從技術投資與市場競爭力的觀點來看,半導體業者從12寸廠拓展至18寸廠,以提升產能規模,已是不可避免的發展趨勢。然而,18寸廠的建置正面臨嚴峻考驗,因此未來全球半導體業者在18寸晶圓廠的布局結果,將進一步影響半導體市場版圖。
2001~2006年是12寸廠上市及密集投入的新紀元,從2001年12寸廠上市量產10年后的今天,若從投入業者的營運績效來看,僅有少數的半導體廠商是大贏家,包括英特爾(Intel),三星(Samsung)及臺積電獲得極大的利潤,而最倒霉的莫過于德國英飛凌(Infineon)分割的子公司奇夢達(Qimonda),在2009年宣告破產。
動態隨機存取記憶體(DRAM)產業除三星有巨大營業獲利外,其他DRAM業者卻經歷一個永遠無法抹去的惡夢,此為20072010年的產業大浩劫。雖然2009年下半年景氣稍微回升,甚至在2010年上半年產品價格大幅回升,但是第三季到年底價格卻出現大崩盤,價格在短短半年內暴跌50%,使臺灣DRAM業者在2007~2010年合計大賠約新臺幣3,200億元,2001年以后投入的12寸廠,資金根本無從回收,因此現在談論18寸廠,可想見三星以外的DRAM業者都會嚇破膽。
18寸晶圓最遲2018年量產
據市調機構ICInsights表示,原本預期將在2015年或2016年實現的18寸晶圓量產可能延后,由于半導體設備業者暫緩18寸晶圓技術投資與研發活動,18寸晶圓的量產時程會遲至2017或2018年。
對全球半導體產業而言,18寸廠的上市實在是世紀大考驗與挑戰,因未18寸廠上市后的未來20年,除非矽晶材料改變,否則恐怕不會有更大尺寸的晶圓制造設備上市,所以投入18寸廠的晶圓制造廠可能會有一段相當長的暴利期,而無法投入18寸廠的業者,就會走上類似8寸廠被12寸廠替代的命運。
迎戰三星臺積電應跨入DRAM代工
18寸廠上市后,全球DRAM廠大概只有三星才有財力投入,因此DRAM產業恐怕會被三星壟斷,就像中央處理器(CPU)市場被英特爾壟斷一般,這也是科技產業所不樂意見到的,而儲存型快閃(NANDFlash)記憶體則將被三星及東芝(Toshiba)以18寸廠共同壟斷,三星以外的DRAM廠,被12寸廠所帶來的傷害猶未平息,因此再淌進18寸廠的渾水必然有所顧忌,資源豐富的臺塑集團被南亞科及華亞科絆了一跤,要再籌備新臺幣5,000億元投入與研發及營運周轉金,恐怕都會再三考慮。
目前DRAM產業18寸廠投入者少,但需求卻依然存在,爾必達(Elpida)、海力士(Hynix)及美光(Micron)的核心能力與市場依舊存在,但是要再籌100億美元投入18寸廠的勇氣只怕不夠,因此臺積電在盛情難卻下,介入DRAM代工勢在必行,透過晶圓代工與標準記憶體廠營運比較(表1)可以更清楚了解兩種營運模式的差異。
三星信誓旦旦在2012年取得晶圓代工龍頭寶座,三星雖不敢講競爭者是臺積電,但卻有破釜沈舟的意志要在晶圓代工規模要趕上臺積電。
因此在18寸廠上市后,臺積電介入記憶體代工便是對三星扳回一城,而且是DRAM產業的救苦救難者,未來臺積電的最大挑戰者是三星。18寸廠上市后,爾必達、海力士及美光會轉型為DRAM研發及品牌通路商,以確保獲利;假如三星以外的業者都不投入,市場必然被三星所掌控與壟斷,因此將出現很大的DRAM制造代工商機,DRAM制造代工商機可能高達250億美元以上。
DRAM制造少量多樣
雖然晶圓代工與標準記憶體產業的營運有相當差異,但臺積電若介入DRAM代工后,必然會發現原來DRAM的制造比非DRAM產品線的量小樣多及省事簡單,況且臺積電的制程研發能力比三星還優異,臺積電若不介入DRAM代工,聯電便是最佳人選。
三星集團是一家多角化的電子集團,而臺積電則是只專注于非記憶體的晶圓代工廠,18寸廠上市后,全球DRAM廠大概只有三星才有財力投入,NANDFlash則可能只有三星及東芝會投入18寸廠,生產的廠商及先進廠的產能變少了,但DRAM及NANDFlash的需求卻存在,爾必達、海力士及美光的核心能力與市場也還存在,所以這個考量便成為臺積電介入記憶體代工最大的驅動力。
全球18寸半導體產業競爭的情境受2007~2010年DRAM市場的大崩盤影響,產業競爭模式有非常大的變化,雖然競爭的關鍵成本因素中的資源能力與核心能力不變,但卻多了一項因素是共同投資,過去在市場競爭激烈的對手,由于資源能力變得薄弱,但是為了生存的堅強意志,爾必達、海力士及美光都會放低身段進行跨國大整合,上述三者可能整合共同研發及共同投資18寸廠以對抗三星,這情境恐怕不是天方夜譚的故事。
盡管三星及全球晶圓(GlobalFoundries)公開挑戰臺積電,但臺積電也不是省油的燈,至少臺積電有許多挑戰者所無法復制的非價格競爭優勢。
全球晶圓及三星雖然以低于臺積電15~20%的代工價搶單,但晶圓代工的顆粒成本,卻受良率與整合顧客服務價值的重大相關,所以全球晶圓及三星也憾動不了臺積電的龍頭寶座。
產能過剩隱憂浮現晶圓代工爭取IDM訂單
由超微(AMD)晶圓廠獨立出并結合中東資金成立全球晶圓,并購并新加坡特許半導體(CharteredSemiconductor),正在進行德國、美國及新加坡擴充月產能十萬片的12寸廠,而除聯電在臺灣及新加坡擴充月產能七萬片的12寸廠,三星及海力士也在擴充12寸產能,未來老舊12寸產能可能轉進代工,全球晶圓代工產業現在大張旗鼓的擴充產能,因此未來難免有產能過剩的疑慮。
這場景與氣氛就像2004~2006年的全球DRAM產業一樣,在一片豐收的快樂氣氛中,全球業者都不約而同步在大舉擴充產能,當時臺灣DRAM產業是最樂觀且產能擴充最大,因而引爆了全球同業的規模競賽,2004~2006年全球DRAM產業產能擴充為2003年的2.2倍,制程也由0.14微米進階到90奈米,一片產量增加為2.42倍,因此在2006年擴充的新產能陸續量產開出后,產量暴增至少五倍,并促使2007年爆發產業結構性的產能嚴重過剩問題。現在晶圓代工產業大規模的產能競賽的確與2004~2006年全球DRAM產業的場景及氣氛十分類似,從全球晶圓代工的12寸廠產能統計預估(表2)更可以感受到各家業者較勁的意味。
雖然理論上,2013年全球晶圓代工產能及制程進階的產量,將擴增為2010年的4.68倍,所幸,2010年基期不是很高,全球整合元件制造商(IDM)自有的產值依然是全球晶圓代工產值將近十倍。
由于全球IDM大廠的生產成本有大幅攀升的壓力,以及競爭優勢的喪失,因此IDM大廠正加速釋出代工商機,這要看晶圓代工能提供何種誘因來爭取,以便化解產能及產量暴增所帶來產能過剩的危機。