28奈米先進(jìn)制程需求飆升半導(dǎo)體晶圓代工景氣回暖

2012年晶圓代工景氣將有機(jī)會(huì)看見春燕歸來(lái)。雖然全球整體經(jīng)濟(jì)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但由于行動(dòng)裝置的市場(chǎng)需求依舊強(qiáng)烈，對(duì)于具備體積小且可容納更多電晶體的先進(jìn)奈米(nm)制程產(chǎn)品而言，更是炙手可熱。

根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IHSiSuppli指出，2012年全球晶圓代工市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)296億美元，與2011年的265億美元相比，成長(zhǎng)12%，大幅優(yōu)于2011年4%的年增率表現(xiàn)(圖1)；主要系因平板裝置、智慧型手機(jī)與超輕薄筆電(Ultrabook)等熱門行動(dòng)產(chǎn)品對(duì)電子元件的需求持續(xù)增加所致。預(yù)估20132015年全球晶圓代工產(chǎn)值規(guī)模仍將節(jié)節(jié)攀升，且年增率皆可維持兩位數(shù)的表現(xiàn)。

事實(shí)上，由于此波行動(dòng)裝置發(fā)展熱潮對(duì)28奈米制程產(chǎn)品的需求殷切，已使臺(tái)積電出現(xiàn)產(chǎn)能吃緊狀況，正全力調(diào)整臺(tái)中科學(xué)園區(qū)十五廠產(chǎn)線，擴(kuò)產(chǎn)28奈米制程產(chǎn)品，以因應(yīng)訂單滿手的甜蜜負(fù)擔(dān)。

28奈米訂單淹腳目臺(tái)積電急調(diào)中科廠擴(kuò)產(chǎn)

為紓解28奈米產(chǎn)能吃緊的情況，臺(tái)積電已緊急調(diào)整現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)畫，未來(lái)中科十五廠一四期廠房，將全數(shù)用于28奈米產(chǎn)品生產(chǎn)。同時(shí)，臺(tái)積電也將提高資本支出，添購(gòu)28奈米制程設(shè)備，滿足晶片商持續(xù)高漲的代工需求。

臺(tái)積電執(zhí)行副總經(jīng)理暨共同營(yíng)運(yùn)長(zhǎng)蔣尚義(圖2)表示，臺(tái)積電上半年的訂單狀況目前看來(lái)相當(dāng)不錯(cuò)，除過(guò)往在28奈米制程的布局成效已慢慢彰顯外，下半年各式行動(dòng)裝置新產(chǎn)品即將推出亦為成長(zhǎng)動(dòng)能之一。為提供客戶足夠產(chǎn)量的28奈米制造服務(wù)，臺(tái)積電已調(diào)動(dòng)中科十五廠專注擴(kuò)大該先進(jìn)制程的產(chǎn)能。

除調(diào)整產(chǎn)能外，為因應(yīng)28奈米需求持續(xù)高漲，今年臺(tái)積電資本支出也將從年初估計(jì)的60億美元持續(xù)向上調(diào)整。蔣尚義進(jìn)一步指出，未來(lái)新增加的資本支出部分主要是添購(gòu)28奈米制程的相關(guān)設(shè)備。由于28奈米制程許多機(jī)器設(shè)備不能與其他制程的設(shè)備通用，因此為擴(kuò)大產(chǎn)量，勢(shì)必要加碼投資相關(guān)機(jī)具設(shè)備。

據(jù)了解，目前臺(tái)積電已規(guī)畫中科十五廠為28奈米生產(chǎn)主力基地，而竹科十二廠由于是研發(fā)聚落地，因此未來(lái)20奈米以及更先進(jìn)的14奈米都將在此發(fā)展。至于南科十四廠第五期與第六期也將全力發(fā)展20奈米，而不會(huì)加入28奈米制程項(xiàng)目。

值此28奈米需求旺盛同時(shí)，臺(tái)積電亦已積極布局新制程，鞏固市場(chǎng)地位。

沖刺20奈米產(chǎn)能臺(tái)積電南科新廠動(dòng)土

為擴(kuò)充20奈米先進(jìn)制程未來(lái)產(chǎn)量，全球晶圓代工龍頭臺(tái)積電于4月9日在南科舉行十四廠第五期動(dòng)土典禮，預(yù)計(jì)2013年底即可開始量產(chǎn)20奈米制程產(chǎn)品。

臺(tái)積電董事長(zhǎng)暨執(zhí)行長(zhǎng)張忠謀(圖3)表示，繼竹科十二廠第六期先行試產(chǎn)20奈米制程后，臺(tái)積電為持續(xù)鞏固全球晶圓代工廠的領(lǐng)先地位，并滿足客戶對(duì)半導(dǎo)體先進(jìn)制程的需求，決定將旗下南科十四廠第五期也加入此一先進(jìn)制程的生產(chǎn)行列，并為下一個(gè)新制程所帶來(lái)的商機(jī)做好準(zhǔn)備。

張忠謀進(jìn)一步指出，南科十四廠第五期為臺(tái)積電第二座具備20奈米制程能力的超大型12寸晶圓廠，未來(lái)季產(chǎn)能預(yù)計(jì)將可達(dá)三萬(wàn)片。

第五期占地總面積連同正在規(guī)畫中的第六期廠房合計(jì)高達(dá)87,000平方公尺，為一般12寸晶圓廠的四倍，將成為臺(tái)積電日后20奈米最大的生產(chǎn)基地。

據(jù)了解，臺(tái)積電南科十四廠一到四期的廠房主要生產(chǎn)0.13微米(m)40奈米制程的產(chǎn)品，隨著產(chǎn)能陸續(xù)開出且良率不斷提升，今年單季總產(chǎn)能可望達(dá)到五十五萬(wàn)片，為全球產(chǎn)能最高的12寸晶圓廠，每年總產(chǎn)值估計(jì)可超過(guò)60億美元，而未來(lái)在第五期及第六期落成后，兩期合計(jì)產(chǎn)值也將具有同等規(guī)模。

目前臺(tái)積電南科十四廠員工總數(shù)為4,600位，隨著新廠擴(kuò)建，員工數(shù)亦將倍數(shù)成長(zhǎng)。張忠謀表示，第五期與第六期可望再創(chuàng)造4,500個(gè)工作機(jī)會(huì)，其中將招聘2,500位高階主管人員與2,000位技術(shù)人員，為南臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)培育新血，并為臺(tái)灣與臺(tái)積電持續(xù)注入向上成長(zhǎng)的動(dòng)能。

事實(shí)上，不光是南科十四廠持續(xù)擴(kuò)建當(dāng)中，臺(tái)積電目前在竹科十二廠也正進(jìn)行第六期整地工程，且去年底中科十五廠第三期也已開始興建，顯見該公司已于全臺(tái)北、中、南三地同步推動(dòng)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，以滿足客戶龐大的需求，并擴(kuò)大與聯(lián)電、格羅方德(Globalfoundries)以及三星(Samsung)等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)能差距。

值得注意的是，南科十四廠第五期在施工時(shí)，工程人員意外發(fā)現(xiàn)有不明陶片在沙層中，為第五期興建計(jì)劃增添變數(shù)。張忠謀補(bǔ)充表示，即使日后此出土陶片被確認(rèn)為歷史古跡造成第五期興建工程延宕，亦不會(huì)影響臺(tái)積電20奈米廠房擴(kuò)充計(jì)劃，因?yàn)榈诹陬A(yù)定地可隨時(shí)替補(bǔ)。

此外，臺(tái)積電為響應(yīng)環(huán)保，南科十四廠日前已通過(guò)美國(guó)LEED綠建筑黃金認(rèn)證，透過(guò)特殊廢棄與污水處理技術(shù)，目前該廠已可較10年前減碳47%，而廢水回收率則可高達(dá)92%；未來(lái)，新廠房亦會(huì)符合相關(guān)綠建筑認(rèn)證要求。

另外，臺(tái)積電近年來(lái)不但持續(xù)強(qiáng)化晶圓代工業(yè)務(wù)，亦逐漸跨足到半導(dǎo)體后段封裝等系統(tǒng)整合的業(yè)務(wù)，借此擴(kuò)大整體營(yíng)收。蔣尚義對(duì)此表示，臺(tái)積電現(xiàn)階段主要鎖定的封裝市場(chǎng)為毛利率較高的三維積體電路(3DIC)高階封裝，此一新技術(shù)若透過(guò)同一晶圓代工廠前、后段一次整合，不僅可為客戶降低制造成本，且晶片效能表現(xiàn)也會(huì)較過(guò)去交付不同廠商分段整合更佳。

事實(shí)上，日前現(xiàn)場(chǎng)可編程閘陣列(FPGA)供應(yīng)商Altera即已采用臺(tái)積電CoWoS平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行3DIC封裝，以提高晶片效能。CoWoS為一種整合生產(chǎn)技術(shù)，先將半導(dǎo)體晶片透過(guò)ChiponWafer的封裝制程連接至矽晶圓，再把此CoW晶片與IC基板連結(jié)，整合而成CoWoS，臺(tái)積電預(yù)計(jì)明年可開始進(jìn)入生產(chǎn)階段。

至于更先進(jìn)的14奈米制程技術(shù)，現(xiàn)今仍在實(shí)驗(yàn)室階段。蔣尚義補(bǔ)充，臺(tái)積電在晶圓制程方面的技術(shù)，目前已比其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快上三四季，為保持并擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，未來(lái)亦將持續(xù)戮力研發(fā)先進(jìn)制程，今年會(huì)是28奈米制程商機(jī)起飛年，明、后年則是20奈米產(chǎn)品開始進(jìn)入市場(chǎng)，而14奈米則尚未有確切時(shí)間表。

盡管目前臺(tái)積電在制程布局上仍處市場(chǎng)領(lǐng)先地位，但仍有許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在后頭急起追趕中，包括三星、格羅方德(GlobalFoundries)及英特爾，均是不容小覷的勁敵。其中，英特爾日前更挾22奈米技術(shù)，搶得第三家FPGA業(yè)者代工訂單，威脅性再度攀升。

繼Achronix和Tabula后，英特爾又成功取得第三張晶圓代工訂單，為專門開發(fā)網(wǎng)路流量處理器(NetworkFlowProcessor,NFP)的晶片商N(yùn)etronome生產(chǎn)22奈米產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)張晶圓代工業(yè)務(wù)。

英特爾技術(shù)暨制造團(tuán)隊(duì)副總裁SunitRikhi表示，英特爾將提供整合式的供應(yīng)鏈資源并以22奈米制程3D三閘極(Tri-Gate)電晶體技術(shù)為Netronome生產(chǎn)網(wǎng)路流量處理器。而透過(guò)此次合作，也可進(jìn)一步優(yōu)化Netronome的網(wǎng)路流量處理器和英特爾的制程技術(shù)。[!--empirenews.page--]

值得注意的是，Netronome的網(wǎng)路流量處理器，在導(dǎo)入英特爾的各項(xiàng)工具、制程及專利技術(shù)后，可增進(jìn)緊密耦合、連接技術(shù)和制造的能力，加上英特爾晶圓廠在整合、封裝和測(cè)試的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有助于Netronome節(jié)省開發(fā)時(shí)間和成本，加速產(chǎn)品上市時(shí)程，以及提供網(wǎng)路流量處理器供應(yīng)不中斷的保證。

根據(jù)雙方合作協(xié)議，Netronome有權(quán)使用英特爾的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具，對(duì)提升裸晶品質(zhì)及封裝前后的產(chǎn)品良率大有助益。此外，Netronome是市場(chǎng)上唯一采用的英特爾架構(gòu)(IA)并以緊密耦合設(shè)計(jì)的網(wǎng)路流量處理器，藉由IA在網(wǎng)路、通訊和安全應(yīng)用的成功，可補(bǔ)足且拓展Netronome的市場(chǎng)影響力。

事實(shí)上，Netronome最新推出的網(wǎng)路流量處理器，便是采用英特爾所授權(quán)的技術(shù)，雙方在2007年11月簽署技術(shù)授權(quán)協(xié)議，Netronome并于去年進(jìn)行產(chǎn)品量產(chǎn)和出貨；此外，由英特爾代工的Netronome處理器，將于2013年開始供應(yīng)樣品。

據(jù)了解，英特爾首批代工的產(chǎn)品，是替Achronix代工的FPGA處理器，系采用英特爾的22奈米制程鰭式場(chǎng)效電晶體(FinFET)技術(shù)，預(yù)計(jì)即將于今年上半年問(wèn)世。

囊括48%市占率臺(tái)積電穩(wěn)坐晶圓代工龍頭

根據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)資料顯示(表1)，2011年半導(dǎo)體晶圓代工廠市占率及營(yíng)收龍頭位置仍是由臺(tái)積電蟬聯(lián)，二、三名則分別為聯(lián)電與格羅方德。其中，臺(tái)積電2011年?duì)I收為145億3,300萬(wàn)美元，約占該年度全球晶圓代工產(chǎn)值總額的一半，市占率從2010年的47.1%提升為48.8%，持續(xù)在市場(chǎng)上遙遙領(lǐng)先其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

值得注意的是，2011年三星的晶圓代工營(yíng)收達(dá)4億7,000萬(wàn)，全球排名第九。若將三星來(lái)自蘋果(Apple)的10億美元晶圓業(yè)務(wù)營(yíng)收計(jì)入其晶圓代工總營(yíng)收，該公司在全球晶圓代工市場(chǎng)的排名可望躍居至第四，急起直追之勢(shì)相當(dāng)明顯。

2011年晶圓代工產(chǎn)業(yè)主要成長(zhǎng)動(dòng)能仍為通訊產(chǎn)品、消費(fèi)性電子和資料處理業(yè)務(wù)，分別占整體產(chǎn)值的42.7%、20.9%和20.3%。其中，無(wú)晶圓廠(Fabless)客戶和整合元件制造商對(duì)晶圓代工的營(yíng)收貢獻(xiàn)分別為77.8%與20.2%，其余則來(lái)自系統(tǒng)廠商。若以地區(qū)畫分，美洲、亞太區(qū)、歐洲與日本對(duì)晶圓代工的營(yíng)收貢獻(xiàn)分別為62.8%、22.2%、10%與4.9%。

值得一提的是，為規(guī)避標(biāo)準(zhǔn)型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體(CommodityDRAM)價(jià)格容易受景氣波動(dòng)影響的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，力晶于2011年將業(yè)務(wù)主力轉(zhuǎn)向營(yíng)運(yùn)自主性高、獲利相對(duì)穩(wěn)定的晶圓代工服務(wù)，并創(chuàng)下4億3,100萬(wàn)美元的營(yíng)收佳績(jī)，較2010年大幅增長(zhǎng)189.3%，并首度躋身前十大晶圓代工廠排名之列。

Gartner研究總監(jiān)王端(圖4)進(jìn)一步表示，受到平板電腦、智慧型手機(jī)等后PC時(shí)代產(chǎn)品影響下，傳統(tǒng)PC的出貨力道開始逐漸衰退，連帶導(dǎo)致DRAM景氣委靡不振。力晶為擴(kuò)大營(yíng)收，于去年采取策略性轉(zhuǎn)型，將業(yè)務(wù)重心從DRAM逐漸轉(zhuǎn)移至相對(duì)穩(wěn)定的晶圓代工業(yè)務(wù)以及儲(chǔ)存型快閃記憶體(NANDFlash)。其中，晶圓代??工的比重已拉升至60%，而DRAM的比重已逐步降至1520%。

有鑒于此，力晶轉(zhuǎn)型成功亦清楚反應(yīng)在營(yíng)收數(shù)字上。該公司2010年晶圓代工方面的營(yíng)收僅1億4,900萬(wàn)美元，且全球市占率僅為0.5%，全球晶圓代工廠排名屈居第十九位。而2011年積極轉(zhuǎn)型后，不僅晶圓代工業(yè)務(wù)營(yíng)收大幅成長(zhǎng)三倍，市占率亦攀升為1.4%，排名也擠進(jìn)前十大。

整體而言，晶圓代工市場(chǎng)產(chǎn)值在今年將有機(jī)會(huì)營(yíng)收持續(xù)向上，意味著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的景氣將可較去年更佳。