，首席執行官坦言，公司12英吋晶圓生產線自2月份以來一直滿負荷運轉，但行業競爭依然激烈。“我們很多戰略客戶，無論是機頂盒還是智慧型手機，如果市場上出現競爭對手降價，可能會丟掉訂單，幾千萬的訂單就可能沒了。我們還是要適應市場，和客戶一起面對市場競爭。”

主攻成熟製程晶圓代工的公司各自出招，但也可以用清湯寡水來形容。

世界先進12英吋廠及化合物半導體投資，並認購漢磊5萬張私募股票，雙方合作預估2026下半年可望量產。

聯電則專注提升特殊製程接單能量，目前已能提供22／28納米、eNVM和RFSOI等特殊製程，公司看好生成式AI市場潛力龐大，不會在AI市場中缺席。

力積電董事長黃崇仁先前曾說，將以二大方向轉型，擺脫廠商殺價競爭，其一是收取建廠授權金的Fab IP，其二是擁有堆疊技術優勢的3D IC技術。

02. AI讓先進製程更上一層樓

台積電領頭，全球晶圓代工產值明年將有望年增率重返兩成以上，年增率將為近三年來高點。研究機構集邦科技公佈最新預測，高速運算（HPC）產品和旗艦智能型手機主流採用的5／4／3納米等先進製程維持滿載，狀況將延續至2025年，以台積電營收表現將超越產業平均，預期在人工智慧（AI）應用推升下，將帶動產業產值成長。

根據集邦科技最新調查，雖然消費性終端市場明年能見度仍低，但汽車、工控等供應鏈的庫存已從今年下半年起逐漸落底，明年將重啟零星備貨，加上edge AI推升單一整機的晶圓消耗量、cloud AI持續布建，預估明年晶圓代工產值將年增百分之廿，優於今年的16%。

不過，業界觀察，若扣除台積電明年全球晶圓代工產值僅年增百11.2%，等於光台積電就貢獻近一半的增幅，且先進製程維持高成長動能，先進封裝重要性日增。

從各晶圓代工廠的表現分析，集邦預期，先進製程及先進封裝將帶動台積電明年營收年增率超越產業平均。

此外，在AI持續推動、各項應用零元件庫存落底的支撐下，儘管晶圓代工產業明年營收年成長將重返百分之二十水準，廠商仍須面對諸多挑戰，包括總體經影響終端消費需求、高成本是否影響AI布建力道，以及擴產將增加資本支出等。

集邦預估，明年7、6納米、5、4納米及3納米製程將貢獻全球晶圓代工營收達45%。業界觀察，相關製程都是龍頭廠台積電擅長且領先的技術節點。

先進封裝產能吃緊，集邦分析，受AI晶片大面積需求帶動，2.5D先進封裝於2023至2024年供不應求情況嚴重，台積電、三星、英特爾等提供前段製造加後段封裝整套解決方案的大廠都積極建構產能，預估明年晶圓代工廠配套提供的2.5D封裝營收將年增120%以上，雖在整體晶圓代工營收佔比不到5%，但重要性日增。

台積電董事長暨總裁魏哲家在前一次法說會上提到，在封裝部分台積將只會專注在最先進的後段技術，這些技術將幫助客戶的前瞻產品。

03. 成熟節點的“過剩爭論”

首先，“成熟半導體”一詞涵蓋了一系列不同類型的晶片，每種晶片都有自己的供需動態。這些既包括特定類型的半導體，包括邏輯、功率、射頻和混合模擬和數字半導體，也包括用於特定類型最終用途的成熟半導體，例如汽車、機器人、無人機、工業自動化、航空航天和其他行業。因此，“傳統半導體”沒有單一市場，不能一概而論的說“產能過剩”。

其次，全球大多數成熟的半導體節點產能都掌握在IDM手中，在中國，成熟節點生產產能則由從事代工服務的公司主導，這包括高度專業化。代工廠根據客戶提供的設計製造半導體，取決於代工廠客戶而非代工廠本身確定的市場需求。公司設計的半導體與特定行業的需求緊密相關，力求謹慎地平衡供需，我們的商業模式旨在避免“產能過剩”。代工廠往往高度專業化，通常由公司營運的每個晶圓廠都將針對非常特定的客戶產品而設立。

另外，由於成熟節點半導體的利潤率非常低，代工廠很難迅速切換生產線，因此代工廠和客戶更願意簽訂長期合同，以鎖定特定類型半導體的供應。這尤其適用於產品生命週期長、安全要求高、需要嚴格認證產品質量和可靠性的行業，例如醫療裝置和汽車應用。

最後，是業內經常被忽視或誤解的“經濟產能過剩”概念。這指的是全球行業實際上認為一定量的過剩供應是可取的，對於消除預期和常見的供需波動至關重要。其中一些風險包括不可預測的工具停機時間；自然災害，如影響前端製造和材料供應商的福島地震；影響三星的德克薩斯州冬季冰凍；以及過去幾年發生的其他事故，如主要設施發生火災。業內一些人認為，最佳的產能過剩水平是 15-20% 左右！即使在疫情期間出現嚴重晶片短缺之後，一些成熟節點仍會繼續出現滾動短缺，整個系統的健康需要一定程度的經濟產能過剩。

04. 先進製程只是巨頭battle的舞台，成熟製程才是全球追求的“財富”

美國商務部在 2024 年第一季度對約 100 家美國公司進行了調查，以確定它們對中國公司在成熟半導體方面的依賴程度。依賴問題與產能過剩問題緊密相關，因為美國官員擔心產能過剩可能導致更大的依賴，從而使公司容易受到成熟節點供應鏈中斷的影響。

大量晶片在中國組裝，這也使情況更加複雜。美國公司很少進口單個半導體，而是進口包含一個或多個可能源自中國的成熟半導體的產品，這些產品既來自國內的代工廠，也來自在中國營運的外國代工廠。由於美國的出口管制以及中國對某些政府和國有企業供應鏈施加的壓力越來越大，要求其減少外國半導體的數量，外國公司在中國生產的 IT 產品中，來自中國的成熟半導體的比例可能會上升。

製造尖端晶片的公司通常將需求增長歸因於依賴 CPU、GPU 或專用神經處理晶片的 AI 應用的增長。較少出現在頭條新聞中的應用包括智慧型手機應用處理器、高性能計算 (HPC) 和雲端伺服器晶片。

當下一代技術投入使用時，領先應用的關鍵客戶已經準備好轉向下一個前沿節點，然後晶圓廠就會出現產能空缺，尤其是在產量很高的情況下。

但更多的晶片是建立在較成熟的節點上的。例如，電動汽車對電源管理 IC (PMIC) 的需求不斷增加。PMIC 通常使用 180nm 或 130nm 等成熟節點，但採用 BCD 工藝（雙極、CMOS、D-MOS），PMIC 變得越來越智能，除了模擬電路外，還整合了越來越多的數字邏輯。因此，設計正在轉向 90nm、55nm 和 40nm BCD 工藝節點。

與此同時，感測器的需求可能還低於 180 和 150nm 節點。對於需要耐高壓的汽車應用，它們與其他模擬電路整合在 BCD 工藝上同樣主要採用 180nm 或 130nm，先進的智能感測器整合了微控製器，正在向 65nm 或 40nm 轉移，但這是這些應用的最新技術。頂級 CMOS 圖像感測器採用 22nm 低功耗工藝，正在向 12nm finFET 工藝轉移。

工藝節點通常針對特定應用和用例。用於物聯網系統的晶片代表了目標工藝節點的一些分歧，出於成本原因，它們大多停留在 40 和 22nm 這樣的節點。但隨著人工智慧走向邊緣，更多裝置將具備一些推理能力，而執行該功能的晶片將需要比其他數字邏輯更高的性能，因此它們正在轉向 6nm。

模擬和混合訊號晶片也趨於落後。聯華電子指出：“如果應用中混合了模擬和數位電路，那麼我們認為 55nm 是最佳選擇。純模擬趨於停留在 8 英吋先進節點——通常是 180 和 150nm。”

成熟製程不是一成不變的。一些晶圓廠通過改進來吸引新設計，從而為舊工藝注入新的活力。包括引入特定的電晶體裝置來提高性能或最大限度地減少洩漏，縮小工藝以改善成本和工具利用率，增加特定的射頻功能或高電壓以實現混合訊號系統，或增加汽車級認證。

Chiplet技術的出現也影響了這些選擇。理論上，人們不再需要將某些功能遷移到更先進的節點，只需將所有功能放在一個晶片上即可。相反，只有真正需要先進節點功能的部分才能移動到那裡，從而最大限度地減少昂貴節點的晶片尺寸。其餘部分可以作為單獨的小晶片整合在封裝內。儘管小晶片可以節省晶片成本，但先進封裝成本必須降低才能實現淨成本節約。 (半導體產業縱橫)