第四季度和第一季度是半导体行业的传统淡季，但在刚刚过去的2020年和刚刚启幕的2021年，出现了例外。台积电在上周公布的第四季度财报中，营业收入同比增长14%，净利润同比增长23%，并对2021年第一季度的营收做出了乐观预估。
有趣的是，台积电本财季净利润的同比增幅，与2020年全球代工产值的年成长率相近。TrendForce集邦咨询旗下半导体研究处预估，2020年全球晶圆代工产值将达846亿美元，年增长23.7%，突破近十年新高。2021年，晶圆代工产值将再创新高，年增长近6%。市调机构Counterpoint也做出类似预测，并指出2020年全球芯片代工行业收入约为820亿美元，同比增长23％，预计2021年收入仍将同比增长12％。
在遍地缺货的当下，对晶圆代工仍有着高增长的预期，这不仅对于代工产业是一种利好，对于“等米下炊”的下游客户更是一种刚需。在景气高涨的代工市场，哪些制程最被看好？中国大陆代工厂商又能否觅得新机？
10nm以下先进制程迅猛增长
在1月14日发布的财报中，台积电单季营收达到126.7亿美元，季度营收创下历史新高。展望2021年首月，非但淡季不淡，还要续创新高。
记者对比台积电近三年年报发现（至截稿日，2020年年报尚未在官网发布，但第四季度季报中已发布各制程节点全年营收数据），16nm以下先进制程，尤其是7nm以下制程已经成为拉动营收的主要引擎。从2018年至2020年，16nm及以下制程的营收占比从41%提升至58%。其中，7nm营收贡献从2018年的8.9%提升至2019年的26.6%，2019年第四季度占比达到35%，成为贡献最大的单节点制程。“后起之秀”5nm也在2020年斩获8%的营收，第四季度营收占比高达20%，成为仅次于7nm的又一个走俏节点。
“之前，半导体发展的主要推动力是手机，如今开始变得分散。尽管手机处理器仍是主要引擎，涉及企业主要包括苹果、高通、华为、联发科等。但是与此同时，AMD、英伟达的GPU，以及博通为特斯拉打造的HPC大订单，也成为先进制程增长的主要动力。”半导体业界专家莫大康向《中国电子报》记者表示，“这些厂商不仅对先进制程存在刚需，也可以消化制程节点下探带来的价格增长。”
如莫大康所言，手机AP和HPC将成为未来几年先进制程的推进器。记者综合Trendforce、Counterpoint、IC Insights等多家市调机构数据了解到，受益于苹果、三星、联发科、AMD、英伟达等厂商对智能手机和高效能计算的投入，10nm以下制程将在2021年—2024年呈现高增长的态势。
短期来看，7nm和5nm制程产能近乎满载的状态将持续至2021年第二季度。5nm出货量将大幅提升，预计占2021年全球12英寸芯片总出货量的5％。据预计，至2024年，10nm以下制程的产品月安装容量占比将达到29.9%，而2019年这一比例仅为4.4%。
先进制程驶入快车道，离不开需求、技术、模式的成熟。莫大康向记者表示，尽管摩尔定律接近极限，但归功于EUV设备和配套技术的不断提升，更先进的制程也将逐步实现。
“制程的进步不仅是尺寸的缩小，也包括所需要的设计、设备、材料等各个方面的提升，如硅片的平正度提升、缺陷密度减少及检测工具技术提升等。可见，这是一个系统性的成果。”莫大康说，“代工模式也是先进制程发展的重要因素，如果仅仅依靠IDM，可能不会有如此多样的代工方案。”
对于5nm的下一个节点3nm，台积电和三星都在开发过程中遇到了瓶颈。台积电在财报中表示，2021年的资本支出将提升至250亿～280亿美元，远远超出2020年的172亿美元。80%的资本将用于先进制程的研发，包括3nm、5nm和7nm。
40nm以上成熟制程不掉队
在本次晶圆代工的“涨潮”中，除了先进制程的强劲增长，成熟制程亦是供不应求。
记者查阅联电及中芯国际的财报发现，联电在2020年第二、三季度的产能利用率已提升至97%以上，近乎满载。而中芯国际也在2020年中报指出，成熟工艺平台需求强劲，产能利用率接近满载。
从制程节点来看，40nm以上的制程仍是刚需。在2020年第一季度至第三季度的财报中，28nm～40nm是对联电营收贡献最大的单节点，其次是40nm～65nm。在中芯国际，150nm～180nm营收贡献超过三成，其次是55nm～65nm。
虽然先进制程的市场占比正在稳步提升，但成熟制程，尤其是40nm以上制程，在未来5年仍将占据三分之一的市场份额。IC Insights《2020—2024年全球晶圆产能》显示，未来几年，40nm以上的成熟制程占比最为稳定，尤其40nm～180nm在预测期的变化幅度仅为0.2%，预计2024年40nm以上（含180nm以上）的占比为37.1%。
“成熟制程发展的动力在于市场的需求，从产品看，如图像传感器、蓝牙、WiFi等产品并不是一味追求先进工艺，在成熟制程方面仍占据较大市场。从成本看，先进工艺流片成本高，且并非所有产品均适用，而成熟工艺生产线大多已完成设备折旧，成本优势明显。”赛迪集成电路所集成电路制造研究室主任史强向《中国电子报》表示。
具体来说，制造企业为保证供需平衡，会根据不同时期的市场需求，动态调配各制程节点的产能，避免产线空置，保障40nm以上的成熟制程一直有产能。同时，随着产品技术演进，蓝牙耳机、物联网等新需求的不断补入，成熟制程的产能始终有填充。
随着摩尔定律逼近物理极限，成熟制程的成本效益将进一步凸显，尚有增量空间。
“摩尔定律正在因成本、技术等因素放缓。在市场化的推动下，必定会促进成熟制程，以及先进封装、第三代半导体甚至Chiplet等‘后摩尔’技术的发展。”莫大康向记者指出。
成熟制程工艺竞争加剧
“公司在先进制程领域不能及时根据市场需求实现更先进节点的量产，或在成熟制程领域不能及时根据市场需求开发相应的特色工艺平台，均有可能使得公司错失相应的市场空间，进而对公司的竞争力与持续盈利的能力产生影响。” 在IPO说明书中，中芯国际对于先进制程和成熟制程的竞争焦点进行了如上阐述。
虽然先进制程是市场以及贴近消费市场的手机、PC等厂商的宠儿，向来备受关注。但成熟制程的占位和竞争也不容忽视。一方面，台积电、三星等掌握最先进制程的厂商，在成熟工艺平台亦有布局，台积电2021年的研发投资中就有10%落在特色工艺。另一方面，随着先进制程研发成本呈指数级上升，格罗方德等代工大厂选择不再跟进，转而投入成熟制程，成熟工艺的竞争已呈现愈演愈烈之势。
“成熟制程的竞争焦点在于拥有高压、低功耗、射频等更丰富的工艺平台，从而支撑更多产品的开发，以及更好的生产管理和技术支持。”史强表示，“第一，中国大陆厂商要增强自身实力，深耕工艺平台和技术水平。第二，紧抓市场良机绑定客户，从而形成长期合作关系。此外，增强自身管理水平，保障供应链和库存的稳定，才能抓住成熟制程的市场机遇。”
莫大康则指出，中国大陆厂商若想抓住代工市场增长的机遇，需要提升企业的盈利能力和市场竞争力。他表示，中国大陆代工产业在技术、专利、人才上仍存差距，加上台积电等代工厂商已“先入为主”占据市场先机，且仍在不断增加研发投入，因此已经稳定占据高端市场，在利润获取上占有一定优势。
“在此之前，全球代工业忙于攻克先进制程，然而如今格局已定，只剩下2～3家仍在进行。目前，在成熟制程、特色工艺方面竞技的厂商可谓越来越多，竞争也会越来越‘狠’。”莫大康指出。
当前，半导体板块在资本市场表现活跃。莫大康指出，资金对于产业发展有其必要性，但也要避免“热钱”过多，导致企业在研发及制程穾破等方面不够专心。
“产业的根本在于企业，而企业进步要依赖于加强研发投入、吸引优秀人才及良好的市场化产业环境。只有企业做强做大，盈利能力提升及市场份额提高，才是产业发展真正的希望。”莫大康表示，“机遇与挑战总是成双呈现， 不能丧失信心，也不能高枕无忧，关键是企业能够将一切不利因素转变为前进的动力，从而作好充分的准备。”莫大康说道。
