2023晶圓制造行業(yè)簡析報(bào)告-2023.12

晶圓制造行業(yè)簡析報(bào)告xh_屬

P海嘉世營銷咨詢p限|司商業(yè)合作/內(nèi)容轉(zhuǎn)載/更多?告01.晶圓是半ü體制

中的關(guān)鍵步驟??晶圓是半ü體器t的基礎(chǔ)材料，晶圓代y是半ü體產(chǎn)業(yè)中極~重要的?節(jié)，_門負(fù)責(zé)晶圓制

，~芯w設(shè)?|司提供晶圓代y服á。半ü體產(chǎn)業(yè)在前期只p垂直整合一種經(jīng)營模式，包括從半ü體設(shè)?、制

、測試到最終銷售的全部?節(jié)。隨著行業(yè)Vy的O斷深W，ā積電的設(shè)立意味著半ü體設(shè)?及制

業(yè)á的V離，晶圓代y模式k式r立。同時(shí)，_門從?IC芯w設(shè)?的無晶圓廠模式也r立了。半ü體產(chǎn)業(yè)的企業(yè)經(jīng)營模式晶圓代工工藝流程硅片清洗熱氧化序÷項(xiàng)目模式前期]理根據(jù)設(shè)計(jì)需求多次循環(huán)掩模x制作圓形轉(zhuǎn)移光刻?涂膠、曝光、顯影ā刻蝕?干法、法ā去膠垂直整合模式

涵蓋芯w設(shè)?、晶國制

、封裝測試以及后續(xù)的(IDM模式)

產(chǎn)品銷售等?節(jié)1離子注入、退火擴(kuò)散晶國代y模式

O涵蓋芯w設(shè)??節(jié)，_門負(fù)責(zé)晶圓制

，~芯23(Foundry模式)

w產(chǎn)品|司提供晶圓代y服á功能實(shí)ā檢測u?化學(xué)氣相沉積物理氣相沉積化學(xué)機(jī)械研磨晶圓測試O涵蓋晶圓制

?節(jié)和封裝測試?節(jié)，_門負(fù)責(zé)無晶圖廠模式芯w設(shè)?和后續(xù)的產(chǎn)品銷售，將晶圓制

和封裝(Fabless模式)測試外包給_業(yè)的晶圓制

、封測企業(yè)包裝入庫數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t02.硅w~晶圓制

的基á材料??在半ü體產(chǎn)業(yè)鏈中，半ü體材料O于制

?節(jié)P游，和半ü體設(shè)備一起構(gòu)r了制

?節(jié)的x心P游供T鏈，O同于w他行業(yè)材料，半ü體材料是電子?材料，ü精t純t等都p更~o格。半ü體材料要V~晶圓制

材料和封裝材料，w中晶圓制

材料中，硅w~晶圓制

基?材料。y據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021?全球晶圓制

材料中，硅w占比最高~35%。半ü體材料要細(xì)分產(chǎn)品情況硅w尺??化史材料類型要材料要用途1960年1975年1981年1985年1988年1995年2001年2017年第一代硅w，直?~25.4毫米，相`于一英?硅w晶圓制

基?材料氧W、?原、除g電子氣體第D代硅w，直?增à到76.2毫米，相`于O英?第O代硅w，直?達(dá)到100毫米，相`于四英?第四代硅w，直?擴(kuò)大到125毫米，相`于五英?第五代硅w，直?~150毫米，相`于}英?第}代硅w，直?~200毫米，相`于{英?第七代硅w，直?~300毫米，相`于十D英?第{代硅w，直?~450毫米，相`于十{英?是微電子制

?程中的ā形轉(zhuǎn)移yx或母x，用于Q游電子元器t行業(yè)批量復(fù)制生產(chǎn)晶圓制掩膜xZ刻膠將掩膜xP的ā形轉(zhuǎn)移到硅wP的關(guān)鍵材料材料電子W學(xué)品微電子、Z電子法y藝制程中使用的各種電子Wy材料CMP材料靶材通?W學(xué)反TP物理研磨實(shí)ā大面積坦W制備薄膜的元素?材料封裝基板引線框架鍵合絲保?、支撐、散熱，連接芯wPPCB保?、支撐，連接芯wPPCB芯w和引線框架、基板間連接線?緣打包封裝材料陶瓷封裝體數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t03.y球晶圓產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張??2020?以來，缺芯問題困擾半ü體產(chǎn)業(yè)鏈，ā多芯w制

商ü_建廠擴(kuò)產(chǎn)；P游晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)火熱，PQ游終端需求?入寒冬形r了鮮明ü比。2022??p，全球晶圓總產(chǎn)能~2546萬w/o?等效8英?，O含Z電子和O代半材料ā，同比增長9.5%，2023?pp望達(dá)2783萬w/o。22Q4全球等效8英?晶圓產(chǎn)能t2630萬w，SEMI預(yù)期2023?產(chǎn)能達(dá)2900萬w。2020年-2025Ey球晶圓年po產(chǎn)能第Oy統(tǒng)計(jì)y球晶圓年度產(chǎn)能全球晶圓總產(chǎn)能?萬w/o，等效8英?āYOY產(chǎn)能?萬w，等效8英?ā裝?量?萬w，等效8英?ā鑄

利用率350014%12%10%8%30000100%95%90%85%80%75%3000250020001500100050025000200001500010000500006%4%2%00%2020202120222023E2024E2025E2020Q1

2020Q2

2020Q3

2020Q4

2021Q1

2021Q2

2021Q3

2021Q4

2022Q1

2022Q2

2022Q3

2022Q4數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t04.中國大?產(chǎn)能將以à?行業(yè)的?度增長??中?大?o來3?的產(chǎn)能增?都à高于w他?家/地區(qū)。預(yù)?2023-2025?中?大?自晶圓產(chǎn)能將同比增長18.8%/19.6%/17.4%。在半ü體設(shè)備出口管制的影響和美?排他性條款的影響Q，外資產(chǎn)能建設(shè)?緩，o來中?大?的要增量來自中芯?×4個(gè)12英?晶圓廠的建設(shè)和爬坡，以及長`、長鑫的`儲(chǔ)產(chǎn)能提升。各國晶圓廠自產(chǎn)能增?各地區(qū)產(chǎn)線產(chǎn)能增?202120222023E2024E2025E202120222023E2024E2025E45.0%40.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%0.0%中?大?中?ā~韓?日q美?歐洲w他中?大?中?ā~韓?日q美?歐洲w他數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t05.晶圓行業(yè)的兩大經(jīng)營模式?晶圓行業(yè)VrIDM模式、Pure

Foundry模式，

IDMPPure

Foundry的產(chǎn)能占比~7:3。頭部`儲(chǔ)|司以IDM模式經(jīng)營，故IDM模式的產(chǎn)能占比較大。2022?以IDM模式經(jīng)營的|司產(chǎn)能~1810萬w/o。??IDM|司的產(chǎn)能中，63.2%~`儲(chǔ)器|司，28.3%~營模擬&?率類的|司，僅p8.4%的?輯芯w產(chǎn)能是以IDM模式生產(chǎn)的，要是Intel的產(chǎn)能。IDM模式前??程或pV歧，代y產(chǎn)能供OT求。一方面，大多數(shù)?率&模擬|司向大尺?D?，TI、Infineon等大舉e建12英?fab；另一方面，安森美?續(xù)出售多個(gè)晶圓廠，執(zhí)行fab-lite戰(zhàn)略。預(yù)?22-25?IDM和純晶圓廠的產(chǎn)能CAGRV別~8.8%/9.9%。2022年O\經(jīng)營模式的晶圓產(chǎn)能分_O\類型IDM廠商的產(chǎn)能?按公?營業(yè)務(wù)分類āPureFoundryIDMmemorylogicanalog&power250020001500100050028.9%71.1%02020202120222023E2024E2025E數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t06.晶圓廠投資成q?g?高???y據(jù)摩爾定律，t18o集r電路晶體管數(shù)量將增à一倍，技術(shù)持續(xù)發(fā)展Q集r電路線寬O斷縮小，集r電路的設(shè)備投資呈指數(shù)?P升?勢。y據(jù)IBS統(tǒng)?，5nm產(chǎn)線的設(shè)備投資高達(dá)數(shù)?億美元，是16/14nm產(chǎn)線投資的n倍以P，是28nm的四倍t右。~實(shí)ā高性能?算，調(diào)整每個(gè)矢量ù得?來?困難。芯w設(shè)?更à復(fù)g，Y?制程的投資額大幅提升，5萬w晶圓的5nm產(chǎn)能設(shè)備投資額達(dá)到150億美金，相T的帶來生產(chǎn)rq的抬升；l外芯w大尺?`帶來良率問題。O\制程工藝Q芯w制

成q每5萬w晶圓產(chǎn)能的設(shè)_投資?百萬美元ā2500020000150001000050000654321045nm32nm28nm20nm14/16nm7nm5nm數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t07.設(shè)_占晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)開支的

80%?生產(chǎn)設(shè)備是晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)中要支出投入。據(jù):屹唐股份招股說明書;，e建晶圓廠資q開支結(jié)構(gòu)中，70%-80%的投資用于設(shè)備購買，w中跟芯w制

相關(guān)的x心設(shè)備又占設(shè)備投資的78%-80%。業(yè)界頭部廠商的資q開支，ü設(shè)備行業(yè)的?單狀況p較大影響。?建晶圓廠資q開支結(jié)構(gòu)大?節(jié)具體?節(jié)üà設(shè)_設(shè)?:2%-7%-土建設(shè)地:30%-

40%-廠建設(shè):20/-30%機(jī)電系統(tǒng):25%/-35%潔凈y系統(tǒng):25%-35%長晶&W磨批設(shè)備:2%薄膜沉積設(shè)備:18%Z刻設(shè)備:17%潔凈yVy:50%-70%硅w制

:1%/-3%刻蝕/去膠設(shè)備:18%退火/擴(kuò)散/注入設(shè)備:5%y藝控制設(shè)備:11%(涂膠4%)清洗/CMP設(shè)備:8%w他ày設(shè)備:10+%封裝測試:40%-

45%CP&FT測試設(shè)備:

55%-60%設(shè)備投資:

70%-80%芯w制

:78%/-80%封裝測試:

18%/-20%數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t08.通過O\測試保持晶圓產(chǎn)品質(zhì)量????在半ü體芯w的生產(chǎn)?程中，F(xiàn)T測試?Final

Testā、WAT測試?Wafer

Acceptance

TestāCP

測試?Chip

Probe

TestāV別適用于O同生產(chǎn)y藝階段，用于確保晶圓的°量并排除O良產(chǎn)品。WAT測試是在芯w制

?程的早期階段?行的，在晶圓制

完r后而芯wV離和封裝之前，針ü晶圓?行測試。CP測試是在晶圓V離r多個(gè)芯w之后而芯w封裝之前?行的，在芯wP安裝探針，以在芯w的金屬引腳P執(zhí)行測試。FT測試是在芯w封裝之后的最終測試階段?行的，封裝后的芯w外觀更接à最終產(chǎn)品，包括封裝、引腳和封裝材料。激Z雷達(dá)行業(yè)ó展?勢WAT測試CP測試FT測試晶圓?接?t測試晶圓?晶圓測試晶圓?r品測試芯w?要是晶圓制

結(jié)束后測試(偶爾用于制

?程中)監(jiān)控y藝穩(wěn)定性、檢測y藝窗口、判斷晶圓出ˉ標(biāo)準(zhǔn)測試機(jī)+探針ā封測y藝前的測試篩選來料良率、減少封裝rq測試機(jī)+探針ā封測y藝完r后的測試篩選最終出ˉ芯w產(chǎn)品良率測試機(jī)+V揀機(jī)數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t09.頭部晶圓廠聚焦12英?高歌猛???目前滿產(chǎn)的8、12英?各p120條和84條，另p17條8英?線尚處爬坡中；但規(guī)劃à建/在建的產(chǎn)線基q以12英?~，規(guī)劃à建+已在建的12英?產(chǎn)線合?設(shè)?產(chǎn)能超?400萬w/o。頭部晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)也基q以12英?~，TSMC?力于擴(kuò)大全球制

足跡，滿足O同地區(qū)?戶需求，除了中?ā~的q土y廠外，?p美?Arizona

P1、P索|合資的日q熊qFab23在建。y球各狀態(tài)晶圓產(chǎn)線數(shù)量分_?gā頭部半ü體晶圓廠og要擴(kuò)增產(chǎn)線140規(guī)劃產(chǎn)能(萬w/o)公?產(chǎn)線產(chǎn)線狀態(tài)產(chǎn)線地址預(yù)計(jì)建成時(shí)間制程總投資Fab19

P1

(N4)Fab19

P2

(N3)Fab23

P1在建美?Arizona

Phoenix235.5//////565/2.75310410102024?2026?2024??2024??續(xù)建r?續(xù)建r2024?2025?2025?2024?2024?N4N3合?400億120100806040200美元規(guī)劃à建

美?Arizona

PhoenixTSMC在建在建在建在建在建在建日q熊q縣中?ā~高雄中?ā~ā南韓?Pyeongtaek美?Taylor,Texas美?Boise,Idaho美?紐tClay以色列KiryatGat美?Chandler,Arizona美?俄亥俄州Ohio德?Magdeburg中?ā~ā南eà坡沙22/28nm、

12/16nm86億美元/Fab22

.7nm3nm//Fab18

P7-P9PyeongtaekP4~

P6US

FabNew

ldahoFab美?中部Mega

fab

規(guī)劃à建Fab38

P1Fab52、Fab62OhioFab1&2德?mega-fabFab12A

P6/100萬億韓元170億美元150億美元200億美元100億美元200億美元200億美元170億歐元30億美元50億美元76億美元23.5億美元88.7億美元75億美元SamsungMicronY?DRAM在建在建在建規(guī)劃à建爬坡中在建爬坡中爬坡中在建7nm/4nm2nmIntelUMC2025??2027?2nm/2023Q2.2024??2022??2022??2023??2024?28nm及以P22/28nm28nm及以P28nm及以P28nm及以P180~

28nmFab12i

P3中芯京城(1期)中芯深圳e廠P海臨港基地天津西青y廠X京深圳P海天津中芯國×規(guī)劃代建滿產(chǎn)爬坡中在建在建數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t10.五大巨頭擁py球五成以P晶圓產(chǎn)能?截ó2022??，全球Top5|司合?o產(chǎn)能1304萬w，占全球總產(chǎn)能的51.2%。半ü體Q行期，`儲(chǔ)企業(yè)大幅削減資q開支，Micron預(yù)?FY2023?，用于晶圓制

設(shè)備的資q開支Q降t50%，SKHynix也?劃削減超50%的資q開支，Samsung?劃維持22?的資q開支，但將?行p效減產(chǎn)。?2022?全球WFE?晶圓廠設(shè)備支出ā達(dá)950億美元，KLA預(yù)?今?將Q降20%ó750億美元，w中`儲(chǔ)降幅達(dá)35%-40%，代y/?輯Q降t10%。頭部半ü體晶圓廠資q開支變化?億美元āy球半ü體晶圓產(chǎn)能TOP5?等效8英?ā202120222023E2021年p產(chǎn)能(萬w/o)2022年p產(chǎn)能(萬w/o)公?]āSamsungTSMC總部所在地韓國\比變化

y球份額占比40035030025020015010050405.0259.5198.3201.6134.31198.8448.4287.6220.5203.6143.31303.510.70%10.80%11.20%1.00%17.60%11.30%8.70%中國臺~韓國SK

HynixMicron美國8.00%Kioxia/WDC日本6.70%5.60%合計(jì)8.70%51.20%0TSMCSamsungIntelGlobalUMCTISMIC數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t11.頭部晶圓企業(yè)重點(diǎn)_局美國^場?ā積電在美?T利桑那州建設(shè)晶圓廠，生產(chǎn)采用4納米和3納米y藝的芯w，預(yù)?將于2024?和2026?開始大規(guī)模生產(chǎn)。投資規(guī)模將`超?400億美金。ā積電在中?ā~建設(shè)的3納米及2納米晶圓廠合?將超?10?，以Y?制程o產(chǎn)能3萬w晶圓廠投資金額t200億美元估算，總投資金額將超?2000億美元。?O星電子~了滿足企業(yè)?戶定制芯w的需求，并?能在美?建立e的y廠。O星已經(jīng)在美?德克薩?州奧?汀?營一個(gè)代y芯w設(shè)施，并`ü_在德克薩?州泰勒投資170億美元，將于2024?開始用3nm節(jié)點(diǎn)?行大批量生產(chǎn)

。l外，考慮投資2000億美元在德克薩?州建立另外11個(gè)芯wy廠。臺?電PO星2021年-2023年產(chǎn)能規(guī)模2021年規(guī)模2022年規(guī)模2022產(chǎn)能2023產(chǎn)能2021capex2022capex2023capex1500-1600萬w1?1600-1700萬w1?臺?電570億美元758億美元300億美元363億美元320-360億美元295億美元(含`儲(chǔ))390億美元(含`儲(chǔ))390億美元(含`儲(chǔ))O星代工業(yè)務(wù)83億美元94億美元--數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t12.2nm引領(lǐng)og晶圓行業(yè)的技術(shù)走向???摩爾定律k接à物理極限使得晶體管微型Wù得?來?困難，全周圍柵極?GAAā技術(shù)~制程突破提供了?行解決方案。從各晶圓廠技術(shù)路?規(guī)劃來看，2nm采用GAAr~業(yè)內(nèi)n遍選擇。在GAA晶體管中，柵極材料包圍了晶體管的源和漏，從而提供了更好的電流控制。à?以幫?減少量子隧道效T，從而使得在2nm甚ó更小的制程Q的芯w制

r~?能。從ā積電、O星、intel的規(guī)劃來看，2022-2023??入3nm節(jié)點(diǎn)，2025??入2nm商業(yè)W階段。Y?制程技術(shù)規(guī)劃2018201920202021202220232024202520262027TSMCFETN7N7+FinFETEUVN5FinFETEUVN3(2H22)FinFETEUVN3EFinFETEUVN2GAA？FinFETDUVDUV/EUVSamsungFETN8N7FinFETEUVN5FinFETEUVN3N2？N1.4？FinFETDUVGAAEUVDUV/EUV？？IntelFETIntel

10FinFETDUVIntel

7FinFETDUVIntel

4(2H22)

Intel

3(2H23)Intel

20ARibbonFETEUVIntel

18A2ndGenRibbonFinFETEUVFinFETEUVDUV/EUVHigh-NAEUV數(shù)據(jù)來源：|開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t13.晶圓行業(yè)遭遇四大挑戰(zhàn)國內(nèi)晶圓制造與國際水平差距較大晶圓價(jià)格下跌明顯晶圓制

是規(guī)模經(jīng)濟(jì)，xp投資大、回?慢的特點(diǎn)，s?P?×技術(shù)水差距較大，發(fā)展`在天然門檻。相較于芯w產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)?業(yè)O斷利好?策出ā，晶圓制

?節(jié)由于資q支出高、回?周期長?到忽視，ü?^場占p率O斷Q滑，P?×Y?水差距O斷拉大。由于全球半ü體^場的持續(xù)Q滑，部V8英?晶圓的需求轉(zhuǎn)向12英?晶圓代y，ü?8英?晶圓代y產(chǎn)能利用率Q降。~了維持產(chǎn)能利用率，部V12英?晶圓代y廠也已開始面向r熟制程?行了?格降P。

8英?晶圓代y產(chǎn)能利用率持續(xù)P迷也是ü?降?的重要原因之一。0102國×貿(mào)易摩擦晶圓代工廠的整體需求仍然低迷美?聯(lián)合日q、荷qü中?半ü體設(shè)備的圍追堵截愈演愈烈，美?發(fā)_的出口管制條例，要限制Y?半ü體設(shè)備。若o來制裁蔓延到用于r熟制程擴(kuò)產(chǎn)的半ü體設(shè)備，則中?大?較多已ü_的項(xiàng)目`延期或停滯，?內(nèi)晶圓企業(yè)?單增?將大幅Q滑。