2023年半导体预测：成熟工艺将成主角

Chiplet异构集成使得部分先进工艺需求可通过成熟工艺+先进封装来实现。本文所载资料摘自浙商证券研究所已发布的研究报告的部分内容和观点，具体参见2023年1月8日报告《从全球成熟工艺占比，看本土半导体设备发展》。以全球视角来看，成熟工艺仍是主流：根据TrendForce集邦咨询显示，2021年晶圆代工厂中，成熟制程仍占据76%的市场份额。2022年全球晶圆代工厂年增产能约14%，其中十二英寸新增产能当中约有65%为成熟制程（28nm及以上）。① 以台积电为视角：成熟工艺约占产能的64%，占销售额的34%。现有产能分布：预计目前台积电产能为120万片/月（12英寸）16nm/7nm/5nm的每月产能约为13.7/17.8/12.0万片，先进制程产能约为43.5万片/月，占比36%。未来产能扩张：台积电在2021年技术峰会中表示，到2025年其成熟和专业节点的产能将扩大50%，包括在台南、高雄、日本和南京建设大量晶圆厂。② 以联电为视角：放弃先进制程，专注成熟工艺。现有产能分布：联电在2018年宣布不再投资12nm以下的先进制程，自此专注在成熟工艺扩大市场。预计目前联电产能为40万片/月（12英寸），全部集中在成熟工艺。未来产能扩张：联电于2021年Q1的交流会中表示，投入约36亿美元扩大28nm芯片产能，扩建工作在台南科学园区现有联电工厂内进行，计划于2023年Q2投入生产。③ 以格芯为视角：成熟工艺产能约占85%，退出10nm以下先进制程。现有产能分布：格芯于2018年宣布退出10nm及以下的先进制程的研发，目前拥有的先进制程为12nm。预计目前格芯产能约为20万片/月（12英寸），拥有先进制程的纽约fab8约占17%。未来产能扩张：格芯于2021年6月宣布在新加坡投资约40亿美元，建设新300nm晶圆工厂和扩大产能，主要产能投资在汽车芯片。④ 全球视角：世界三大晶圆代工巨头（台积电、联电、格芯），成熟工艺约占总产能的74%。联电、格芯早已退出先进制程的竞争，专注于成熟工艺的扩张；即使是以先进工艺闻名的台积电，成熟工艺仍占据大头。目前，成熟工艺需求大、覆盖广、占比高，仍是目前全球、国内产能扩张的主力军。目前国内晶圆厂扩产聚焦在成熟工艺，主要原因有三：① 需求：成熟制程是全球需求最大，也是造成“缺芯”的主要芯片，更是电动汽车、智能家电的芯片主力军，成熟制程能覆盖除智能手机以外的绝大多数应用场景。② 供给：在光刻机方面，美国芯片法案对中国芯片制造的重点在刚需高端EUV光刻机的先进制程，即14nm及以下的fab、18nm的DRAM、128层的NAND。而目前成熟制程应用的DUV光刻机由日本、欧洲掌握，美国的影响力有限。其他设备方面，北方华创、中微、盛美、拓荆、华海清科、芯源微、万业、精测等国内半导体设备厂商的产品满足成熟工艺的标准，产品管线覆盖除光刻机外的所有领域，产品性能得到持续验证，半导体设备国产化率不断提升。③成本/工艺：随着先进制程不断演进，制造工艺的研发和生产成本逐代上涨，高涨的技术难度和成本高筑进入壁垒。根据Semi engingeering统计，28nm节点上芯片设计成本约为5130万美元，16nm/7nm/5nm攀升至1亿/2.97亿/5.42亿美元。结论：成熟工艺作为芯片需求的主力节点，并且在CHIPLET异构集成的大潮下，部分先进工艺可以用成熟工艺+先进封装来实现。另外由于目前国产设备材料的技术发展阶段的条件约束，且我国的成熟工艺产能仍大面积依靠进口，后续国内的扩产主力就是基于国产可控技术的成熟工艺。看好：国产前道核心工艺设备、国产先进封测工艺设备、国产半导体材料、国产半导体零部件、国产EDA和其他工业配套软件。风险提示：中美贸易冲突加剧；终端需求疲软；晶圆厂扩产不及预期。

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