中芯深圳扩产背后:电源管理 IC 转 12 英寸疑云再起

2021/10/27 17:02:27 来源:爱集微 作者:思坦 责编:汪淼

一纸项目公示,将“电源管理 IC 转 12 英寸”这一老生常谈的课题,再次摆至台面 —— 根据深圳市坪山区投资推广服务署近日发布的中芯国际深圳扩产项目公示,项目产品定位于 12 英寸 28nm 及以上线宽显示驱动芯片及电源管理芯片等

早在此轮缺芯潮爆发之初,作为主要使用 8 英寸产线的“重灾区”,电源管理 IC 转移至 12 英寸产线生产,就被部分人认为是解决产能问题的最根本办法。但当时这一论调,由于设备转换成本高昂以及重新认证时间过长而不被业内认同。

时间过去了近一年,在当前甚至未来 8 英寸产能仍旧难以与需求匹配的背景之下,中芯国际这一举动,似乎恰恰印证了近期频传的“电源管理转 12 英寸”之说,确有其事,8 英寸转 12 英寸,大势所趋。

然而,集微网就此事向业内多方证实,却得出了截然不同的答案。那么,电源管理 IC 转向 12 英寸,是个别选择,还是行业风向?中芯国际此举意欲何为?

电源管理 12 英寸风起?“8 英寸产能比想象充足”

集微网从某国内头部代工厂技术高层处了解到,除了欧洲部分大厂的小部分产品采用 12 英寸产线外,大部分电源管理 IC 目前仍采用 8 英寸产线,即使是产能告急的当下,传言中转向 12 英寸的趋势也尚未出现。

“12 英寸现在扩建的都是客户预付款产能,目前还没看到做电源管理 IC 的,”该高层表示,“况且现在 12 英寸产能也非常紧张,有限的产能则被 WiFi 芯片等占满,根本排不开。”一位手机芯片厂相关人士也表示,并未有 12 英寸投片计划。

究其原因,上述技术高层认为,除了 8 英寸制造的电源管理 IC 在性能上“够用”之外,主因还是 8 英寸产能并未有外界想象中那样紧缺,其关键在于曾一度制约产能的设备供应近期已有改善迹象。“现在 8 英寸不少设备都国产了,产能未来还可以加。”

12 英寸设备改造也是当前 8 英寸设备的一大来源。资深业内人士陈绍怀向集微网表示,“有些 CDSEM,原生 12 英寸设备,但是通用型特别好,可改成 8 英寸甚至 6 英寸。”设备供应充足、新产能开出在即的前提下,设计厂和代工厂转向 12 英寸动力缺缺。

除了实际产能供应充足外,技术转换所带来的时间成本和资本支出也是掣肘电源管理 IC 趋向 12 英寸的重要原因。虽然 12 英寸和 8 英寸理论上存在 90nm-110nm 的重合区,但转换的过程中需要更换设备,设备的差异会造成工艺模型不同,需要重新设计验证。

上述技术高层表示,“两个 12 英寸产线的转换就能用掉半年时间,8 英寸转到 12 英寸转产过程则要半年到一年。”单就电源管理 IC 这一产品而言,南麟电子董秘何云就曾对集微网表示,从 8 英寸转向 12 英寸,大规模量产大概需要两三年的时间。

资本支出更是大多数代工厂的核心顾虑。正如前文所言,产线的转换关键在于设备的变化,陈绍怀对集微网指出,电源管理 IC 转至 12 英寸的关键障碍就在于设备转换的成本过高。“虽然 12 英寸产线下每个 die(裸晶)的成本较 8 英寸更低,但只有买得起设备,才能谈得上 die 的成本。”

这也从某种程度上解释了为何目前中国大陆只有中芯国际做出这一尝试的原因 —— 资金始终是代工厂的最大优势之一。

何时转向 12 英寸?“不是不转,是价格未到”

综合前文所述,电源管理 IC 转向 12 英寸,目前来看更像是外界认知与实际情况出现的偏差,所带来的误解。正如目前业界的一种观点认为,在 MEMS、MOSFET、模拟和 IoT 芯片的长期依赖下,8 英寸市场依然有至少 10 年的生命力。

然而,在历史罕见的缺芯潮下,新常态所带来的不确定性,让产业链上下游必须随时绷紧神经,对于任何可能改变供需关系的信号作出及时反应。虽然电源管理 IC 短时间并未大规模转向 12 英寸,但停留在 8 英寸制造的隐忧已经浮现。

“不是不转,是价格未到。”就业内反馈来看,电源管理 IC 转向 12 英寸的最关键问题就在于价格,其中设备价格无疑是最核心的考量

当前,无论是采用国产 8 英寸设备,亦或是经过改造的 12 英寸设备,代工厂当前成本压力仍然巨大。根据陈绍怀所说,原生 8 英寸设备目前已经到“涨不动”的地步,“有钱也买不到,”而 12 英寸改 8 英寸设备,涨价幅度已达到 300%。

此外,业内共识是,包括光刻机在内的 8 英寸关键设备,短期内要想完全实现替代仍然很难。在这种情况下,对于代工厂,无法替代的设备只能高价“竞购”海外设备,或者直接找原厂高价定制,这对成本把控来说无疑又是巨大的考验。

而从整体设备供应量来看,目前涨价幅度恐怕还尚未达到其天花板。一方面国产替代尚不能做到全覆盖,另一方面国外设备商也并未明显见到在 8 英寸设备上增加投入。“12 英寸的来不及造呢,”陈绍怀说,“而且设备商自己也缺芯片。”

此外,从行业趋势来看,8 英寸产线在制造端的占比将越来越小,也是毋庸置疑的。根据市调机构 TrendForce 20 日最新发布的产业预测,2022 年全球晶圆代工 8 英寸年均产能将同比增长 6%,12 英寸则增长 14%,其中超过半数为成熟制程。

从全球范围来看,近年来无论是头部的代工厂还是 IDM,扩产主流仍然是 12 英寸。国内功率 IDM 龙头士兰微此前就对集微网表示,12 英寸晶圆厂投资效率更高,并且现在 12 英寸产线也开始做特种工艺,对于不同制程要求的产品也能更加灵活地适配。

中芯国际冒险之举?转向 12 英寸已有先例

由此可见,中芯国际电源管理 IC 转向 12 英寸,绝非是其雄厚资金实力之下的冒险之举。从公司二季报来看,0.15/0.18μm 制程的电源管理芯片,正是其运营动力的主要来源之一,可以想象,对于这样的关键产品,迈出 12 英寸的一步必然经过深思熟虑。

根据公示,此次扩产的中芯国际深圳 12 英寸产线主要规划进行 0.15μm 电源驱动以及 55nm 高压大屏驱动、40/28nm 高压大屏驱动芯片的量产生产,以显示驱动、图像传感以及电源管理产品为切入口,还将预留其他类型产品兼容性。

用 12 英寸产线做 0.15μm 线宽的产品并不容易。上述代工厂技术高层对集微网坦言,“这种设备不多,而且 12 英寸建厂成本高,不到特殊情况,不会(有设计厂)这样要求。”据陈绍怀介绍,这种情况下需要使用 12 英寸 i 线光刻机,价格比 8 英寸更贵。

但反过来说,在设备获取难度大、价格高的前提下,中芯国际仍然坚持转向 12 英寸,也足以说明客户需求远比外界想象的更大。“电源管理 IC 敢上 12 英寸,起码说明有足够高的价格,也有足够大的需求。”陈绍怀说。

需要指出的是,该 12 英寸产线聚焦的另一产品 —— 显示驱动 IC,与电源管理 IC 一样,此前同样多由 8 英寸产线制造,也是芯荒的另一“重灾区”,早前也有消息称其已开始转向 12 英寸产线。而根据集微网从业内了解,这一趋势确实已经显露。

据陈绍怀介绍,在产能限制之下,业内已有代工厂直接用 12 英寸产线制造 LCD 驱动 IC。“理论上没问题的,部分工艺设备是可以跨制程级别的,比如 PVD、CVD。”“主要就是花钱,工艺一定能跑出来的。”

这一事实也得到上述代工厂技术高层的肯定,据其透露,国内某面板驱动 IC 龙头已着手 12 英寸生产 LCD 驱动 IC。另外据其介绍,相较于电源管理 IC,LCD 驱动 IC 向 12 英寸转换技术上要更加容易,“不过也差不了太多,都是逻辑的底子。”

由此来看,LCD 驱动 IC 转向 12 英寸的现状,很有可能也是电源管理 IC 的未来。而中芯国际的这一步棋,着眼的或许不是现在,而是更长久的未来。

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