28奈米先进制程需求飙升半导体晶圆代工景气回暖

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2012年晶圆代工景气将有机会看见春燕归来。虽然全球整体经济仍面临诸多挑战，但由于行动装置的市场需求依旧强烈，对于具备体积小且可容纳更多电晶体的先进奈米(nm)制程产品而言，更是炙手可热。
　　
　　根据市场研究机构IHSiSuppli指出，2012年全球晶圆代工市场产值将达296亿美元，与2011年的265亿美元相比，成长12%，大幅优于2011年4%的年增率表现(图1)；主要系因平板装置、智慧型手机与超轻薄笔电(Ultrabook)等热门行动产品对电子元件的需求持续增加所致。预估20132015年全球晶圆代工产值规模仍将节节攀升，且年增率皆可维持两位数的表现。

　　
　　事实上，由于此波行动装置发展热潮对28奈米制程产品的需求殷切，已使台积电出现产能吃紧状况，正全力调整台中科学园区十五厂产线，扩产28奈米制程产品，以因应订单满手的甜蜜负担。
　　
　　28奈米订单淹脚目台积电急调中科厂扩产
　　
　　为纾解28奈米产能吃紧的情况，台积电已紧急调整现有产能规画，未来中科十五厂一四期厂房，将全数用于28奈米产品生产。同时，台积电也将提高资本支出，添购28奈米制程设备，满足晶片商持续高涨的代工需求。
　　

　　
　　台积电执行副总经理暨共同营运长蒋尚义(图2)表示，台积电上半年的订单状况目前看来相当不错，除过往在28奈米制程的布局成效已慢慢彰显外，下半年各式行动装置新产品即将推出亦为成长动能之一。为提供客户足够产量的28奈米制造服务，台积电已调动中科十五厂专注扩大该先进制程的产能。
　　
　　除调整产能外，为因应28奈米需求持续高涨，今年台积电资本支出也将从年初估计的60亿美元持续向上调整。蒋尚义进一步指出，未来新增加的资本支出部分主要是添购28奈米制程的相关设备。由于28奈米制程许多机器设备不能与其他制程的设备通用，因此为扩大产量，势必要加码投资相关机具设备。
　　
　　据了解，目前台积电已规画中科十五厂为28奈米生产主力基地，而竹科十二厂由于是研发聚落地，因此未来20奈米以及更先进的14奈米都将在此发展。至于南科十四厂第五期与第六期也将全力发展20奈米，而不会加入28奈米制程项目。
　　
　　值此28奈米需求旺盛同时，台积电亦已积极布局新制程，巩固市场地位。
　　
　　冲刺20奈米产能台积电南科新厂动土
　　
　　为扩充20奈米先进制程未来产量，全球晶圆代工龙头台积电于4月9日在南科举行十四厂第五期动土典礼，预计2013年底即可开始量产20奈米制程产品。

　　
　　台积电董事长暨执行长张忠谋(图3)表示，继竹科十二厂第六期先行试产20奈米制程后，台积电为持续巩固全球晶圆代工厂的领先地位，并满足客户对半导体先进制程的需求，决定将旗下南科十四厂第五期也加入此一先进制程的生产行列，并为下一个新制程所带来的商机做好准备。
　　
　　张忠谋进一步指出，南科十四厂第五期为台积电第二座具备20奈米制程能力的超大型12吋晶圆厂，未来季产能预计将可达三万片。
　　
　　第五期占地总面积连同正在规画中的第六期厂房合计高达87,000平方公尺，为一般12吋晶圆厂的四倍，将成为台积电日后20奈米最大的生产基地。
　　
　　据了解，台积电南科十四厂一到四期的厂房主要生产0.13微米(μm)40奈米制程的产品，随着产能陆续开出且良率不断提升，今年单季总产能可望达到五十五万片，为全球产能最高的12吋晶圆厂，每年总产值估计可超过60亿美元，而未来在第五期及第六期落成后，两期合计产值也将具有同等规模。
　　
　　目前台积电南科十四厂员工总数为4,600位，随着新厂扩建，员工数亦将倍数成长。张忠谋表示，第五期与第六期可望再创造4,500个工作机会，其中将招聘2,500位高阶主管人员与2,000位技术人员，为南台湾半导体产业培育新血，并为台湾与台积电持续注入向上成长的动能。
　　
　　事实上，不光是南科十四厂持续扩建当中，台积电目前在竹科十二厂也正进行第六期整地工程，且去年底中科十五厂第三期也已开始兴建，显见该公司已于全台北、中、南三地同步推动扩产计画，以满足客户庞大的需求，并扩大与联电、格罗方德(Globalfoundries)以及三星(Samsung)等竞争对手的产能差距。
　　
　　值得注意的是，南科十四厂第五期在施工时，工程人员意外发现有不明陶片在沙层中，为第五期兴建计画增添变数。张忠谋补充表示，即使日后此出土陶片被确认为历史古迹造成第五期兴建工程延宕，亦不会影响台积电20奈米厂房扩充计画，因为第六期预定地可随时替补。
　　
　　此外，台积电为响应环保，南科十四厂日前已通过美国LEED绿建筑黄金认证，透过特殊废弃与污水处理技术，目前该厂已可较10年前减碳47%，而废水回收率则可高达92%；未来，新厂房亦会符合相关绿建筑认证要求。
　　
　　另外，台积电近年来不但持续强化晶圆代工业务，亦逐渐跨足到半导体后段封装等系统整合的业务，借此扩大整体营收。蒋尚义对此表示，台积电现阶段主要锁定的封装市场为毛利率较高的三维积体电路(3DIC)高阶封装，此一新技术若透过同一晶圆代工厂前、后段一次整合，不仅可为客户降低制造成本，且晶片效能表现也会较过去交付不同厂商分段整合更佳。
　　
　　事实上，日前现场可编程闸阵列(FPGA)供应商Altera即已采用台积电CoWoS平台技术进行3DIC封装，以提高晶片效能。CoWoS为一种整合生产技术，先将半导体晶片透过ChiponWafer的封装制程连接至矽晶圆，再把此CoW晶片与IC基板连结，整合而成CoWoS，台积电预计明年可开始进入生产阶段。
　　
　　至于更先进的14奈米制程技术，现今仍在实验室阶段。蒋尚义补充，台积电在晶圆制程方面的技术，目前已比其他竞争对手快上三四季，为保持并扩大领先优势，未来亦将持续戮力研发先进制程，今年会是28奈米制程商机起飞年，明、后年则是20奈米产品开始进入市场，而14奈米则尚未有确切时间表。
　　
　　尽管目前台积电在制程布局上仍处市场领先地位，但仍有许多竞争对手在后头急起追赶中，包括三星、格罗方德(GlobalFoundries)及英特尔，均是不容小觑的劲敌。其中，英特尔日前更挟22奈米技术，抢得第三家FPGA业者代工订单，威胁性再度攀升。
　　
　　继Achronix和Tabula后，英特尔又成功取得第三张晶圆代工订单，为专门开发网路流量处理器(NetworkFlowProcessor,NFP)的晶片商Netronome生产22奈米产品，进一步扩张晶圆代工业务。
　　
　　英特尔技术暨制造团队副总裁SunitRikhi表示，英特尔将提供整合式的供应链资源并以22奈米制程3D三闸极(Tri-Gate)电晶体技术为Netronome生产网路流量处理器。而透过此次合作，也可进一步优化Netronome的网路流量处理器和英特尔的制程技术。
　　
　　值得注意的是，Netronome的网路流量处理器，在导入英特尔的各项工具、制程及专利技术后，可增进紧密耦合、连接技术和制造的能力，加上英特尔晶圆厂在整合、封装和测试的技术优势，有助于Netronome节省开发时间和成本，加速产品上市时程，以及提供网路流量处理器供应不中断的保证。
　　
　　根据双方合作协议，Netronome有权使用英特尔的电子设计自动化(EDA)工具，对提升裸晶品质及封装前后的产品良率大有助益。此外，Netronome是市场上唯一采用的英特尔架构(IA)并以紧密耦合设计的网路流量处理器，藉由IA在网路、通讯和安全应用的成功，可补足且拓展Netronome的市场影响力。
　　
　　事实上，Netronome最新推出的网路流量处理器，便是采用英特尔所授权的技术，双方在2007年11月签署技术授权协议，Netronome并于去年进行产品量产和出货；此外，由英特尔代工的Netronome处理器，将于2013年开始供应样品。
　　
　　据了解，英特尔首批代工的产品，是替Achronix代工的FPGA处理器，系采用英特尔的22奈米制程鳍式场效电晶体(FinFET)技术，预计即将于今年上半年问世。
　　
　　囊括48%市占率台积电稳坐晶圆代工龙头
　　
　　根据Gartner统计资料显示(表1)，2011年半导体晶圆代工厂市占率及营收龙头位置仍是由台积电蝉联，二、三名则分别为联电与格罗方德。其中，台积电2011年营收为145亿3,300万美元，约占该年度全球晶圆代工产值总额的一半，市占率从2010年的47.1%提升为48.8%，持续在市场上遥遥领先其他竞争对手。
　　
　　值得注意的是，2011年三星的晶圆代工营收达4亿7,000万，全球排名第九。若将三星来自苹果(Apple)的10亿美元晶圆业务营收计入其晶圆代工总营收，该公司在全球晶圆代工市场的排名可望跃居至第四，急起直追之势相当明显。
　　
　　2011年晶圆代工产业主要成长动能仍为通讯产品、消费性电子和资料处理业务，分别占整体产值的42.7%、20.9%和20.3%。其中，无晶圆厂(Fabless)客户和整合元件制造商对晶圆代工的营收贡献分别为77.8%与20.2%，其余则来自系统厂商。若以地区画分，美洲、亚太区、欧洲与日本对晶圆代工的营收贡献分别为62.8%、22.2%、10%与4.9%。
　　
　　值得一提的是，为规避标准型动态随机存取记忆体(CommodityDRAM)价格容易受景气波动影响的经营风险，力晶于2011年将业务主力转向营运自主性高、获利相对稳定的晶圆代工服务，并创下4亿3,100万美元的营收佳绩，较2010年大幅增长189.3%，并首度跻身前十大晶圆代工厂排名之列。

　　
　　Gartner研究总监王端(图4)进一步表示，受到平板电脑、智慧型手机等后PC时代产品影响下，传统PC的出货力道开始逐渐衰退，连带导致DRAM景气委靡不振。力晶为扩大营收，于去年采取策略性转型，将业务重心从DRAM逐渐转移至相对稳定的晶圆代工业务以及储存型快闪记忆体(NANDFlash)。其中，晶圆代​​工的比重已拉升至60%，而DRAM的比重已逐步降至1520%。
　　
　　有鉴于此，力晶转型成功亦清楚反应在营收数字上。该公司2010年晶圆代工方面的营收仅1亿4,900万美元，且全球市占率仅为0.5%，全球晶圆代工厂排名屈居第十九位。而2011年积极转型后，不仅晶圆代工业务营收大幅成长三倍，市占率亦攀升为1.4%，排名也挤进前十大。
　　
　　整体而言，晶圆代工市场产值在今年将有机会营收持续向上，意味着半导体产业的景气将可较去年更佳。

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不愧是老大