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近期，芯片行業漲價潮一波接一波，搶貨、恐慌性下單成為業內采購的日常。追根朔源，此次芯片漲價與上游晶圓產能相關。從去年10月開始，8英寸晶圓產能緊缺問題特別突出，并由此引發了下游芯片供應緊張、大規模漲價。在這樣的背景下，《國際電子商情》統計了全球30余家企業、90多個8英寸晶圓廠的產能（詳見文末），分析了8英寸晶圓供需現狀及趨勢等問題。

8英寸晶圓的需求來自哪里？

從去年下半年開始，晶圓產能緊張的熱度居高不下。大家都在談8英寸晶圓需求旺盛，但其中究竟包括了哪些需求？具體來看，主要由多重因素疊加所致。《國際電子商情》在下文做了詳細的分析。

首先，新冠疫情引發的“宅經濟”，加強了居家辦公、在線教育、視頻會議等應用，與其息息相關的筆記本電腦、平板電腦等電子產品暢銷，推升了CIS、功率器件、電源管理器件等需求。多家研究機構發布的數據顯示，全球PC市場受疫情因素影響正在加速增長。據Gartner統計，去年全球PC出貨量為2.75億臺，同比增長4.8%，是十年來最高增幅。

其次，2020年是5G商用元年，智能手機從4G向5G轉移，后者配置了更多的射頻、CIS等器件。以射頻PA芯片（6μm到65nm不等）使用數量為例，2G/3G手機配備1-2顆，4G手機平均配置3-6顆，5G手機甚至可配備16顆。2020年年中，Counterpoint Research發布報告稱，智能手機CIS的銷量在過去十年間增長了八倍。預估2020年全年，智能手機用CIS的出貨量突破50億顆。

表1. 5G和4G手機對射頻、CIS器件的需求

又據Digitimes Research數據顯示：去年，全球約銷售了2.8-3億部5G手機（2019年5G手機出貨量為2000萬部）。Fabless巨頭高通也預測，到2023年，全球5G手機出貨量將超過10億部。

再次，新能源汽車帶動IGBT、SiC以及SJ MOSFET需求。據麥肯錫統計，平均每輛傳統汽車中功率器件的成本為118美元，而純電動汽車功率器件的成本為387美元，后者功率器件成本是前者的3.28倍。

另外，去年12月，中國汽車工業協會副秘書長葉盛基表示，預計到2021年，我國新能源汽車銷量增速將超過30%，達到180萬輛。

假設每輛新能源汽車（包括純電動汽車和混合動力汽車）平均有370美元的功率半導體成本。2021年，僅在新能源汽車上，就會有6.66億美元的功率器件需求傳導至8英寸晶圓。

圖1 每輛純電動汽車和傳統汽車功率器件成本結構（制圖：國際電子商情 數據來源：麥肯錫）

然后，5G基站促使MOSFET、電源管理IC需求大幅提升。國內累計開通的5G基站數量，在去年10月就已經超過70萬座。5G信號頻率高于4G基站，其信號的衰減速度也更快，這要求5G基站部署密度不能低于4G基站。當前，我國共計314萬座4G基站，要實現全國5G網絡覆蓋，預計需要建設600萬座5G基站。

最后，云計算中心擴容提升功率半導體需求。5G商用正在帶來海量的數據爆發，這對云服務數據中心的擴容也提出了要求，將帶動電源管理模塊的需求。

除了上述因素之外，其他需求也值得關注。比如，在國際貿易局勢和新冠疫情雙重壓力下，一些企業為保證后續的貨源穩定，選擇提前簽訂長期供貨合約；6英寸晶圓關廠趨勢明顯，TI、瑞薩、ADI 等廠商計劃在未來 1-3 年內，關閉旗下全部或部分6寸晶圓廠，導致產能需求轉向8英寸；IC設計企業創業潮興起，截至2020年年底，我國已經存在1萬多家芯片設計企業，這也將加劇相關晶圓產能的緊張。

圖2 全球8英寸晶圓市場需求結構百分比% 制表：國際電子商情 來源：SEMI、企業年報

《國際電子商情》在綜合SEMI和企業年報數據基礎上統計出，全球8英寸晶圓市場主要由7類器件構成——其中，MOS邏輯器件約占25%，模擬器件約占22%，光電器件約占16%，功率分立器件約占15%，微邏輯器件約占9%，存儲器件約占8%，傳感器約占5%。

上述器件在快速增長的5G手機、汽車、物聯網等領域有較好的應用，給上游的8英寸晶圓廠帶來了極大的產能壓力。

新增晶圓產能將創新高，但仍無法填補完空缺

在很長一段時間里，8英寸晶圓一直被視為落后產線，其關鍵設備也面臨停產的困擾。據SEMI數據顯示，全球8英寸晶圓產線數量，在2007年達到200條的巔峰。2008年，受全球金融危機影響，8英寸產線數量開始走下坡路；直到2015年，全球范圍內只剩下178條產線。

隨著物聯網體系在2015年逐漸鋪開，智能產品、工業/汽車電子應用需求激增，帶來了MCU、電源管理IC、指紋識別IC等器件的大幅增長。此后，業內傳出了8英寸晶圓緊張的消息，一些廠商也開始加強對8英寸晶圓的投資。到2020年，全球8英寸產線恢復到191條，相當于2008年的水平，2021年預計將達到202條，超過2007年的高峰。

·8英寸晶圓向12英寸轉移有限

一般來說，晶圓的尺寸越大，其平均到每顆芯片的成本就越低。從長遠上看，在良率相同的情況下，面積越大的晶圓帶來的利潤率越高。對廠商而言，如果條件允許，它們更傾向于投資12英寸晶圓。同時，一些原本基于8英寸晶圓的芯片，正切換到12英寸晶圓上來，但進程較緩慢，僅不到三分之一的模擬和混合信號器件完成轉移。

不過，8英寸和12英寸晶圓在工藝上存在較大的差異，后者的工藝制程穩定性更難控制，且12英寸晶圓廠建廠成本高。隨著制程越小，光罩成本和設計成本越高。以臺積電的數據為例，制程越小其每個光罩組需要的光罩層數越多，比如130nm制程下每個光罩組需要29層光罩，7nm制程下則需要74層光罩。此外，設計成本、嵌入軟件成本、產能爬坡成本，也都會隨著制程的變小而顯著增加。因此，受成本、特殊工藝的限制，有相當多的器件仍基于8英寸晶圓生產，比如功率器件、模擬器件、電源管理芯片、CIS、指紋識別芯片、顯示驅動IC等。

·12英寸晶圓也或將緊缺

與此同時，12英寸晶圓產線也在持續增加。SEMI最新300mm（12英寸）晶圓廠展望報告顯示：從2020至2024年，保守估計將新增38個12英寸晶圓廠，中國臺灣將增加11個晶圓廠，中國大陸將增加8個晶圓廠，其中還不包括低概率或謠傳的晶圓廠項目。屆時，全球將擁有161個12英寸晶圓廠，晶圓月產能突破700萬片。對此，IC Insights預測稱，全球新增的12英寸晶圓產能，將達到相當于2080萬片8英寸晶圓的水平。其中，大部分新增產能來自三星、SK海力士、長江存儲等存儲廠商。

無論是8英寸還是12英寸，它們的產能均在逐年提升。即便這樣，仍無法填補完空缺。去年12月，《國際電子商情》針對晶圓產能做了報道，援引了力積電董事長黃崇仁的話來表述——“晶圓產能已緊張到不可思議，下游廠商對產能的需求已達恐慌程度，預估2021年下半年到2022年下半年，邏輯、DRAM市場都會缺貨到無法想象的地步。”

近期，有分析機構稱，12英寸晶圓也或將迎來產能緊張的局面。原因是，去年上半年，國內疫情剛爆發時，許多廠商對市場的預判、產品的規劃及備貨都偏向保守。而國內疫情受控之后，消費電子、服務器、汽車電子需求反彈，12英寸晶圓中高端芯片用量將明顯增加。在《國際電子商情》看來，供應端的產能新增速度，跟不上快速增長的需求，是當前晶圓產業最突出的問題。

晶圓產能吃緊延續至2021年上半年

雖然8英寸晶圓廠正在擴產中，但是新產能需要與眾多的環節和要素積極配合。新晶圓制造產線的建設，需要持續投入大量資金，以用來建廠、購買設備、調試工藝、研發制程等，還要有專業的團隊來運營和管理。

目前，8英寸晶圓設備供應商極少，企業擴產主要靠二手的設備。去年年底，Surplus Global預估，全球市場約有700萬臺二手的八英寸晶圓制造設備在售，但目前的需求量在1000萬臺以上。該數據表明，8英寸晶圓的制造設備也處于緊張的狀態。因此，《國際電子商情》判斷，短期內8英寸晶圓的產能不會有顯著的增加。同時，我們也預計晶圓代工產能的吃緊至少會延續到2021年上半年。

最后，《國際電子商情》通過各企業的官網、研究機構等渠道，匯總了大量8英寸晶圓的產能信息，并在此基礎上制作了以下附表（僅供讀者參考，不構成投資建議）。