有機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)2018年IC總體預(yù)計(jì)增長7.1%，IC產(chǎn)業(yè)市場將達(dá)到4370億美元，晶圓代工廠可能會(huì)在2018年玉帶一些挑戰(zhàn)，但是各大巨頭也做了相應(yīng)的布局。到2018年，英特爾預(yù)計(jì)將增長10納米投入。臺(tái)積電表示，7nm節(jié)點(diǎn)可能會(huì)達(dá)到28nm一樣的成就。

在全球晶圓代工巨頭方面，GlobalFoundries、Intel、Samsung和TSMC正在從16nm/14nm向10nm/7nm節(jié)點(diǎn)遷移。分析師表示，英特爾已經(jīng)遇到了一些困難，因?yàn)檫@家芯片巨頭從2017年下半年至2018年上半年剛推出了新的10nm制程。此外時(shí)間也將會(huì)證明其他芯片制造商是否會(huì)在10/7nm節(jié)點(diǎn)下完成平穩(wěn)或粗糙的過渡。

不僅如此，另外幾家代工廠也正在抓緊推出22nm工藝，不過目前這種技術(shù)的需求前景不算很明朗。重要的是，代工廠商看到了8英寸晶圓的巨大需求，然而2018年，8英寸晶圓的需求依舊很短缺。

盡管如此，這個(gè)行業(yè)也沒有想象的那么悲觀，據(jù)SemicoResearch的分析師JoanneItow透露，代工業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)繼續(xù)保持穩(wěn)定增長（2018年將比2017年增長8%）。這與2017年的增長預(yù)測完全一致。

“增長的驅(qū)動(dòng)因素包括人工智能、汽車和傳感器，”分析師說：“盡管智能手機(jī)銷量的增長速度已經(jīng)放緩，但智能手機(jī)的BOM仍然是代工業(yè)務(wù)中最重要的部分。其中包括傳感器、處理器、圖像傳感器、無線和模擬射頻。”

代工廠也在關(guān)注高性能計(jì)算、電力電子甚至加密貨幣的增長。中國市場是最值得關(guān)注的，許多代工廠都在擴(kuò)大或建造新的晶圓廠。

根據(jù)研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)，在全球晶圓代工市場中，臺(tái)積電繼續(xù)占主導(dǎo)地位（2017年占有55.9%的份額）。根據(jù)該公司的數(shù)據(jù)，GlobalFoundries排在第二位，聯(lián)電，三星，中芯，TowerJazz，力晶，先鋒，華虹和東部緊隨其后。

圖1：按收入排名前十的代工廠商（三星，力晶的數(shù)據(jù)屬于預(yù)估）。

更多數(shù)據(jù)

世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)公司（WSTS）最近預(yù)測，2017年半導(dǎo)體市場將達(dá)到4090億美元，比2016年增長20.6%。收入增長是由于DRAM平均銷售價(jià)格的上漲。以及對(duì)于模擬，閃存和邏輯的強(qiáng)勁需求。

WSTS預(yù)計(jì)2018年IC產(chǎn)業(yè)市場將達(dá)到4370億美元，比2017年增長7%。根據(jù)VLSIResearch的統(tǒng)計(jì)，2018年IC總體預(yù)計(jì)增長7.1%，而2017年為12.8%。

多年來，IC產(chǎn)業(yè)一直圍繞著摩爾定律（晶體管密度每18個(gè)月翻一番）處于不斷變化中。根據(jù)這個(gè)定律，芯片制造商每18個(gè)月就會(huì)推出一項(xiàng)新工藝，表面上是為了降低晶體管的成本。

目前來看，摩爾定律仍然是可行的，不過它正在經(jīng)歷新的發(fā)展。每經(jīng)歷一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)，流程成本和復(fù)雜性都在急劇上升，因此，一個(gè)完全擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)節(jié)奏已經(jīng)從18個(gè)月延長到2.5年或更長的時(shí)間。此外，更少的代工業(yè)務(wù)客戶能負(fù)擔(dān)起往高級(jí)節(jié)點(diǎn)躍遷的能力。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，一款16nm/14nm芯片的芯片設(shè)計(jì)成本約為8000萬美元，28nm芯片的芯片設(shè)計(jì)成本為3000萬美元。相比之下，設(shè)計(jì)一個(gè)7nm芯片則要花費(fèi)2.71億美元。

和以往一樣，手機(jī)仍是芯片業(yè)的最大市場。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)，手機(jī)IC銷售占IC市場總收入的25%，預(yù)計(jì)2018年將達(dá)到973億美元，比2017年增長8%。該機(jī)構(gòu)還認(rèn)為，個(gè)人電腦相關(guān)芯片是第二大IC市場，預(yù)計(jì)2018年將增長5%，達(dá)到726億美元。

其他市場增速更為驚人。例如，汽車IC銷售額預(yù)計(jì)在2018年將增長16%，達(dá)到324億美元;到2018年，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的IC銷售額將增長16%，達(dá)到約168億美元。

圖2：IC領(lǐng)域的市場增長情況（以十億美元計(jì)）

“越來越多的客戶正在重新定義他們的產(chǎn)品組合，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、汽車市場，”UMC美國銷售副總裁WalterNg說：“就拿汽車領(lǐng)域來說，信息娛樂、數(shù)據(jù)安全和先進(jìn)操作功能的進(jìn)步，正在增加對(duì)MCUs的需求，其集成了嵌入式非易失性存儲(chǔ)器、RF元件和MEMS傳感器。

WalterNg還表示：“在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，我們看到了許多不同類型的設(shè)備，但主要關(guān)注的焦點(diǎn)似乎是將MCU與多協(xié)議通信集成在一起的IC，包括Wi-Fi，藍(lán)牙甚至Zigbee。我們也看到了企業(yè)對(duì)家庭自動(dòng)化的巨大興趣。”

考慮到這些增長驅(qū)動(dòng)因素，代工廠商必須開發(fā)更多不同的工藝來滿足客戶日益增長的需求。GlobalFoundries首席技術(shù)官GaryPatton表示：“一個(gè)技術(shù)平臺(tái)能滿足從高端IBMz系統(tǒng)（大型機(jī)）一直到電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這顯然是不切實(shí)際的。”

為了滿足這些需求，晶圓廠必須每年增加他們的資本支出和研發(fā)支出。但是只有少數(shù)的晶圓廠有開發(fā)多種技術(shù)的資源。規(guī)模較小的公司當(dāng)然也是可行的，不過他們對(duì)市場必須更專一。

除了研發(fā)資本的支出，還有一些晶圓代工廠需要面對(duì)的挑戰(zhàn)：

經(jīng)濟(jì)和政治問題可能影響電子行業(yè)。

低迷的需求和庫存問題往往會(huì)在第一季度出現(xiàn)，這可能會(huì)在隨后的季度中持續(xù)存在。

集成電路業(yè)務(wù)正在進(jìn)行一波并購活動(dòng)。整合的結(jié)果則是代工廠商的客戶群縮減。

硅片的可用性令人擔(dān)憂。在多年的供應(yīng)過剩之后，硅片供應(yīng)商看到了新的需求。但是，供應(yīng)商并沒有對(duì)新工廠進(jìn)行投資，許多公司已經(jīng)提高了價(jià)格。

封裝測試供應(yīng)鏈?zhǔn)蔷A廠的另一個(gè)問題。對(duì)芯片需求的上升導(dǎo)致了制造能力、各種封裝類型甚至一些設(shè)備的短缺。

10nm/7nm，22nm工藝技術(shù)的遷移

到2018年，英特爾預(yù)計(jì)將增長10納米投入。此外，GlobalFoundries，三星和臺(tái)積電將開始出貨各自的7nmfinFET工藝產(chǎn)品。三星還宣布了各種半節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品。

節(jié)點(diǎn)名稱很混亂。簡而言之，Intel的10nm技術(shù)大致相當(dāng)于其他晶圓廠的7nm節(jié)點(diǎn)。

無論如何，節(jié)點(diǎn)遷移是具有挑戰(zhàn)性的。例如，一些芯片制造商花費(fèi)比預(yù)期更長的時(shí)間從平面節(jié)點(diǎn)遷移到16nm/14nm。在16nm/14nm工藝中，許多供應(yīng)商轉(zhuǎn)向下一代稱為FinFET的晶體管類型。在FinFET中，對(duì)電流的控制是通過在鰭的三側(cè)面上的柵極來實(shí)現(xiàn)的。

圖3：FinFET與平面?

一般而言，F(xiàn)inFET解決了短溝道效應(yīng)和其他縮放問題，但是該技術(shù)制造起來更困難且成本更高。

舉個(gè)例子：英特爾本應(yīng)在2017年下半年發(fā)布10納米FinFET工藝，但最近的進(jìn)度有所下滑。投資銀行公司晨星（Morningstar）分析師AbhinavDavuluri在最近的一次采訪中表示：“英特爾10nmFinFET工藝看起來像是被推遲到了18年上半年。“這可能是遭遇了一系列的問題。但是，他們解決14納米工藝問題的時(shí)間，在10nm工藝基本上是成倍增加。因?yàn)楝F(xiàn)在你正在做自對(duì)齊的四軸模式，而不是雙模式。它需要更多的步驟和更好的功能尺寸，顯然這兩個(gè)問題是相互矛盾的。”

從時(shí)間上來看，GlobalFoundries，三星和臺(tái)積電在7nm將面臨類似的問題。Gartner分析師SamuelWang表示：“三家代工廠似乎都在取得良好的進(jìn)展。”

SamuelWang預(yù)計(jì)，在2018年7nm工藝將有一個(gè)較大的增長，但在短期內(nèi)，根本不能與10nm抗衡。預(yù)計(jì)在2017年，10nm將產(chǎn)生價(jià)值50億美元的業(yè)務(wù)。相比之下，預(yù)計(jì)到2018年，7nm的銷售額將從25億美元增至30億美元。

那么隨著時(shí)間的推移，7nm將如何發(fā)展呢？“這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，”GlobalFoundries的Patton說。“有一些客戶在更積極地布局到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。其他人則會(huì)緩慢跟進(jìn)。”

根據(jù)Patton的說法，7nm將會(huì)是一個(gè)長壽的節(jié)點(diǎn)。FinFET將會(huì)有很多延伸，有很大的擴(kuò)展空間。

臺(tái)積電表示，7nm節(jié)點(diǎn)可能會(huì)達(dá)到28nm一樣的成就。“7nm的最初應(yīng)用是高端應(yīng)用處理器和高性能計(jì)算。我們預(yù)計(jì)到2018年底，將會(huì)有超過50次流片，“臺(tái)積電聯(lián)席首席執(zhí)行官兼總裁C.C.Wei在最近一次電話會(huì)議上表示。

然而，并非所有的代工廠客戶都是世界領(lǐng)先廠商。雖說許多公司正在開發(fā)新的芯片，并正在探索遷移到16nm/14nm甚至更遠(yuǎn)的想法。但是許多公司都停留在28納米節(jié)點(diǎn)以上，因?yàn)樗麄儫o法承受先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的高昂IC設(shè)計(jì)成本。

為填補(bǔ)市場空白，GlobalFoundries，英特爾，臺(tái)積電和聯(lián)電正在開發(fā)一種新的22納米工藝。22納米比28納米更快，芯片開發(fā)成本低于16納米/14納米。

然則并不是所有的22nm技術(shù)都一樣。例如，GlobalFoundries正在準(zhǔn)備22納米FD-SOI技術(shù)。臺(tái)積電和聯(lián)電正在開發(fā)22納米大容量CMOS工藝。而Intel則采用了新的低功耗22nmFinFET技術(shù)。

從此以后，客戶必須權(quán)衡各種選項(xiàng)。“這取決于你在什么空間，”GlobalFoundries的Patton說：“如果你專注于高性能，并且正在嘗試制造大型芯片，那么你會(huì)選擇FinFET。如果你期望芯片體積小，而且成本和功耗達(dá)到了平衡，那么你就可以沿著FD-SOI路徑走下去。

大容量CMOS工藝也是一種選擇，聯(lián)電正在開發(fā)一個(gè)22nm制程，用于RF、毫米波和其他應(yīng)用。“這個(gè)工藝能提供性能和成本的最佳組合，”聯(lián)電的專業(yè)技術(shù)部門的副總裁RajVerma說。

盡管如此，在未來許多晶圓廠客戶仍將堅(jiān)持使用28nm。Gartner公司的Wang說：“28納米級(jí)技術(shù)提供了速度，功耗和成本的最佳組合，其將繼續(xù)保持良好的需求，28nm晶圓代工年收入可達(dá)100億美元。”

那么，22nm會(huì)起飛嗎？“是的，因?yàn)?2納米是28納米的延伸，”Wang說。“它提供了更好的性能和密度。”

8英寸晶圓的熱潮

在過去兩年中，由于某些芯片的需求激增，集成電路產(chǎn)業(yè)在8英寸晶圓廠產(chǎn)能方面嚴(yán)重短缺。

2018年，8英寸供應(yīng)量仍將保持緊俏，12英寸的供應(yīng)預(yù)計(jì)也將遵循類似的路徑。“2018年將是8英寸技術(shù)供應(yīng)緊張的第三年，”聯(lián)電的Ng說。“隨著12英寸技術(shù)能力開始跟進(jìn)，我們看到客戶采購戰(zhàn)略開始變得更具戰(zhàn)略意義。”

一般來說，一個(gè)典型的8英寸晶圓廠每月生產(chǎn)大約4萬片晶圓，生產(chǎn)的芯片從6微米到65nm不等。Ng說：“傳統(tǒng)的MCUs、功率分立器件、PMICs、指紋傳感器和顯示屏驅(qū)動(dòng)的晶片仍然比現(xiàn)有的需求更大。”

總而言之，8英寸的需求將會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，這促使芯片制造商尋找新的創(chuàng)造性的方法來應(yīng)對(duì)產(chǎn)能緊縮。例如，芯片制造商已經(jīng)將一些設(shè)備從8英寸轉(zhuǎn)移到12英寸廠。12英寸晶圓廠已經(jīng)能生產(chǎn)出高端芯片。

Ng表示：“12英寸技術(shù)預(yù)計(jì)將會(huì)向更高的利用率邁進(jìn)。傳統(tǒng)的12英寸工藝主要由電源管理，指紋傳感器和顯示驅(qū)動(dòng)IC等應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，而更主流的12英寸需求則由MCU，無線通信和存儲(chǔ)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。”

在成熟的節(jié)點(diǎn)上，晶圓廠能夠提供專業(yè)的工藝，如模擬、雙極性CMOS-DMOS（BCD）、MEMS、混合信號(hào)、電源管理和RF。

如今，由于5G和汽車的出現(xiàn)，專業(yè)代工業(yè)務(wù)正在復(fù)興。電力電子和無線仍然是增長型市場。Ng表示：“聯(lián)電在BCD電源管理應(yīng)用方面正處于增長階段，受全球新能源的驅(qū)動(dòng)，這將需要更完整，安全和可用的電源管理解決方案。

同時(shí)，汽車市場仍然是整體晶圓代工廠商的一小部分業(yè)務(wù)，但該領(lǐng)域正在快速增長。因此，代工廠正爭相在競技場上擴(kuò)大業(yè)務(wù)。

GlobalFoundries汽車副總裁MarkGranger表示：“過去幾年，我們開始看到一個(gè)真正的拐點(diǎn)，你可以開始看到車輛中的半導(dǎo)體含量開始增長。隨著ADAS的加入，這些增長尤其明顯。“

一般來說，該汽車領(lǐng)域分為五個(gè)主要領(lǐng)部分：車身，連接性，融合/安全性，信息娛樂和動(dòng)力傳動(dòng)系。

晶圓廠在所有領(lǐng)域都看到了芯片的需求。有些領(lǐng)域會(huì)發(fā)展更快。“在汽車、安全系統(tǒng)和電力列車的電氣化方面，這些領(lǐng)域正在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體發(fā)展。”TowerJazz射頻/高性能模擬部門高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理MarcoRacanelli如是說。

代工廠商也在加緊推進(jìn)先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛技術(shù)。ADAS涉及汽車中的各種安全功能，如自動(dòng)緊急制動(dòng)和車道檢測。

豪華車已經(jīng)包含了許多ADAS功能。而現(xiàn)在的目標(biāo)是將這些安全功能納入中級(jí)和入門級(jí)車型。這而背后將與成本有關(guān)，需要一些時(shí)間來進(jìn)行推進(jìn)。盡管如此，全自動(dòng)駕駛的出現(xiàn)還是要等好幾個(gè)年頭，甚至幾十年。

除了汽車之外，5G對(duì)OEM、設(shè)備制造商和代工廠來說也是另一個(gè)潛在的大市場。5G是當(dāng)前4G、LTE的無線標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)產(chǎn)品。它將使數(shù)據(jù)傳輸速率超過10Gbps，或者說是LTE的100倍吞吐量。

如果5G起飛，該技術(shù)將推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施和手機(jī)新芯片的發(fā)展。TowerJazz公司的Racanelli說：“更快，更多的移動(dòng)數(shù)據(jù)需求正在推動(dòng)對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算中心擴(kuò)展的迫切需求，并將為手機(jī)5G系統(tǒng)創(chuàng)造未來的機(jī)會(huì)。

Racanelli說：“數(shù)據(jù)中心需要從電源管理到高速光纖前端的更專業(yè)級(jí)半導(dǎo)體，5G系統(tǒng)將會(huì)讓射頻前端變得更加復(fù)雜，需要更多的RF-soi開關(guān)、過濾器和放大器。最后，5G還包括一個(gè)28GHz的頻段，我們的客戶和合作伙伴已經(jīng)在先進(jìn)的SiGe中創(chuàng)建了12Gb/s的連接。”

然而，聯(lián)電的Ng表示：“短期內(nèi)，有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施將如何發(fā)展，以支持目前定義的Wi-Fi和6GHz以下頻段的路由器和智能手機(jī)等產(chǎn)品的5G無線電頻率仍存在疑問。5G基礎(chǔ)設(shè)施部署需要很長時(shí)間才能為普通公眾使用。”

中國市場的機(jī)遇

中國市場對(duì)晶圓廠商來說是一個(gè)巨大的機(jī)遇，中芯國際和其他中國代工廠正繼續(xù)擴(kuò)張。國外廠商聯(lián)電已經(jīng)在中國建立了一個(gè)新的12英寸晶圓廠。GlobalFoundries，TowerJazz和臺(tái)積電正在中國建設(shè)新工廠。

晶圓代工業(yè)務(wù)不僅會(huì)為多國IC制造商生產(chǎn)芯片，而且還會(huì)為越來越多的國內(nèi)無晶圓廠設(shè)計(jì)公司提供芯片。據(jù)TrendForce統(tǒng)計(jì)，2017年中國IC設(shè)計(jì)行業(yè)收入預(yù)計(jì)將增長22%。根據(jù)研究公司的數(shù)據(jù)，到2018年，增長率預(yù)計(jì)將維持在20%左右。

TrendForce研究總監(jiān)JeterTeo表示：“這一增長將歸功于物聯(lián)網(wǎng)市場，其中AI和5G解決方案也將推動(dòng)擴(kuò)張的勢頭。“其他機(jī)會(huì)將來自新興應(yīng)用，如用于指紋和面部識(shí)別的生物傳感器、雙攝和AMOLED。”

圖4：中國IC設(shè)計(jì)行業(yè)的增長情況?

圖5：中國半導(dǎo)體Fab設(shè)計(jì)公司按營收排名?

盡管業(yè)內(nèi)密切關(guān)注著中國的半導(dǎo)體行業(yè)，其實(shí)我們也應(yīng)該關(guān)注中國在應(yīng)用領(lǐng)域的努力。SEMI中國公司總裁LungChu表示，中國正在追求5G、工業(yè)4.0、智能電網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展。在某些地區(qū)，中國的發(fā)展速度比世界其他地區(qū)都快。