平安证券2024年12月发布的半导体行业系列专题报告指出,晶圆代工是集成电路垂直化分工的核心环节,承担推动半导体工艺制程向前推进的重任。在AI、5G、物联网等趋势引领下,全球晶圆代工市场规模预计从2021年的1115亿美元增长到2028年的2199亿美元,年复合增长率10.19%。晶圆代工重资产、长周期、高壁垒,行业TOP5合计市占率高达89.7%,寡头垄断格局明显。台积电2024Q2市占率62.3%稳居全球第一,远超第二名三星Foundry的11.5%。本文基于报告数据,分析晶圆代工行业的格局特征与发展趋势。
寡头垄断格局明显,TOP5合计市占率近90%
晶圆代工属于典型的技术、资本、人才密集型产业,门槛高,头部效应显著。根据TrendForce数据,2024Q2台积电市占率62.3%,稳居行业第一;三星Foundry紧随其后,市占率11.5%,位居第二;行业TOP5市占率合计达到89.7%。
全球晶圆代工行业参与者较少,呈现明显的寡头垄断格局。台积电是晶圆代工引领者,2023年合计年产能超1600万片(折合12英寸晶圆),制程节点、产能、市占率、客户等方面均处于全球领先地位。三星Foundry全球第二,2024H1代工收入约71.9亿美元同比+20%。联电、格罗方德、中芯国际等也在各自优势领域占据重要份额。
先进制程持续推进,晶体管向GAA结构演进
半导体制造最显著的发展方向是向更先进制程持续推进。目前规模量产的最先进制程节点是3nm,国际上坚持7nm及以下制程的仅剩台积电、三星Foundry、Intel等少数巨头。台积电计划2026-2027年推出A16节点,三星计划2027年推出SF1.4制程,Intel 14A节点最快2026年推出,均指向1X埃水平。
先进制程进一步向前推进将推动晶体管结构从FinFET逐渐转向GAAFET。FinFET自16/14nm起成为主流,但随着制程扩展到3nm,FinFET对电流的控制能力下降。2022年三星率先宣布3nm GAA制程量产,台积电在3nm仍采用FinFET,将在2nm采用GAAFET结构。晶体管结构演进是摩尔定律延续的关键技术路径。
特色工艺蓬勃发展,满足多元化市场需求
除先进制程外,特色工艺也是晶圆代工的重要发展方向。特色工艺泛指除先进制程以外的其他应用领域的晶圆制造工艺,涵盖功率、射频、电源管理、CIS、显示驱动IC、MCU、MEMS等。
先进制程研发投入大、周期长,仅少数行业巨头可承担工艺节点持续向前推进的巨大成本。但物联网、新能源汽车、通信等领域同样存在可观的市场需求,这推动众多行业参与者广泛布局特色工艺。台积电、三星Foundry、联电、格罗方德等均建立了完整的特色工艺平台,中芯国际、华虹公司、晶合集成等国内厂商在特色工艺领域也取得显著进展。
国内晶圆代工频遭制裁,自主可控成主旋律
近年国内集成电路发展迅速,但也引来海外多番制裁,晶圆代工是重灾区,尤其针对先进制程。2019-2020年华为被列入实体名单;2020年12月中芯国际被纳入实体名单;2022年美国通过《芯片与科学法案》限制获得补贴的企业在中国新建或扩建先进制程工厂;2022年10月BIS限制美国人员支持中国半导体制造设施研发。
国家频出政策大力扶持,2016年“十三五”规划提出28-14nm装备材料工艺产业链;2021年上海“十四五”规划提出14nm先进工艺规模量产。政策支持与产业链共同努力下,国内晶圆代工自主可控取得一定突破。推荐晶合集成,建议关注中芯国际、华虹公司、华润微、燕东微。