全球半导体市场巨变:从芯片荒到产能过剩的冰与火之歌

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曾有那么一个时候,缺芯潮就像是一股猛烈的风暴,迅速地席卷了整个世界。它涉及到了从汽车制造这个领域到消费电子这个领域等各个行业。在这些行业中,因为芯片的短缺,它们都陷入了艰难的处境之中。汽车企业不得不无奈地减少产量,电子设备的价格也急剧地飙升起来。整个业界都真切地感受到了芯片对于现代工业所具有的关键意义。

那时,市场对芯片有很旺盛的需求,这催生了一个声势很大的扩产浪潮。半导体厂商们都开始准备行动,纷纷摩拳擦掌,并且开始紧张有序地规划新的晶圆厂,他们的意图是在这场产业变革里抢占到先机。

然而,这些新规划承载着企业的勃勃野心,可它们还未付诸行动,现实就给这份期待带来了沉重的一击。

产业周期进行调整,市场供需关系发生变化,全球半导体市场逐步从“芯片荒”的状态朝着“产能过剩”的方向演进,在剧烈的摇摆过程中上演了“冰与火之歌”。

最近,多家国际半导体大厂发布了一系列消息,包括产线停工、晶圆厂建设延迟或关厂等。它们不断调整晶圆厂的建设速度和节奏,这无疑给本就复杂的半导体市场又增添了一层阴影。

这一系列的变动使得整个半导体产业的未来充满了不确定性。那么,背后到底隐藏着哪些经济方面的因素呢?背后又隐藏着哪些技术方面的因素呢?背后还隐藏着哪些市场方面的因素呢?

这些晶圆厂,命途多舛

英特尔:多项目受阻,前路坎坷

英特尔,这位昔日的“芯片之王”,如今却深陷泥沼。

大家熟知的有裁员、取消分红、CEO 卸任等情况,除此之外,英特尔的晶圆厂业务也面临着挑战。

英特尔计划投资超 300 亿欧元建设德国马格德堡晶圆厂。该晶圆厂的 Fab29.1 和 Fab29.2 两座厂房原计划于 2027 年底开始运营。这两座厂房将采用极为先进的 Intel14A(1.4nm)和 Intel10A(1nm)工艺节点。欧盟补贴审批处于待定状态,并且需要将工地上的优质黑土移除并重新利用,这导致开工时间从 2024 年夏天被推迟到了 2025 年 5 月。英特尔估计建造这两家工厂需要四到五年的时间,所以如今预计要到 2029 - 2030 年才会开始生产。

英特尔在美国俄亥俄州的芯片项目同样未能幸免。2022 年 1 月,英特尔宣布要初始投资超过 200 亿美元来建设两家新晶圆厂。原本计划在 2025 年开始进行芯片制造。然而,由于受到市场需求低迷以及美国补贴发放延迟的影响,目前 Fab1 和 Fab2 这两座工厂被推迟到 2026 - 2027 年才能完工,并且要到 2027 - 2028 年才会正式投入运营。

英特尔为了达到止损的目的。2024 年 9 月,其在马来西亚的工厂传出了部分暂停的消息。或许会有超过 2000 人面临失业的情况。

消息人士称,英特尔已对在马来西亚槟城的新芯片封装和测试项目进行了部分暂停。此项目属于 2021 年宣布的 70 亿美元投资的一部分。英特尔曾承诺在 10 年内投资 70 亿美元。当时的报道称,这项投资将在该国创造 4000 多个英特尔工作岗位以及 5000 多个建筑工作岗位。据悉,英特尔的目的是扩建槟城业务。其目的是将槟城打造成一个工厂。这个工厂是美国境外首个先进 3D 芯片封装工厂。

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但变化总是快于计划,英特尔在 2024 年遭受严重亏损之后,对其全球布局的工厂计划进行了大幅度的收缩。创建了两年多的槟城封测厂计划于去年 12 月正式停止,大半前往美国受训的工程师被遣散。

总体来看,英特尔正处于其历史上较为艰难的时期之一。英特尔曾是美国的芯片巨头,如今却似乎呈现出一种逐渐衰落的态势。前段时间,英特尔进行了 15%的裁员,但这仍无法阻止其巨额亏损。之后,又传出了英特尔拆分出售旗下资产的计划。甚至在近日,关于英特尔被整体收购的传闻也时常被提及。

这一系列晶圆厂的延迟,使得英特尔原本就处于追赶态势。英特尔在先进制程的竞争中,比头部竞争对手更加落后了。同时,这也给英特尔未来的市场份额和营收增长带来了阴影。

三星:本土与海外工厂均延期

三星这边也是状况百出。

此前,三星电子为了追赶台积电在晶圆代工市场的份额,采取了一种厂房优先战略,即先建设晶圆厂,然后再去接订单。然而,因为自身工艺在能效以及良率等方面存在不足,所以三星仅仅赢得了个别先进制程客户的代工订单。这使得三星电子在先进制程领域呈现出一种状况,即理论产能过剩但实际出货量却极低。由此,三星半导体业务所属的设备解决方案(DS)部门在 2023 年出现了巨额赤字,并且决定在 2024 年暂停管理层的薪资调整。

原因之一是市场需求的不确定性在增加,这就致使部分先进制程的产能利用率达不到应有的水平;原因之二是三星电子在追赶台积电等竞争对手时,遭遇到了能效方面以及良率方面的挑战,从而使它在高端市场的竞争力有所降低。

面对这一困境,三星电子只得改变原先的战略方向。它开始对其晶圆厂的建设节奏和计划进行调整。

三星电子为了节约成本,采取了多项措施。这些措施包括停止部分产线的运营,缩减半导体工厂的生产规模,以及推迟新设施的建设。

2024 年 10 月,三星电子决定关闭平泽二期(P2)和三期(P3)晶圆厂的部分产线,这些产线约占 4nm、5nm 和 7nm 生产线的 30%,此举措引发了业界的广泛关注。

三星电子面对产能过剩的挑战,采取了关闭平泽 P2、P3 晶圆厂 30%先进制程产线这一果断措施。业内消息人士透露,三星虽已完成生产线设置,但因订单不足且亏损持续增加,所以实施了节约成本的措施,其中包括停止部分生产线的运营、缩减半导体工厂的生产规模以及推迟新设施的建设。

美国工厂出现延迟情况。三星在得克萨斯州泰勒的新半导体工厂,其量产时间不断被推迟。原本预计 2024 年开始批量生产,接着推迟到 2025 年,现在又宣布要到 2026 年才开始运营。

三星在美国建立代工厂。其一,是为了靠近美国这个庞大的市场。其二,是为了在全球供应链布局中占据有利的位置。建设过程中可能会遇到一些问题,比如成本上升、供应链不稳定以及劳动力资源调配等。同时,美国政府补贴延迟发放,其复杂的建筑许可程序也让三星感到十分头疼。再加上市场存在不确定性,所以三星不得不谨慎行事,最终决定延迟美国工厂量产的时间。

平泽 P4 厂的投产时间推迟到了 2026 年。另外,韩国的平泽四厂(P4)原本在三星那里备受期待,该工厂的规划是要进一步提升三星在全球晶圆代工市场的份额,以满足持续增长的市场需求。从行业角度来看,半导体市场的竞争格局出现了微妙变化。竞争对手在加速布局,新技术不断涌现,市场需求也在动态波动。这些因素使得三星必须重新审视 P4 厂的建设节奏。据悉,三星原本计划为在建的平泽 P4 和 P5 晶圆厂安装设备,而这一计划现在预计将推迟到 2026 年。

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从积极角度而言,三星针对多个重要晶圆厂项目作出了调整。这体现出它对市场变化具备敏感性,并且有着务实的态度。通过对时间表和计划进行调整,能够更合理地配置资源,进而确保在最为合适的时机把产能投入到市场中,避免因盲目扩张而引发风险。

但这暴露出了更多的挑战。三星在全球范围内的晶圆代工厂投资和建设计划正遭遇比预期更多的延误情况。这主要是因为三星担心其最先进的工艺技术无法在竞争激烈的“赢家通吃”市场中与台积电相抗衡,也难以赢得核心客户的订单。分析师认为,三星在代工业务方面投入了过多的资金。它既未能获取足够数量的客户,也没有建立起稳定的生产工艺。这些因素共同导致了三星目前所面临的危机。

同时也会推迟设备的引进。

消息人士透露,这是三星首次进行如此大规模地降低先进制程的产能操作。并且,一旦这些产线被关闭,那么就需要耗费相当长的时间才能够将其完全重启。

项目出现延期或者计划变更时,可能会对客户的预期产生影响。对于依赖三星晶圆代工服务的企业而言,它们可能需要重新规划自身的生产以及供应链安排。并且,在调整过程中,可能会涉及到成本增加以及技术衔接等问题,这些问题也需要三星认真对待。

GlobalFoundries与意法半导体:法国项目停滞

据报道,GlobalFoundries 和意法半导体共同投资 75 亿欧元。他们要在法国新建 12 英寸晶圆半导体制造工厂项目。然而,这个项目已经被搁置了。

公开资料表明,2022 年 7 月之时,意法半导体与 GlobalFoundries 就已宣布要在法国 Crolles 建立合资晶圆厂。接着到了 2023 年 6 月,意法半导体与 GlobalFoundries 正式签署了关于建设该合资晶圆厂的合作协议。

当时签署了合作协议,GlobalFoundries 是该合资企业的主要投资者,它持有 58%的股份,意法半导体持有 42%的股份,总成本预计是 75 亿欧元,预计在 2026 年建成并且能够满负荷生产,产能达到每年 62 万片晶圆。该晶圆厂会得益于法国政府给予的大量财政支持。同时,它也契合《欧洲芯片法》中所规定的目标,并且获得了欧盟委员会批准的“法国 2030”计划的一部分。法国政府打算提供 29 亿欧元,大概占总成本的 38.6%。

在意法半导体与 GlobalFoundries 正式签署合作协议之后,过去了 18 个多月。在这期间,该合资晶圆厂项目没有取得任何进展。与此同时,欧洲汽车和工业芯片市场一直处于疲软状态,有迹象表明存在库存过剩的情况,产能利用不足的问题继续给欧洲企业带来负担,而欧洲有限的下游终端电子产品需求,不足以支撑原本设想的大规模产能扩张。

这些因素可能是导致意法半导体与 GlobalFoundries 搁置该合资晶圆厂项目的关键。目前该项目处于停滞状态,建设工作已完全停止。

这一项目处于停滞状态。它影响了 GlobalFoundries 的全球布局,也影响了意法半导体的全球布局。同时,它还让法国的半导体产业发展计划受到了冲击。

值得注意的是,GlobalFoundries 与意法半导体在法国的项目处于停滞状态。在此期间,双方都有意愿在在中国市场加大投资,并且都有意进行业务拓展。

2024 年 5 月,GlobalFoundries 做出了一项任命。他们任命洪启财担任亚洲区总裁兼中国区主席这一职务。GlobalFoundries 希望通过这一任命,能够推动在亚洲的客户拓展与合作事宜。尤其希望能够加速在中国市场的业务增长。在 2024 年 10 月的上海年度技术峰会上,GlobalFoundries 的首席企业及政府事务官 MikeCadigan 清晰地表明了对中国市场有着高度的战略重视。同时,洪启财也向大家介绍了公司关于扩大在中国区域业务的宏大计划。据悉,GlobalFoundries 在积极行动。它响应许多跨国客户的需求,与这些客户一同探索合作路径。凭借高质量的制造以及关键芯片技术,满足中国终端客户不断增长的需求。借助跨国公司的渠道和资源,进一步拓展在中国市场的业务范围和影响力。

意法半导体积极与国内华虹集团展开合作。近日,在法国巴黎举行的投资者日活动中,意法半导体正式公布与华虹宏力展开紧密协作。意法半导体预计到 2025 年底,在中国境内打造一条 eNVM 40nm 制程 STM32 产品晶圆生产线,这条生产线在技术水准上将与欧洲工厂完全一致。为确保产品的一致性,该生产线将采用与欧洲工厂相同的掩模版。

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英飞凌科技和恩智浦半导体等其他欧洲芯片制造商正在加大对“中国制造”计划的投资,并且还有一些其他欧洲芯片制造商计划加大对“中国制造”计划的投资。

这些战略重心发生了转移,这反映出中国市场对于半导体制造商而言依旧是非常重要的。

Wolfspeed:关闭与延迟并行

近日,Wolfspeed 决定关闭其位于得克萨斯州达拉斯郊外的工厂。并且,它将通过挂牌的方式把这个工厂出售出去。

由于 6 英寸晶圆需求下降,得克萨斯州工厂被关闭,这使得该工厂的生产效率和盈利能力大幅降低。Wolfspeed 暂停了德国萨尔州的建厂计划,并且因为关停并出售得州工厂,Wolfspeed 将裁减约 75 名员工。

Wolfspeed 在 2024 年 8 月公布 2024 财年第四季度和全年营收时透露,在关闭并出售得州厂之前,计划关闭旗下达勒姆 6 英寸 SiC 晶圆厂。因为莫霍克谷工厂的 8 英寸 SiC 晶圆制造成本明显低于达勒姆工厂,为进一步降低成本,Wolfspeed 决定作出这一艰难的决定。

Wolfspeed 与采埃孚集团在德国恩斯多夫建设的 8 英寸 SiC 晶圆工厂,原本计划在 2024 年夏季开始建设,后来被推迟到 2025 年启动建设,接着在 2024 年 10 月宣布暂停该项目。

Wolfspeed 称,关闭工厂是其应对当前市场环境的重要策略之一,通过这一举措,公司希望减少运营成本。Wolfspeed 表示,出售资产也是其应对当前市场环境的重要策略,通过出售资产,公司期望提升盈利能力。Wolfspeed 称,延迟建厂同样是其应对当前市场环境的重要策略,通过延迟建厂,公司希望减少运营成本并提升盈利能力。

Wolfspeed 最新的财报数据显示,2024 财年累计净亏损为 8.64 亿美元。此亏损较 2023 财年有所扩大,扩大幅度达 162%。去年 11 月,Wolfspeed 董事会将首席执行官 Gregg Lowe 的职务予以罢免。目前,公司正在积极寻找新的领导团队。

Wolfspeed2024 财年的毛利率出现大幅下滑。去年第四季度的毛利率仅为 1%。全年毛利率降至 9.6%。这远低于 2023 年的 32%。毛利率的下降主要与 Mohawk Valley Fab 工厂的产能利用率不足有关。该工厂在第四季度的利用率仅为 20%。

这一系列的调整显示出,Wolfspeed 在面临市场压力时,有着积极去做的态度,即寻求降低成本,同时也在寻求优化产能,展现出了其决心。

Wolfspeed 在财季内实施了多项优化举措。这些举措旨在提升财务灵活性以及长远的盈利能力。它把生产重心从 6 英寸晶圆逐步转移到 8 英寸晶圆。这样做是为了匹配市场的高端需求,同时提升利润空间。

Wolfspeed 对其他制造基地进行了合理布局,还积极简化生产流程并且减少员工数量。这些行动一方面旨在降低成本,另一方面提升了团队的灵活性和响应速度,从而使公司能够在复杂多变的市场环境中保持竞争力。

Microchip:关掉旧厂,退掉补贴

2024 年底,Microchip 宣告将在本年度关闭位于美国坦佩(Tempe)的半导体工厂。

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据悉,Microchip 计划关闭的厂位于美国亚利桑那州坦佩,即 Fab2。该 Fab2 目前生产 8 英寸晶圆(200mm),具备 1μm - 250nm 制程的生产能力,产能规模为每月 2 万片。Fab2 预计在 2025 年 9 月关闭,Microchip 预计从 2026 年起每年能节省约 9000 万美元。

关掉之后会带来产能减少。Microchip称,许多在 Fab2 工厂运行的工艺技术,同样能在俄勒冈州工厂运行,俄勒冈州工厂有充足的无尘室空间可供扩建;这些工艺技术也能在科罗拉多州工厂运行,科罗拉多州工厂同样有充足的无尘室空间可供扩建。

此外,宣布会中断美国芯片法案的补助金领取程序。它成为了目前已知的第一家公开退出美国补贴申领的公司。这意味着,一方面要关掉旧厂,另一方面之前谈好的扩建也被中断了。

2024 年 1 月,美国商务部宣布向 Microchip 提供 1.62 亿美元。这一资金将用于帮助 Microchip 提升产能,使其产能提高两倍。其中 9000 万美元将用于扩建 Microchip 在科罗拉多州的一家工厂,7200 万美元则用于扩建其在俄勒冈州的一家类似工厂。这笔补贴约为投资额的 15%。去年年初,Microchip 认为产能永远不够,全世界都会一直建造晶圆厂。而到了现在,Microchip 不得不承认,如今他们有太多的产能。

据报道,Microchip 的库存状况不容乐观。其最新的财报表明,公司的库存达到了 13.4 亿美元,库存天数为 247 天,比行业内正常的 85 到 100 天要高很多。这一状况既反映了 Microchip 自身存在的问题,也是整个半导体产业在疫情后进行库存调整能力的一个体现。

这次关闭 Fab2 这件事,预计会裁员 500 人。同时,Microchip 表示近期的重组成本处在 300 万至 800 万美元这个范围之内。不过,公司未来有可能还会产生高达 1500 万美元的其他重组和关闭成本。这也就意味着,Microchip 之后或许还会有降低成本、提高效率的新举措。

缺芯潮期间,Microchip 的交期曾有一度被延长到 54 周,并且产品价格也跟着上涨了。不过,当市场环境发生改变后,这些情况都迅速地回落了。尤其对于作为产业链上游的 MCU 厂商来说,现在它们都正面临着巨大的库存压力。

总体而言,Microchip 所遭遇的情况并非个例。因为汽车需求在下滑,并且大型 MCU 厂商的竞争变得更加激烈,所以行业内有多家企业也开始陷入类似的困境。比如,英飞凌和瑞萨等企业在近期陆续宣布了降本增效的举措,这表明整个市场呈现出疲弱的态势以及市场需求发生了转变。

住友电工:取消SiC晶圆厂兴建计划

2023 年,日本住友电工宣布要进行一项计划,即总投资 300 亿日元来兴建 SiC 晶圆新厂。预计这个新厂在 2027 年能够投产。同时,兵库县伊丹市工厂的新产线也计划在 2027 年投产。这样一来,总共可以建置年产 18 万片的 SiC 晶圆产能。然而,由于电动车需求处于低迷状态,并且需求复苏的时间难以进行预估。所以,住友电工不得不放弃这个计划,在 2024 年宣布正式取消该计划。

这一决定表明,半导体行业的发展和下游应用市场的需求存在紧密关联。一旦市场需求发生波动,企业的投资计划就会相应地进行调整。

有行业人士称,住友电工或许会把更多的精力与资源聚焦到其他业务领域。比如在汽车领域,其中的线束业务需求正稳步上升;在环境能源领域,电力电缆等产品的生产也在进行;在信息通信领域,数据中心相关的光器件生产等工作也在开展。通过这些举措,来弥补 SiC 晶圆业务的损失,进而实现整体业务的稳定发展。

鉴于 6 英寸 SiC 晶圆市场发生变化,住友电工或许会对其半导体产品线作出调整。它会减少对 6 英寸 SiC 晶圆的依赖,并且会考虑向 8 英寸 SiC 晶圆或其他更有潜力的半导体产品转型,以此来适应市场需求。

晶圆厂频频“被弃”,原因何在

市场需求增速放缓。半导体行业陷入困境,首要原因就是市场需求的增速在放缓。近年来,全球经济形势复杂且多变,消费电子市场逐渐达到饱和状态,这给半导体的需求带来了直接的影响,致使对芯片的需求降低,从而让半导体厂商遭遇了库存积压的困境。

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当前,半导体市场处于下行周期,需求放缓这一事实不容置疑。人工智能、物联网、新能源汽车等新兴领域对半导体的需求在持续增加,然而,目前这些领域的需求规模尚不能填补传统领域需求的下降,也就难以推动半导体行业实现高速增长。

市场供需失衡,企业需要重新审视新建晶圆厂的计划。在这种情况下,延期或取消新建晶圆厂的计划就成为了无奈的选择。

建设晶圆厂的成本很高,运营晶圆厂的成本也很高,这是众多国际大厂选择延迟建设或停产的重要原因,因为这些成本难以承受。

台积电在美国亚利桑那州建设的晶圆厂,其采用 5nm 制程工艺,月产能为 2 万片晶圆,然而总投资竟高达 120 亿美元。在成本方面,除了设备采购的花费外,人力成本也是一项不小的支出。因为晶圆厂需要大量的专业技术人才,涵盖从工程师到技术工人等各个层面,所以人力成本在运营成本中所占的比例是相当高的。技术不断进步,对人才的要求随之越来越高,这使得人力成本持续上升。

此外,原材料价格的波动给晶圆厂带来了成本方面的压力。半导体制造所需要的原材料,像硅片、光刻胶、电子气体等,其价格会受到市场供需关系以及国际政治局势等诸多因素的影响,时常会有大幅度的波动。要是原材料价格出现上涨的情况,晶圆厂的生产成本就会跟着上升,从而压缩了利润空间。在市场需求不足时,晶圆厂难以把成本压力转嫁给下游客户,从而造成了成本与收益的失衡。许多半导体厂商面对高昂成本和低迷市场需求,只得重新评估晶圆厂的建设和运营计划,以此避免陷入更严重的财务困境。

市场景气时,企业凭借融资以及自有资金等途径还可以勉强维持项目的推进。然而现今市场不景气,企业的营收和利润遭受到了严重的影响。

近年来,各国半导体相关的政策情况以及补贴计划具有不确定性,这在很大程度上对半导体厂商的决策产生了影响。许多国家和地区为了吸引半导体企业进行投资并建厂,纷纷推出了一系列的政策以及补贴计划。然而,这些政策和补贴计划通常存在很多变数。

以美国的《芯片与科学法案》作为例子,此法案虽提供了高达 527 亿美元的补贴,然而申请条件极为苛刻,审批流程也很繁琐。企业必须满足一系列的要求,才能够获得补贴。并且,补贴的发放时间并不确定,这就致使企业在制定投资计划时遭遇着很大的风险。

如果没有政府补贴,企业就得自己担负高昂的建厂费用。这必然会致使项目规模缩小,建设速度减缓。甚至有可能让企业放弃建厂计划。政策与补贴的不确定性,使得半导体厂商在进行投资决策时变得更为谨慎。许多原本计划要建设的晶圆厂项目,因此被延迟或者取消了。

此外,地缘政治局势呈现出紧张的态势且在不断加剧。在国际层面,贸易方面存在着摩擦,科技领域也有竞争,这些情况使得半导体企业遭遇到了巨大的压力。企业对未来的贸易政策可能会发生改变这一情况感到担忧,因为这会对自身的供应链安全以及市场份额产生影响。

这些因素致使企业在做出晶圆厂建设等重大投资决策时,会变得更加慎重。企业甚至会选择将计划延期或者取消。

写在最后

半导体行业从长期发展趋势来看,正处于一个关键的十字路口位置,面临着许多不确定性以及挑战。

芯片大厂有关厂的举动,有延迟建厂的举动,还有停产的举动等一系列举动,这些举动无疑是半导体行业当前困局的一个缩影。而每一家企业必须面对这样一个命题,那就是如何在快速变化的市场中找到新的定位与出路。