8寸晶圆缺货分析：新应用需求拉动 核心设备紧缺

1990年IBM联合西门子建立第一个8寸晶圆厂之后，8寸晶圆厂迅速增加，1995 年即达到70座，在2007年达到顶峰——200座，随后8寸晶圆厂数目逐渐减少，从2008年到2016年，37座8寸晶圆厂关闭，同时有15座晶圆厂从8寸切换至12寸，到2016年全球8寸晶圆厂减少至180座左右。从SEMI的数据可以看出，全球8寸晶圆厂产能以极低速度增长，2015～2017年仅增长约7％。

根据SEMI和IC insight的数据，2017年全球晶圆产能为17．9 M ／ wpm（百万8寸片／月，下同），其中8寸片产能约为5．2 M ／ wpm，前十大8寸晶圆厂产能占8寸晶圆总产能的54％。

相比于12寸晶圆产线而言，8寸晶圆制造厂：1）拥有特种晶圆工艺；2）完全或大部分折旧的固定资产的固定成本较低；3）光罩及设计服务的相应成本较低；4）达到成本效益生产量要求较低等方面的优势，因此8寸晶圆和12寸晶圆能够实现优势互补、长期共存。

1 多因素驱动，8寸晶圆厂供需趋紧

1．1供给端：核心设备的紧缺是8寸晶圆产能扩张的瓶颈

多数8寸晶圆厂建厂时间较早，运行时间长达十年以上，8寸晶圆厂的部分设备太老旧或者难以修复，同时由于当前12寸晶圆厂资本支出规模巨大，部分厂商停止了8寸晶圆的生产销售，8寸晶圆产线设备主要来自二手市场，多来自从8寸向12寸升级的内存厂商，如三星和海力士，目前旧设备市场资源逐渐枯竭，因此2014年后8寸晶圆设备较为紧缺，其中蚀刻机、光刻机、测量设备最难获得。

1．2需求端：新应用订单拉动8寸晶圆厂需求

8寸晶圆产能的主要需求来自模拟芯片、分立器件、MEMS和部分逻辑芯片。随着大量12寸先进晶圆产能的逐渐投产，部分微处理器、基带、DRAM及NAND的生产从8寸晶圆产线切换到了12寸晶圆产线，2006年33％的8寸晶圆产能应用于memory，而到2016年memory的产能需求占比3％，预计2018年将进一步降低至2％。当前8寸晶圆产能中约47％为Foundary，其余产能的需求主要来自模拟芯片、分立器件、逻辑芯片和MEMS，其中模拟芯片、分立器件和逻辑芯片（主要为MCU、指纹识别芯片、CMOS等）、MEMS等的产能需求占比已提升至50％。

下游：汽车电子及物联网中应用的芯片，包括先进辅助驾驶系统及感测器、车用电流控制IC、物联网MCU等在8寸晶圆厂中大量投产，使得2016年下半年开始8 寸晶圆厂的投片量快速提升。

根据SIA的数据，2017年除存储器外的半导体销售额增速为9％，而应用于汽车、工业领域的non－memory半导体月度销售额同比增速均在10％以上， 远远高于全球半导体销售额的整体增速，可见汽车和工业正在成为全球半导体高成长的下游应用领域。以汽车为例，随着电动化和智能化的提升， 单部汽车对半导体的需求正在逐步提升，比如单部电动车Tesla Mobel X中的半导体约需要一块8寸晶圆。根据strategy analytics的数据，单部汽车中半导体价值量从2016年的317美元提升至2017年的330美元，同比增速达4．1％。

具体来看应用于汽车和工业领域的半导体产品对晶圆的产能需求，根据IHS 的数据，2017年汽车和工业对晶圆的需求面积较2016年增长11．1％。

图1：不同下游应用对晶圆需求面积 数据来源：IHS

2016年下半年开始至今，汽车需求拉动，MOSFET、IGBT等产品涨价不断：

MOSFET是一种可应用于模拟电路与数字电路的场效晶体管，在消费类电子、电动汽车以及IOT等领域均有广泛的应用。根据IHS的数据，2016年MOSFET 芯片市场规模为205 亿美元。2018Q2 意法半导体高／ 低压MOSFET前、后端产能均已满载，目前货期长达38～42周，较之前大大延长，并且有延长趋势。除了MOSFET、IGBT之外，整流管、数字／通用晶体管等产品整体交货期均有延长趋势。

图2：2018Q2各大MOSFET原厂交货期普遍延长 数据来源：满天芯

上游：供应商竞争格局来看，目前应用于汽车领域的半导体主要由恩智浦、英飞凌、瑞萨半导体、意法半导体、德州仪器和博世等厂商供应，合计占比超过55％， 而值得注意的是，这几家厂商供应的半导体主要为non－memory，memory主要由镁光、海力士、cypress等传统存储器巨头供应，memory在汽车半导体中也有较高的占比，因此汽车半导体市场主要集中于恩智浦、英飞凌、瑞萨半导体、意法半导体、德州仪器等传统IDM厂。

恩智浦、英飞凌、意法半导体等传统专注于汽车电子的IDM厂主要为技术节点40nm以上的8寸和6寸晶圆产能，生产的模拟芯片、功率器件、传感器更注重工艺技术的独特性，无持续更新至先进技术节点的需求。同时在2008年全球金融危机和12 寸晶圆厂成为主流的背景下，各个IDM厂并未进行8寸晶圆的扩产，而随着汽车半导体的需求逐渐旺盛，产能利用率进一步提高之后IDM厂外包部分产品到8寸foudary 厂，最终出现了全球8寸晶圆厂（IDM和foundary）产能利用率上升乃至产能供不应求的结果。

1．3供需共振，8寸晶圆厂产能趋紧

供给方面，2007年以后全球8寸晶圆产能逐渐下降，在2011年以后保持稳定水平并小幅上升，8寸晶圆产能的主力——IDM厂并未进行大规模扩产。需求方面，1） 部分6寸晶圆产线关闭后产品转单，8寸晶圆产能需求增加，2）汽车、工业领域对半导体的需求逐步增长，应用于汽车、工业领域的半导体多为8寸厂产品，IDM产能不足之后转单部分产品至foundary厂，整体产能利用率提升。

2016年以前，8寸晶圆厂产能利用率的全球平均水平约为78～85％，近年来每年大概提升4％，2017年产能利用率创历史新高。

从2017年报披露数据来看，目前UMC 8寸晶圆产能约占总产能的一半，2016 年平均产能利用率为88．6％，而在2017年攀升至94．4％。华虹半导体是全球具有领先地位的8寸纯晶圆代工厂，虽然自2016年下半年公司持续扩产产能，但产能利用率仍持续保持高位，其他8寸晶圆厂产能利用率亦保持高位。根据产业链调研信息， 2018年年初华虹半导体、台积电等8寸晶圆厂产能仍处于供不应求状态。（作者：许兴军）