中國晶圓廠現況及中芯國際發展分析

中國國內晶圓製造在受到制裁後放棄先進製程,中芯國際是唯一突破先進製程的廠商。國內計畫興建26座晶圓廠,其中28奈米、45奈米以及40奈米都採用12吋的成熟製程,14奈米只有中芯國際能完成。晶圓廠建造週期長,設備安裝調試需要時間,而整體設備需要慢慢改善。中芯國際採用IBM及應材進行CIM系統設計,國產化替代是必然的趨勢,大的晶圓廠一般只找大的CIM公司承包。半導體產業需求與產能之間存在週期性的波動,未來成長主要來自人工智慧、超算等領域對先進製程的需求。



詳情

先進製程和晶圓廠需求不斷增加,但中國產業受到制裁,存在著兼顧成熟過程和先進製程的需求不足的問題。中芯國際和華虹正在逆週期擴產,但中國公司缺乏經驗和綜合解決方案。芯豐等中國晶片廠商正在試產階段,計畫逐步提高產能。

1.中國國內晶圓製造雖然有落後之處,但中芯國際作為少數能突破先進製程的廠商,正穩步成長。雖然國內計劃興建28座晶圓廠,但調試招標等程序耗時。中芯國際和華虹正在逆週期擴產,但中國公司缺乏經驗和綜合解決方案。

2.AMHS(自動物料搬運系統)全球市場主要被日本大福和村田霸佔,國內佔有率基本在90%。CIM系統包括MES、SPC、APC、EAP和YMS等多個子系統,其中AMHS只是其中之一。芯豐等中國晶片廠商正在試產階段,計畫逐步提高產能。

3.全球12吋晶片需求量增加,主要應用於人工智慧、超算和自動駕駛等領域。由於國內產業受到製裁,存在著兼顧成熟過程和先進製程的需求不足的問題。

4.中芯國際故障率表現良好,軟硬體能力強。雖然日本大福和村田霸佔全球市場份額,但中國的先進製程廠商也逐漸崛起。目前,中芯國際是唯一能夠實施7奈米的國內公司。

5.中芯國際故障率表現良好,軟硬體能力強。日本售後服務能力較強,在中國有辦事處。芯豐等中國晶片廠商需要在軟硬體能力和售後服務方面加強建設。

6.設備精密度越來越高,性能越來越好,不可能降價。半導體產業設備一般不會降價。先進製程反而會越來越貴。因為技術產業會不斷更新。半導體產業設備投入佔比會越來越高。

7.國內晶圓廠計畫興建28座晶圓廠,但調試招標等程序耗時。CIM系統需要12-15億美金,而AMHS需要4-5億美金。中國的晶圓製造企業需要加強CIM系統軟硬體能力和售後服務建設。

8.先進製程和晶圓廠需求不斷增加,但國內產業受到製裁,存在著兼顧成熟製程和先進製程的需求不足的問題。中芯國際和華虹正在逆週期擴產,但中國公司缺乏經驗和綜合解決方案。芯豐等中國晶片廠商正在試產階段,計畫逐步提高產能。



晶圓廠受制裁的主要是先進製程,特別是14奈米及以下的製程,目前國內只有中芯國際能夠突破先進製程,其他廠商以擴展28奈米產能為主。國內計畫興建26座晶圓廠,其中28奈米、45奈米以及40奈米都採用12吋的成熟製程,14奈米只有中芯國際能完成。

1.目前中國國內只有中芯國際能突破先進製程,其他廠商以擴展28奈米產能為主。國內計畫興建26座晶圓廠,採用的是12吋的成熟過程,14奈米只有中芯國際能完成。

2.長江儲存和長鑫原計畫擴建先進製程晶圓廠,但目前改為擴展成熟製程。長鑫的第二期晶圓廠原計畫採用先進製程14奈米,現在改為成熟製程64奈米。

3.中芯國際是唯一突破先進製程的廠商,擴建了4座晶圓廠,月產能達34萬片。中芯國際南方二期是7奈米製程,產能小,只有20,000片。

4.國內晶圓廠在建置過程中,會先招標廠房、設備、外圍設施,再引進生產系統。晶圓廠建造從規劃到投產需要1.5-2.5年,設備安裝調試至少需要3個月,整體設備需要慢慢改善。

5.AMHS是在生產系統引入之後安裝的,需要至少3個月的調試時間。國內晶圓廠在興建過程中,會先招標廠房、設備、外圍設施,然後再引進生產系統。

6.晶圓廠建設的影響因素包括設備進口情形、設備品質、設備佔比、國產化率、設備供應商、建設週期等。

7.目前已經有10+家晶圓廠建好,但需要1.5-2.5年的時間才能投產。晶圓廠的產能釋放到2024年才會開始,2023年深圳已經開始量產。

8.晶圓廠受制裁的主要是先進製程,特別是14奈米及以下的製程。華潤微、長鑫和華虹原計畫想擴建14奈米的先進製程晶圓廠,但目前改為擴展成熟過程。


中芯國際對於晶圓廠的CIM系統採用IBM和應材進行設計,國產化替代是必然的趨勢,一般先找CIM系統再進行分包,CIM系統在晶圓廠中非常重要,由此可以看出CIM整合度不是AMHS整合度可以達到的,目前國內CIM系統的主流玩家是應材和IBM,大的晶圓廠一般只找大的CIM公司承包,晶圓廠不可能與AMHS對接,部分小的晶圓廠會考慮與新施諾合作,中芯紹興二期可能會採用國產替代品。

1.設備安裝加上系統調試大概率是6-8個月就行。CIM系統對晶圓廠的正常運作非常重要。中芯國際對於晶圓廠的CIM系統採用IBM和應材設計。國產AMHS廠商,一般先找CIM系統再進行分包。晶圓廠不可能直接與AMHS對接,有一種合作模式是在招標時可以要求CIM廠必須用某一家的AMHS。

2.國產化替代是必然的趨勢。現在國產化稍微少一點慢一點。但是小的晶圓廠影響不大。可以慢慢用國產化產品的替代。部分小的晶圓廠會考慮與新施諾合作。中芯紹興二期可能採用國產替代品。

3.CIM系統在晶圓廠中非常重要。除了中芯國際採用IBM和應材設計,其他廠商也是這樣配置的。但CIM整合度不是AMHS整合度可以達到的,目前國內CIM系統的主流玩家是應材和IBM,大的晶圓廠一般只找大的CIM公司承包,晶圓廠不可能直接與AMHS對接。

4.部分小的晶圓廠會考慮與新施諾合作。中芯國際一些小的晶圓廠會用到它。但在招標時,一般先找CIM系統再進行分包,由CIM系統指定AMHS廠商。

5.中芯紹興一期暫未採用國產替代,可能二期後面會有。中芯紹興主要做製程元件。

6.中芯東方主要和高層偏好有關。不會因為日本村田供貨時間影響而選擇國產方案。

7.CIM系統難度就像半導體設計中的EDA,晶片整個製造管控都是由這個系統來完成。難度是和成熟度相關的。剛開始是MES最難,但現在MES已經非常成熟了。AMHS在CIM中佔20%,MES也佔20%。其他都是基於設備開發了。

8.中芯國際的新建廠主要分佈在張江、臨港、天津和北京。其中天津是接下來的重點建設。2022年總共出貨量是718萬片,2023年估計下降有個<10%的下降,2024年基本上會在730萬片。到2025年總共基本上是在770萬片。新建的26奈米或28奈米的12吋晶圓廠不會停,預計2024年開始放量增加快。



中國半導體產業目前產能仍不足,主要依賴進口滿足需求。未來成長主要來自人工智慧、超算等領域對先進製程的需求。8吋晶片將逐漸被淘汰,而12吋產能將持續增加。數位晶片和類比晶片都在成長,但類比晶片的成長將更加明顯。半導體產業是一個週期性的產業,需求和產能之間存在週期性的波動。美國對中國半導體產業的壓制和封鎖令國內晶片廠商加速擴產以滿足國內市場需求。人工智慧、超算等領域對製程技術的發展和升級提出更高要求。28奈米以上製程將成為市場主流的需求。


1.目前中國國內晶圓廠的產能只佔全球需求的一小部分,尤其在12吋產能方面,還遠遠無法滿足本土市場的需求。雖然國內半導體產業正在加速擴張,但目前產能仍不足,主要依賴進口滿足需求。這也是國家提出自主研發的重要性的原因之一。

2.未來成長主要來自人工智慧、超算等領域對先進製程的需求。這些領域對晶片的性能要求越來越高,需要更先進的製程和技術支援。隨著這些領域的不斷發展,先進製程的需求將會越來越大。

3.8吋製程已經無法滿足先進製程的需求,將逐漸淘汰。未來市場的需求將主要集中在12吋和更高製程的晶片上。這也是國內半導體產業加速擴產的重要原因之一。

4.數位晶片和類比晶片都在成長,但類比晶片的成長將更加明顯。目前,人工智慧、超算和自動駕駛等領域對類比晶片的需求越來越高,這將推動類比晶片的市場需求不斷上升。

5.半導體產業是一個週期性的產業,需求和產能之間有週期性的波動。目前正處於消庫存的階段,但這個階段不會持續太久,未來市場需求將逐漸上升。這也是國內半導體產業加速擴產的原因之一。

6.美國對中國半導體產業的打壓封鎖令國內晶片廠商不得不加快擴產以滿足國內市場需求。此外,政策主導產業也推動了國內產能的擴張。這些都是國內半導體產業加速發展的原因之一。

7.人工智慧、超算等領域對製程技術的發展與升級提出更高要求。製程技術的不斷升級將推動晶片性能的提升,同時也將帶動半導體產業的發展。

8.28奈米以上製程將成為市場主流的需求,這是由於製程成熟、量高、穩定而價格低廉的特性。隨著市場需求的不斷上升,28奈米以上製程的晶片將會成為半導體產業的主要產品之一。


中國晶片產業需謹慎擴產,14奈米以下的生產設備已買不到,中芯國際是目前唯一能實施7奈米生產的公司。國內晶圓廠交付週期長,需注意設計、審核、安裝、試運轉、驗收及售後服務等環節,一般需1年左右。日本公司的維修服務費用高昂,而國內晶片產業缺乏整體解決方案,但在某些子模組上有優勢,需要在技術差異方面加強。

1.中國國內晶片產業需謹慎擴產,市場需求遠小於庫存量。逆週期擴張策略屢試不爽,因此擴產需謹慎。製造商需要在產業週期的高峰期逆序擴張,以便在產業低迷期滿足市場需求。

2.目前國內14奈米以下的生產設備已買不到,只有中芯國際能實施7奈米生產。這顯示出中芯國際在晶片製造技術方面的領先地位。

3.中芯南方一直是做成熟過程,未來不會單獨發布財報,生產14奈米、12奈米和7奈米晶片。這顯示中芯南方在晶片製造方面也有一定的實力。

4.中芯國際的客戶包括華為、高通等手機、GPU、CPU、車、伺服器和基地台製造商。這顯示中芯在晶片市場上有廣泛的應用。

5.國內晶圓廠交付週期長,需注意設計、審核、安裝、試運轉、驗收及售後服務等環節,一般需1年左右。這需要晶片製造商在擴產時做好相關規劃和預算。

6.日本公司的維修服務費用高昂,售後人員會依時間計費,每次維修費用上萬。維修服務一般保固1年,需要晶片製造商在購買設備時做好相關預算。

7.國內晶片產業缺乏整體解決方案,但在某些子模組上有優勢。晶片製造商需要在技術差異方面加強,提高整體解決方案的實力。

8.村田和大福雖然不提供整體方案,但在AMHS子模組上做得最好,可以作為整個系統的重要組成部分。晶片製造商需要根據自身需求選擇合適的供應商,以確保生產效率和品質。


中國國內的售後服務品質和價格都很優秀。雖然不同公司的技術和經驗有所差異,但都能夠設計出符合要求的AMHS系統。交付週期因專案大小和公司規模而異。老員工多的公司人力資源更豐富,但不一定能提高交貨速度。12吋的廠房必須改造,而8吋的則稍微落後一些。

1.中國國內的售後服務品質都很高,而價格也很優秀。不同公司的售後服務人員數量和進駐時間可能會有所不同,有的需要進駐半年以上。售後服務一般以老員工帶新進員工的方式進行,新進員工需要在現場逐漸熟悉工作內容。

2.不同公司的技術和經驗都有差異,但都能夠設計出符合要求的AMHS系統。芯豐作為一家經驗豐富的公司,在交付週期和設計方案上更加成熟;而成川則相對缺乏經驗,可能需要更多時間來熟悉專案。

3.交付週期因專案大小和公司規模而異。對於大型項目,交付週期可能會更長,而小型專案則可能更加快速。同時,老員工多的公司人力資源更豐富,但不一定能提高交付速度。

4.12吋的廠房必須進行改造才能適應AMHS系統的要求,而8吋的廠房則稍微落後一些。不過,大多數老企業都已經進行了改造,因此12吋的廠房數量比較多​​。

5.方案設計階段需要嘗試多個方案,而不是單一方案。在投標之前,一般都會出多個方案供客戶選擇。

6.不同公司的人員配置可能會有所不同,成川人員較多,但在經驗上欠缺。芯豐則人員較少,但老員工佔比較高。

7.售後服務一般會留個6-8人,有經驗的人員會在現場帶領新人進行工作。售後服務一般要簽訂3年的服務協議,價格便宜且有保障。

8.AMHS系統的維護成本較低,而配套設備的價格卻很高。天車等設備單價數十萬元,加上控制系統和軟體之後,一整套設備價格可達1.2億美元。售後服務一般以打包及按次收費兩種方式進行,中國一般採用前者。


項目的總成本為5,000-6,000萬元,訂單總價值約為7,000+萬元,可以獲得約4,000-5,000萬元的利潤,該行業的毛利一般為60-70%,但隨著競爭加劇,目前稍微降低。成川作為封測廠商只能承擔其中某一塊的工作,而芯豐作為軟體開發方主要參與AMHS整個系統軟體方面的開發。

1.一般專案的成本主要由硬體和軟體開發、調試以及人工費用組成,其中硬體佔20%,軟體佔25%,人工費用和研發費用各佔10%。總成本約為5,000-6,000萬元,加上下游供應商的利潤和研發費用,則訂單總價約為7,000+萬元。在該行業中,毛利一般為60-70%。

2.這類項目在國內市場較為稀缺,而日本的毛利較高。雖然國內也有一些公司承接小模組,但整個系統的獨立開發能力仍比較不足。目前,該行業競爭加劇,軟體方面的毛利略有下降。

3.成川作為封測廠商,規模較小,只能承擔其中某一塊的工作。而芯豐作為軟體開發方,主要參與A MHS整個系統軟體的開發,包括提供天車。

4.在這類項目中,硬體成本約為2,000+萬元,其中芯豐的毛利大約在<2,000萬元左右。

5.一般情況下,一個晶圓廠需要使用數百到600-700台天車,對應的產能不同,小的對應3-4萬片,大的則是10+萬片。

6.這類項目的價格在1-1.5億元之間,具體價格取決於製成的東西的複雜度,例如過程區別等。

7.目前專案主要存在軟體方面的問題,例如調度系統突然Bug、擁塞等,需要進行測試和考慮各種方案以確保遇險時能啟動備用方案。

8.目前200-300台都處於試產階段,2024年達到1萬片的量產能力。專案的規劃是4年突破2萬片,因為剛開始量產的時候不敢投那麼多。設備東西都裝的差不多了,需要進行調度和壓力測試。區域要運作一段時間,確保沒有問題才能擴大區域運作。(半導體材料與製程設備)