8寸晶圓缺貨分析：新應(yīng)用需求拉動(dòng)，核心設(shè)備緊缺

　　1990年IBM聯(lián)合西門(mén)子建立第一個(gè)8寸晶圓廠之后，8寸晶圓廠迅速增加，1995年即達(dá)到70座，在2007年達(dá)到頂峰——200座，隨后8寸晶圓廠數(shù)目逐漸減少，從2008年到2016年，37座8寸晶圓廠關(guān)閉，同時(shí)有15座晶圓廠從8寸切換至12寸，到2016年全球8寸晶圓廠減少至180座左右。從SEMI的數(shù)據(jù)可以看出，全球8寸晶圓廠產(chǎn)能以極低速度增長(zhǎng)，2015～2017年僅增長(zhǎng)約7%。

　　根據(jù)SEMI和IC insight的數(shù)據(jù)，2017年全球晶圓產(chǎn)能為17.9 M/wpm(百萬(wàn)8寸片/月，下同)，其中8寸片產(chǎn)能約為5.2M/wpm，前十大8寸晶圓廠產(chǎn)能占8寸晶圓總產(chǎn)能的54%。

　　相比于12寸晶圓產(chǎn)線而言，8寸晶圓制造廠：1)擁有特種晶圓工藝;2)完全或大部分折舊的固定資產(chǎn)的固定成本較低;3)光罩及設(shè)計(jì)服務(wù)的相應(yīng)成本較低;4)達(dá)到成本效益生產(chǎn)量要求較低等方面的優(yōu)勢(shì)，因此8寸晶圓和12寸晶圓能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、長(zhǎng)期共存。

　　1 多因素驅(qū)動(dòng)，8寸晶圓廠供需趨緊

　　1.1供給端：核心設(shè)備的緊缺是8寸晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張的瓶頸

　　多數(shù)8寸晶圓廠建廠時(shí)間較早，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十年以上，8寸晶圓廠的部分設(shè)備太老舊或者難以修復(fù)，同時(shí)由于當(dāng)前12寸晶圓廠資本支出規(guī)模巨大，部分廠商停止了8寸晶圓的生產(chǎn)銷(xiāo)售，8寸晶圓產(chǎn)線設(shè)備主要來(lái)自二手市場(chǎng)，多來(lái)自從8寸向12寸升級(jí)的內(nèi)存廠商，如三星和海力士，目前舊設(shè)備市場(chǎng)資源逐漸枯竭，因此2014年后8寸晶圓設(shè)備較為緊缺，其中蝕刻機(jī)、光刻機(jī)、測(cè)量設(shè)備最難獲得。

　1.2需求端：新應(yīng)用訂單拉動(dòng)8寸晶圓廠需求

　　8寸晶圓產(chǎn)能的主要需求來(lái)自模擬芯片、分立器件、MEMS和部分邏輯芯片。隨著大量12寸先進(jìn)晶圓產(chǎn)能的逐漸投產(chǎn)，部分微處理器、基帶、DRAM及NAND的生產(chǎn)從8寸晶圓產(chǎn)線切換到了12寸晶圓產(chǎn)線，2006年33%的8寸晶圓產(chǎn)能應(yīng)用于memory，而到2016年memory的產(chǎn)能需求占比3%，預(yù)計(jì)2018年將進(jìn)一步降低至2%。當(dāng)前8寸晶圓產(chǎn)能中約47%為Foundary，其余產(chǎn)能的需求主要來(lái)自模擬芯片、分立器件、邏輯芯片和MEMS，其中模擬芯片、分立器件和邏輯芯片(主要為MCU、指紋識(shí)別芯片、CMOS等)、MEMS等的產(chǎn)能需求占比已提升至50%。

　　下游：汽車(chē)電子及物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的芯片，包括先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)及感測(cè)器、車(chē)用電流控制IC、物聯(lián)網(wǎng)MCU等在8寸晶圓廠中大量投產(chǎn)，使得2016年下半年開(kāi)始8 寸晶圓廠的投片量快速提升。

　　根據(jù)SIA的數(shù)據(jù)，2017年除存儲(chǔ)器外的半導(dǎo)體銷(xiāo)售額增速為9%，而應(yīng)用于汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域的non-memory半導(dǎo)體月度銷(xiāo)售額同比增速均在10%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額的整體增速，可見(jiàn)汽車(chē)和工業(yè)正在成為全球半導(dǎo)體高成長(zhǎng)的下游應(yīng)用領(lǐng)域。以汽車(chē)為例，隨著電動(dòng)化和智能化的提升，單部汽車(chē)對(duì)半導(dǎo)體的需求正在逐步提升，比如單部電動(dòng)車(chē)Tesla Mobel X中的半導(dǎo)體約需要一塊8寸晶圓。根據(jù)strategy analytics的數(shù)據(jù)，單部汽車(chē)中半導(dǎo)體價(jià)值量從2016年的317美元提升至2017年的330美元，同比增速達(dá)4.1%。

　　具體來(lái)看應(yīng)用于汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域的半導(dǎo)體產(chǎn)品對(duì)晶圓的產(chǎn)能需求，根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，2017年汽車(chē)和工業(yè)對(duì)晶圓的需求面積較2016年增長(zhǎng)11.1%。

　　2016年下半年開(kāi)始至今，汽車(chē)需求拉動(dòng)，MOSFET、IGBT等產(chǎn)品漲價(jià)不斷：

　　MOSFET是一種可應(yīng)用于模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管，在消費(fèi)類(lèi)電子、電動(dòng)汽車(chē)以及IOT等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，2016年MOSFET 芯片市場(chǎng)規(guī)模為205億美元。2018Q2 意法半導(dǎo)體高/低壓MOSFET前、后端產(chǎn)能均已滿(mǎn)載，目前貨期長(zhǎng)達(dá)38～42周，較之前大大延長(zhǎng)，并且有延長(zhǎng)趨勢(shì)。除了MOSFET、IGBT之外，整流管、數(shù)字/通用晶體管等產(chǎn)品整體交貨期均有延長(zhǎng)趨勢(shì)。

　　上游：供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，目前應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域的半導(dǎo)體主要由恩智浦、英飛凌、瑞薩半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器和博世等廠商供應(yīng)，合計(jì)占比超過(guò)55%，而值得注意的是，這幾家廠商供應(yīng)的半導(dǎo)體主要為non-memory，memory主要由鎂光、海力士、cypress等傳統(tǒng)存儲(chǔ)器巨頭供應(yīng)，memory在汽車(chē)半導(dǎo)體中也有較高的占比，因此汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)主要集中于恩智浦、英飛凌、瑞薩半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器等傳統(tǒng)IDM廠。

　　恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體等傳統(tǒng)專(zhuān)注于汽車(chē)電子的IDM廠主要為技術(shù)節(jié)點(diǎn)40nm以上的8寸和6寸晶圓產(chǎn)能，生產(chǎn)的模擬芯片、功率器件、傳感器更注重工藝技術(shù)的獨(dú)特性，無(wú)持續(xù)更新至先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的需求。同時(shí)在2008年全球金融危機(jī)和12 寸晶圓廠成為主流的背景下，各個(gè)IDM廠并未進(jìn)行8寸晶圓的擴(kuò)產(chǎn)，而隨著汽車(chē)半導(dǎo)體的需求逐漸旺盛，產(chǎn)能利用率進(jìn)一步提高之后IDM廠外包部分產(chǎn)品到8寸foudary 廠，最終出現(xiàn)了全球8寸晶圓廠(IDM和foundary)產(chǎn)能利用率上升乃至產(chǎn)能供不應(yīng)求的結(jié)果。

　　1.3供需共振，8寸晶圓廠產(chǎn)能趨緊

　　供給方面，2007年以后全球8寸晶圓產(chǎn)能逐漸下降，在2011年以后保持穩(wěn)定水平并小幅上升，8寸晶圓產(chǎn)能的主力——IDM廠并未進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。需求方面，1) 部分6寸晶圓產(chǎn)線關(guān)閉后產(chǎn)品轉(zhuǎn)單，8寸晶圓產(chǎn)能需求增加，2)汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體的需求逐步增長(zhǎng)，應(yīng)用于汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域的半導(dǎo)體多為8寸廠產(chǎn)品，IDM產(chǎn)能不足之后轉(zhuǎn)單部分產(chǎn)品至foundary廠，整體產(chǎn)能利用率提升。

　　2016年以前，8寸晶圓廠產(chǎn)能利用率的全球平均水平約為78～85%，近年來(lái)每年大概提升4%，2017年產(chǎn)能利用率創(chuàng)歷史新高。

　　從2017年報(bào)披露數(shù)據(jù)來(lái)看，目前UMC 8寸晶圓產(chǎn)能約占總產(chǎn)能的一半，2016年平均產(chǎn)能利用率為88.6%，而在2017年攀升至94.4%。華虹半導(dǎo)體是全球具有領(lǐng)先地位的8寸純晶圓代工廠，雖然自2016年下半年公司持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能，但產(chǎn)能利用率仍持續(xù)保持高位，其他8寸晶圓廠產(chǎn)能利用率亦保持高位。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研信息，2018年年初華虹半導(dǎo)體、臺(tái)積電等8寸晶圓廠產(chǎn)能仍處于供不應(yīng)求狀態(tài)。