預計2018年晶圓代工業務將實現穩定增長， 但增長背後存在若干挑戰。
在全球晶圓代工巨頭方面， GlobalFoundries、Intel、Samsung和TSMC正在從16nm/14nm向10nm/7nm節點遷移。 分析師表示， 英特爾已經遇到了一些困難， 因為這家晶片巨頭從2017年下半年至2018年上半年剛推出了新的10nm制程。 此外時間也將會證明其他晶片製造商是否會在10/7nm節點下完成平穩或粗糙的過渡。
不僅如此， 另外幾家代工廠也正在抓緊推出22nm工藝， 不過目前這種技術的需求前景不算很明朗。 重要的是， 代工廠商看到了8英寸晶圓的巨大需求， 然而2018年， 8英寸晶圓的需求依舊很短缺。
儘管如此，
“增長的驅動因素包括人工智慧、汽車和感測器， ”分析師說：“儘管智能手機銷量的增長速度已經放緩， 但智慧手機的BOM仍然是代工業務中最重要的部分。 其中包括感測器、處理器、圖像感測器、無線和類比射頻。 ”
代工廠也在關注高性能計算、電力電子甚至加密貨幣的增長。 中國市場是最值得關注的， 許多代工廠都在擴大或建造新的晶圓廠。
根據研究公司TrendForce的資料， 在全球晶圓代工市場中， 台積電繼續占主導地位(2017年佔有55.9%的份額)。 根據該公司的資料， GlobalFoundries排在第二位， 聯電， 三星， 中芯， TowerJazz， 力晶， 先鋒， 華虹和東部緊隨其後。
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世界半導體貿易統計公司(WSTS)最近預測， 2017年半導體市場將達到4090億美元， 比2016年增長20.6%。 收入增長是由於DRAM平均銷售價格的上漲。 以及對於類比， 快閃記憶體和邏輯的強勁需求。
WSTS預計2018年IC產業市場將達到4370億美元， 比2017年增長7%。 根據VLSIResearch的統計， 2018年IC總體預計增長7.1%， 而2017年為12.8%。
多年來， IC產業一直圍繞著摩爾定律(電晶體密度每18個月翻一番)處於不斷變化中。 根據這個定律， 晶片製造商每18個月就會推出一項新工藝， 表面上是為了降低電晶體的成本。
目前來看， 摩爾定律仍然是可行的， 不過它正在經歷新的發展。 每經歷一個新的節點， 流程成本和複雜性都在急劇上升， 因此， 一個完全擴展的節點節奏已經從18個月延長到2.5年或更長的時間。
和以往一樣， 手機仍是晶片業的最大市場。 根據ICInsights的資料， 手機IC銷售占IC市場總收入的25%， 預計2018年將達到973億美元， 比2017年增長8%。 該機構還認為， 個人電腦相關晶片是第二大IC市場， 預計2018年將增長5%， 達到726億美元。
其他市場增速更為驚人。 例如， 汽車IC銷售額預計在2018年將增長16%， 達到324億美元;到2018年， 與物聯網相關的IC銷售額將增長16%， 達到約168億美元。
圖2：IC領域的市場增長情況(以十億美元計)。 資料來源ICInsights
“越來越多的客戶正在重新定義他們的產品組合， 以適應物聯網、汽車市場，
WalterNg還表示：“在物聯網領域， 我們看到了許多不同類型的設備， 但主要關注的焦點似乎是將MCU與多協議通信集成在一起的IC， 包括Wi-Fi， 藍牙甚至Zigbee。 我們也看到了企業對家庭自動化的巨大興趣。 ”
考慮到這些增長驅動因素， 代工廠商必須開發更多不同的工藝來滿足客戶日益增長的需求。 GlobalFoundries首席技術官GaryPatton表示：“一個技術平臺能滿足從高端IBMz系統(大型機)一直到電池供電的物聯網設備， 這顯然是不切實際的。 ”
為了滿足這些需求， 晶圓廠必須每年增加他們的資本支出和研發支出。
除了研發資本的支出， 還有一些晶圓代工廠需要面對的挑戰：
經濟和政治問題可能影響電子行業。
低迷的需求和庫存問題往往會在第一季度出現， 這可能會在隨後的季度中持續存在。
積體電路業務正在進行一波並購活動。 整合的結果則是代工廠商的客戶群縮減。
矽片的可用性令人擔憂。 在多年的供應過剩之後， 矽片供應商看到了新的需求。 但是， 供應商並沒有對新工廠進行投資， 許多公司已經提高了價格。
封裝測試供應鏈是晶圓廠的另一個問題。 對晶片需求的上升導致了製造能力、各種封裝類型甚至一些設備的短缺。
10nm/7nm，22nm工藝技術的遷移
到2018年，英特爾預計將增長10納米投入。此外，GlobalFoundries，三星和台積電將開始出貨各自的7nmfinFET工藝產品。三星還宣佈了各種半節點產品。
節點名稱很混亂。簡而言之，Intel的10nm技術大致相當於其他晶圓廠的7nm節點。
無論如何，節點遷移是具有挑戰性的。例如，一些晶片製造商花費比預期更長的時間從平面節點遷移到16nm/14nm。在16nm/14nm工藝中，許多供應商轉向下一代稱為FinFET的電晶體類型。在FinFET中，對電流的控制是通過在鰭的三側面上的柵極來實現的。
一般而言，FinFET解決了短溝道效應和其他縮放問題，但是該技術製造起來更困難且成本更高。
舉個例子：英特爾本應在2017年下半年發佈10納米FinFET工藝，但最近的進度有所下滑。投資銀行公司晨星(Morningstar)分析師AbhinavDavuluri在最近的一次採訪中表示：“英特爾10nmFinFET工藝看起來像是被推遲到了18年上半年。“這可能是遭遇了一系列的問題。但是，他們解決14納米工藝問題的時間，在10nm工藝基本上是成倍增加。因為現在你正在做自對齊的四軸模式，而不是雙模式。它需要更多的步驟和更好的功能尺寸，顯然這兩個問題是相互矛盾的。”
從時間上來看，GlobalFoundries，三星和台積電在7nm將面臨類似的問題。Gartner分析師SamuelWang表示：“三家代工廠似乎都在取得良好的進展。”
SamuelWang預計，在2018年7nm工藝將有一個較大的增長，但在短期內，根本不能與10nm抗衡。預計在2017年，10nm將產生價值50億美元的業務。相比之下，預計到2018年，7nm的銷售額將從25億美元增至30億美元。
那麼隨著時間的推移，7nm將如何發展呢?“這是一個循序漸進的過程，”GlobalFoundries的Patton說。“有一些客戶在更積極地佈局到下一個節點。其他人則會緩慢跟進。”
根據Patton的說法，7nm將會是一個長壽的節點。FinFET將會有很多延伸，有很大的擴展空間。
台積電表示，7nm節點可能會達到28nm一樣的成就。“7nm的最初應用是高端應用處理器和高性能計算。我們預計到2018年底，將會有超過50次流片，“台積電聯席首席執行官兼總裁C.C.Wei在最近一次電話會議上表示。
然而，並非所有的代工廠客戶都是世界領先廠商。雖說許多公司正在開發新的晶片，並正在探索遷移到16nm/14nm甚至更遠的想法。但是許多公司都停留在28納米節點以上，因為他們無法承受先進節點的高昂IC設計成本。
為填補市場空白，GlobalFoundries，英特爾，台積電和聯電正在開發一種新的22納米工藝。22納米比28納米更快，晶片開發成本低於16納米/14納米。
然則並不是所有的22nm技術都一樣。例如，GlobalFoundries正在準備22納米FD-SOI技術。台積電和聯電正在開發22納米大容量CMOS工藝。而Intel則採用了新的低功耗22nmFinFET技術。
從此以後，客戶必須權衡各種選項。“這取決於你在什麼空間，”GlobalFoundries的Patton說：“如果你專注於高性能，並且正在嘗試製造大型晶片，那麼你會選擇FinFET。如果你期望晶片體積小，而且成本和功耗達到了平衡，那麼你就可以沿著FD-SOI路徑走下去。
大容量CMOS工藝也是一種選擇，聯電正在開發一個22nm制程，用於RF、毫米波和其他應用。“這個工藝能提供性能和成本的最佳組合，”聯電的專業技術部門的副總裁RajVerma說。
儘管如此，在未來許多晶圓廠客戶仍將堅持使用28nm。Gartner公司的Wang說：“28納米級技術提供了速度，功耗和成本的最佳組合，其將繼續保持良好的需求，28nm晶圓代工年收入可達100億美元。”
那麼，22nm會起飛嗎?“是的，因為22納米是28納米的延伸，”Wang說。“它提供了更好的性能和密度。”
10nm/7nm，22nm工藝技術的遷移
到2018年，英特爾預計將增長10納米投入。此外，GlobalFoundries，三星和台積電將開始出貨各自的7nmfinFET工藝產品。三星還宣佈了各種半節點產品。
節點名稱很混亂。簡而言之，Intel的10nm技術大致相當於其他晶圓廠的7nm節點。
無論如何，節點遷移是具有挑戰性的。例如，一些晶片製造商花費比預期更長的時間從平面節點遷移到16nm/14nm。在16nm/14nm工藝中，許多供應商轉向下一代稱為FinFET的電晶體類型。在FinFET中，對電流的控制是通過在鰭的三側面上的柵極來實現的。
一般而言，FinFET解決了短溝道效應和其他縮放問題，但是該技術製造起來更困難且成本更高。
舉個例子：英特爾本應在2017年下半年發佈10納米FinFET工藝，但最近的進度有所下滑。投資銀行公司晨星(Morningstar)分析師AbhinavDavuluri在最近的一次採訪中表示：“英特爾10nmFinFET工藝看起來像是被推遲到了18年上半年。“這可能是遭遇了一系列的問題。但是，他們解決14納米工藝問題的時間，在10nm工藝基本上是成倍增加。因為現在你正在做自對齊的四軸模式，而不是雙模式。它需要更多的步驟和更好的功能尺寸，顯然這兩個問題是相互矛盾的。”
從時間上來看，GlobalFoundries，三星和台積電在7nm將面臨類似的問題。Gartner分析師SamuelWang表示：“三家代工廠似乎都在取得良好的進展。”
SamuelWang預計，在2018年7nm工藝將有一個較大的增長，但在短期內，根本不能與10nm抗衡。預計在2017年，10nm將產生價值50億美元的業務。相比之下，預計到2018年，7nm的銷售額將從25億美元增至30億美元。
那麼隨著時間的推移，7nm將如何發展呢?“這是一個循序漸進的過程，”GlobalFoundries的Patton說。“有一些客戶在更積極地佈局到下一個節點。其他人則會緩慢跟進。”
根據Patton的說法，7nm將會是一個長壽的節點。FinFET將會有很多延伸，有很大的擴展空間。
台積電表示，7nm節點可能會達到28nm一樣的成就。“7nm的最初應用是高端應用處理器和高性能計算。我們預計到2018年底，將會有超過50次流片，“台積電聯席首席執行官兼總裁C.C.Wei在最近一次電話會議上表示。
然而，並非所有的代工廠客戶都是世界領先廠商。雖說許多公司正在開發新的晶片，並正在探索遷移到16nm/14nm甚至更遠的想法。但是許多公司都停留在28納米節點以上，因為他們無法承受先進節點的高昂IC設計成本。
為填補市場空白，GlobalFoundries，英特爾，台積電和聯電正在開發一種新的22納米工藝。22納米比28納米更快，晶片開發成本低於16納米/14納米。
然則並不是所有的22nm技術都一樣。例如，GlobalFoundries正在準備22納米FD-SOI技術。台積電和聯電正在開發22納米大容量CMOS工藝。而Intel則採用了新的低功耗22nmFinFET技術。
從此以後，客戶必須權衡各種選項。“這取決於你在什麼空間，”GlobalFoundries的Patton說：“如果你專注於高性能，並且正在嘗試製造大型晶片，那麼你會選擇FinFET。如果你期望晶片體積小，而且成本和功耗達到了平衡，那麼你就可以沿著FD-SOI路徑走下去。
大容量CMOS工藝也是一種選擇，聯電正在開發一個22nm制程，用於RF、毫米波和其他應用。“這個工藝能提供性能和成本的最佳組合，”聯電的專業技術部門的副總裁RajVerma說。
儘管如此，在未來許多晶圓廠客戶仍將堅持使用28nm。Gartner公司的Wang說：“28納米級技術提供了速度，功耗和成本的最佳組合，其將繼續保持良好的需求，28nm晶圓代工年收入可達100億美元。”
那麼，22nm會起飛嗎?“是的，因為22納米是28納米的延伸，”Wang說。“它提供了更好的性能和密度。”