受惠于手机摄像头的需求量增大,自2019年下半年开始,各大CIS厂商的生产线几乎都处于供不应求的状态。为了满足市场的需求,扩产计划也被这些厂商提到了计划中来。
就目前市场形势上看,致力于CIS厂商主要以IDM和Fabless两种模式运营。其中,以IDM模式运营的CIS厂商占据着大部分CIS市场份额。在这部分厂商的扩产计划中,也出现了两种方式,一是将其部分其他产品的产线转向CIS生产(三星和SK海力士采用的是转移产线的方式),另一种是将原由其自己生产的部分CIS订单下放给代工厂(索尼选择了这种方式)。
而从以Fabless模式运营的CIS厂商计划中看,这部分厂商多为本土CIS厂商,结合国产化的趋势,以及确保其选择的代工厂的产能能够满足他们所需,他们多会选择国内的代工厂来进行合作。在这个过程当中,也出现了一些新的玩家参与到了CIS的代工业务中来。
IDM下放订单
从目前全球供货情况来看,索尼和三星占据着CIS市场的绝大部分份额。根据IHS Market数据,2019年索尼占49.20%,三星占19.80%,豪威科技占11.20%,安森美占5.80%,SK海力士占2.5%,其他厂商占11.5%。
根据这个数据来看,在CIS领域当中,以IDM模式运营的厂商占据着大部分市场。以往他们的CIS产品也多出自于自家的晶圆厂,但这一情况被索尼打破了,去年12月,索尼决定将旗下高端CIS首度交由台积电代工。这也是索尼首度放出高端芯片订单,据悉,台积电已订购设备,并做好相关生产验证作业,准备迎这笔大单。由此来看,IDM企业所释放的CIS代工业务或许也能成为促进代工厂营收增长的新业务。
为何以往这些CIS厂商的订单没有下放给代工厂?根据拓璞研究院的报告显示,从技术上看,CIS属于特殊制程,包括从lens、color filter、photo die与logic的制作与整合封装,且没有通用的公版开发流程,由于这些技术都掌握在IDM企业自己的手中,所以他们在速度与策略,技术发展上相对有优势。加之,此前市场对CIS的需求量没有这么大,所以,CIS的生产一般是由IDM企业自行完成。但伴随着市场对CIS的需求量增加,以及代工厂相关封装技术的升级,使得CIS下放其订单成为了可能。
而IDM之所以会选择代工厂来生产CIS,不仅是代工厂拥有了解决技术难题的能力,其优势也在于他们或许可以降低一些成本——由于CIS订单的放量,一些厂商来不及在短时间内增加产线。同时,增加产线也要考虑成本以及该产线在未来几年的红利,因此,将CIS订单下放给代工厂或许是最好的选择。而在CIS代工业务的性价比上,也有多家代工厂可供挑选。由此,围绕着CIS代工业务的竞速也就此展开。
代工厂节节攀升
代工厂进行CIS代工并不是新鲜事,在过去几年中,国内也崛起了一批了类似豪威科技、格科微、思特威等以Fabless模式起家的CIS厂商,他们的崛起就曾为代工厂带来了一波红利,受惠的代工厂包括台积电、联电、中芯国际、华虹(华力微电子)等企业。
CIS代工是台积电近些年来表现不错的一个方面,豪威等CIS大厂的产品就是由台积电代工的。而后,索尼高端CIS也开始选用台积电的代工(预计2021年量产、每月产能约2万片),这或许也让台积电看到了CIS代工业务的发展前景。
在台积电所公布的2020年150-160亿美元的资本支出中,也包含了CIS所用到的特殊制程。根据财讯报道显示,投资特殊制程也是台积电2020年资本支出持续成长的原因之一,公司将发展如CIS等所用到的特殊制程产品,预期1~2年后发酵。同时,在台积电所公布的特殊制程当中也有显示,台积会提供下一世代全区域曝光式(Global Shutter)互补式金氧半导体影像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)与强化版近红外光CIS技术,这会使得机器视觉系统更安全、更小巧,及更省电。
除此之外,台积电还加快了与CIS封测相关的业务——今年4月,台积电子公司采钰科技日前在龙潭科学园区举行了新厂动土典礼。采钰营运项目包括彩色滤光膜、晶圆级光学薄膜、晶圆级测试等CIS元件后段封测制程。新工厂预计将于明年底前兴建完成,完成后将会扩充其相关产能,期维持采钰在全球感测元件后段制程市场中的领先地位。
除台积电外,外界也看好联电将藉由并购日本富士通半导体取得地利之便,进而打入索尼CIS供应链。根据相关报道显示,完成此次收购后,联电有望打入车用及CIS领域,以及争取日系客户,加上持续专注在特殊制程的开发,减少先进制程资本支出,后续折旧费用逐年递减,有助提升联电的获利。
在中国大陆方面,中芯国际和华虹(华力微电子)也拥有CIS代工业务。
根据相关报道显示,全球前5大摄像头供应商有3家将中芯国际作为主要代工厂,其中包括日本最大的一家,以及一家中国最高端的CIS供应商。根据方正证券的报道显示, 从成熟制程来看,55/65nm节点的CIS将是中芯国际的主要增量需求,预计成熟制程产能满载有望持续到2020年上半年。
在CIS代工业务中,中芯国际能够提供1.75微米/1.4微米像素尺寸的背面照射和1.75微米像素尺寸的正面照射技术。同时公司还可以提供从晶片、 彩色滤光片、微透镜到封装测试的一站式服务。
华力微电子方面,65/55nm是该公司最成熟的技术平台,华力微电子的55nm技术平台CIS芯片也已做出全面布局,目前只有UTS贴片部分还在计划中,其他都已可量产或在研发中。根据半导体行业观察此前的报道显示,在产能方面,华力微电子一期(华虹五厂)现月产能3.5万片,其中55nm的CIS、LP/ULP产能占比较大,目前,CIS月产能约为1.5万片,预计2020年可达2万片,此外,于10月建成投产的康桥基地二期生产线(华虹六厂)首批月产能也可达1万片,未来将达到4万片,届时华力微电子整体产能将达到8万片。这为其CIS芯片代工业务的拓展提供了坚实的基础和保证。
新玩家争相涌入
由于CIS的前景被业界普遍看好,所以,也有一些新进玩家参与到了CIS代工业务的竞速中来。根据集邦资讯的消息的显示,在2019年11月南京举行的ICCAD上能看到晶圆代工厂商将CIS列为重点项目之一,CIS产品由陆系厂商制造的比例将增加,甚至吸引国际大厂GlobalFoundries、TowerJazz、DongBu HiTek等抢单。
国内新进的CIS代工业务玩家包括广州粤芯以及晶合。
在2017年成立的广州粤芯是CIS代工领域的新玩家,据悉,其今年首季度营收能够增长25%,也有一部分原因是CIS代工订单的增加。广州粤芯这是国内第一座以虚拟 IDM (Virtual IDM) 为营运策略的 12吋芯片厂,也是广州第一条 12吋芯片生产线。
此外,根据钜亨网的报道称,原本专注于显示屏幕驱动的12吋晶圆代工厂合肥晶合(力晶转投资)也将投入CIS晶片代工领域,分食这块大饼。据悉,他已与安控领域的思特威签下代工合约,双方将共同打造安控,车载影像,机器视觉及消费类电子产品等应用领域的CIS 技术平台。
这些新进玩家的到来,也为CIS代工业务带来了一些影响。目前主流CIS代工采用的是8吋晶圆,他们的到来为8吋晶圆代工企业带来了盈利的机会,这些盈利可能会促进这些代工厂向12吋晶圆发展。
同时,根据上述的消息来看,发展CIS代工业务的新玩家多是从12吋晶圆切入。而从市场对12吋晶圆的需求上看,从2000年至2018 年间,12吋硅片市场份额从1.69%大幅提升至2018年的63.31%,这也促使其成为了硅片市场最主流的产品。而借由CIS代工业务,或许也为这些新玩家打开了通往12吋其他代工业务的大门。
Fabless的不甘人后
除了有新进的代工厂进入到CIS代工业务的赛道,还有一些CIS Fabless企业也开始致力于打造可控的生产线。这些企业包括豪威科技、格科微和思特威。
在很多年前,豪威科技就有了打造可控供应链的想法。2003 年底,豪威就与台积电合资成立了一座封测厂——上文提到的采钰科技,当时双方各持股 49.1%。但后来,豪威科技被中资收购,法令规定中资不能直接投资采钰等半导体公司,因此,台积电收购了豪威手中的采钰股权,采钰才成为了台积电子公司。除此之外,在2012年当中,豪威也计划通过入股武汉新芯,来打造其可控的供应链,但这项计划似乎并没有实现。而从这当中,我们也不难看出,豪威在此所做出的的努力。
在近几年中,伴随着CIS市场需求的扩大,以及确保自身CIS产能需求。在CIS领域也小有成就的格科微在近段时间也传出了打造其自己的CIS产线的消息,在这之前格科微的CIS代工业务交由三星、中芯国际等企业来完成。今年3月,格科微与上海自由贸易试验区临港新片区管委会签订了合作协议,根据协议显示,格科微拟在临港新片区投资建设“12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目”。该项目预计投资达22亿美元,计划今年年中启动,2021年建成首期,项目全面建成后预计年产值将达到110亿元人民币。
同时,在今年当中,思特威与晶合之间的合作,也是国内CIS Fabless企业打造可控供应链的另一案例。思特威在基于电压域架构和Stack BSI工艺的全局曝光CIS芯片上取得了一定的成绩。而两者之间的合作也将由前照式 FSI CIS逐渐递进至背照式BSI CIS工艺流程的共同研发合作。
下游市场促进了CIS订单的增加,同时也促进了CIS代工业务的发展。这不仅是传统CIS代工厂的狂欢,或许也是新进玩家进入代工行业的敲门砖。同时,伴随着这些新的参与者的加入,我国本土的CIS产业链也将得到进一步的完善。
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