In letzter Zeit häufen sich Meldungen über die Vollauslastung der Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer, die angespannte Produktionslage und die steigenden Preise. Branchenkenner gehen davon aus, dass einige Aufträge für Wafer-Foundries erst im zweiten Quartal 2021 konkretisiert werden. Eine Entspannung der angespannten Lage dürfte sich innerhalb eines halben Jahres nicht abzeichnen.

Darüber hinaus haben die angespannte Produktionskapazität von 8-Zoll-Wafer-Fertigungsanlagen und die steigenden Preise, die die Kosten für IC-Designhersteller erhöht haben, auch zu Preiserhöhungen bei Panel-Treibern, Touch-Komponenten und anderen Bauteilen geführt. So hat beispielsweise der Panel-Treiber-IC-Hersteller Novatek seine Preise um 10–15 % angehoben. Es ist nicht auszuschließen, dass andere IC-Designhersteller diesem Preistrend folgen werden.

Die Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer sind knapp und die Preise steigen sogar noch. Warum?   

1. 5G, Automobile, Internet der Dinge usw. haben zu einem erheblichen Anstieg der Nachfrage geführt.

Der Mangel an Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer trat 2018 und 2019 deutlich zutage, vor allem aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach CMOS-Bildsensoren, Fingerabdruckerkennungschips usw., bedingt durch den Einsatz mehrerer Kameras in Mobiltelefonen und die zunehmende Verbreitung von Fingerabdrücken. Bis 2020 wird die Verbreitung von 5G-Mobiltelefonen, Automobilen und dem Internet der Dinge rasant zunehmen, was den Bedarf an Stromversorgung, Energiemanagement und entsprechenden Geräten erheblich steigern wird. Darüber hinaus wird die Pandemie die Nachfrage nach Homeoffice und Online-Bildung ankurbeln, was wiederum die Nachfrage nach Notebooks, Tablets und anderen Elektronikprodukten erhöht und somit den Bedarf an Treiber-ICs, diskreten Bauelementen und anderen Halbleiterkomponenten steigert.

Branchenkenner der IC-Designindustrie gaben an, dass Kunden in der Vergangenheit häufig bedarfsorientiert bestellten, um hohe Lagerbestände zu vermeiden. Im Jahr 2020 jedoch, bedingt durch Unsicherheiten wie die Pandemie und internationale Handelsspannungen, reagierten einige Kunden auf die angespannte Produktionskapazität der Waferhersteller und begannen frühzeitig, langfristige Bestellungen aufzugeben, um eine stabile Versorgung zu gewährleisten, insbesondere bei 8-Zoll-Wafern. Die voraussichtliche Lieferzeit reichte bis März/April 2021.

Laut SEMI-Daten wird die Produktionskapazität von Waferfabriken für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und Sensorkomponenten zwischen 2019 und 2022 voraussichtlich um 25 % steigen, während die Produktionskapazität von Leistungskomponenten und Wafer-Foundries um 23 % bzw. 18 % zunehmen soll. Die Gesamtleistung der 8-Zoll-Industrie bleibt weiterhin stark.

2. 12-Zoll-Wafer sind der Standard, die Produktionskapazität für 8-Zoll-Wafer ist begrenzt.

Vor 2008 waren 8-Zoll-Waferfabriken (200 mm) noch weit verbreitet, doch mit der jährlich steigenden Anzahl neu produzierter 12-Zoll-Wafer (300 mm) haben diese sich mittlerweile durchgesetzt. Laut IC Insights wird die Zahl der 12-Zoll-Waferfabriken weltweit bis 2021 auf 123 ansteigen und bis 2023 138 erreichen.

Quelle: öffentliche Informationen

Im Vergleich zu 12-Zoll-Wafern ist die Anzahl der 8-Zoll-Waferfabriken rückläufig, und die Anlagenhersteller konzentrieren sich nun auf die Ausrüstung für 12-Zoll-Waferfabriken. Die Ausrüstung für 8-Zoll-Waferfabriken ist begrenzt verfügbar, und gebrauchte Anlagen sind teuer und haben eine geringe Marktgängigkeit, was das Wachstum der neuen Produktionskapazität für 8-Zoll-Wafer einschränkt.

Laut einschlägigen Statistiken wurden zwischen 2008 und 2016 mindestens 30 8-Zoll-Waferfabriken geschlossen und mehr als 10 Fabriken von 8 auf 12 Zoll umgestellt. Von 2015 bis 2017 betrug die weltweite Wachstumsrate der 8-Zoll-Waferfabrikkapazität lediglich etwa 7 %. Bis 2019 sank die Gesamtzahl der 8-Zoll-Waferfabriken weltweit auf unter 200.

Darüber hinaus wurden zwischen 2010 und 2016 mehr als 20 6-Zoll-Waferfabriken geschlossen, und die Nachfrage nach Produkten wie diskreten Bauelementen, Leistungshalbleitern, MEMS und Analogchips verlagerte sich auf 8-Zoll-Wafer, was die Belastung der 8-Zoll-Produktionskapazität zusätzlich erhöhte.

Wafer-Foundry-Markt: Wie ist die Verteilung der Fabriken der großen Unternehmen und wie reagieren sie auf knappe Produktionskapazitäten und Preissteigerungen?  

Der Markt für Wafer-Foundries verzeichnet weiterhin ein kontinuierliches Wachstum. Laut Daten von IC Insights wird der globale Markt für Halbleiter-Wafer-Foundries von 2019 bis 2024 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von fast 10 % aufweisen, was deutlich über der durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6 % von 2014 bis 2019 liegt.

Hinsichtlich der Marktstruktur dominieren TSMC, Samsung, GlobalFoundries, UMC, SMIC und weitere Unternehmen. TSMC ist mit einem Marktanteil von über 50 % Marktführer. Gleichzeitig sind in Festlandchina zahlreiche Wafer-Foundry-Unternehmen entstanden, die sich hauptsächlich auf die Waferproduktion mit einer Größe von unter 8 Zoll konzentrieren.

Angesichts der Marktbedingungen, wie etwa der knappen Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer und der steigenden Preise, werden im Folgenden die Verteilung der Fabrikkapazitäten und die Planung der wichtigsten Foundry-Unternehmen sowie deren Haltung gegenüber den steigenden Marktpreisen zusammengefasst.

Die Preise für 8-Zoll-Wafer-Foundries sind vorerst nicht gestiegen.

Als führender Waferhersteller betreibt TSMC hauptsächlich 12-Zoll- und 8-Zoll-Waferfabriken sowie eine 6-Zoll-Waferfabrik. Aufgrund der starken Nachfrage nach fortschrittlichen 7-nm- und 5-nm-Prozessen von Kunden wie Apple, AMD, Nvidia, Qualcomm und MediaTek ist die Produktionskapazität von TSMC in der aktuellen Phase der Lieferengpässe bereits stark ausgelastet, und es stehen keine freien Kapazitäten für neue Kunden zur Verfügung.

Bezüglich der knappen Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer auf dem Markt erklärte TSMC-CEO Wei Zhejia einmal bei der Präsentation der Ergebnisse des dritten Quartals, dass das Unternehmen den Foundry-Preis für 8-Zoll-Wafer aufgrund seiner engen Zusammenarbeit mit den Kunden nicht erhöht habe. 

Datenquelle: Zusammengestellt von ChinaFlashMarket

Erwägen Sie eine Erweiterung der Produktion von 8-Zoll-Waferfabriken?

Samsungs Waferfabrik produziert hauptsächlich 12-Zoll-Wafer, lediglich eine 8-Zoll-Waferfabrik ist in Betrieb. Insgesamt gibt es sechs Produktionslinien, von denen fünf in Südkorea (zwei in Jiheung, drei in Hwaseong) und eine im Werk in Austin, USA, angesiedelt ist. Die Produktionslinie Hwaseong V1, in die Samsung insgesamt 6 Milliarden US-Dollar investiert hat, nahm 2020 die Serienproduktion auf. Sie produziert 7-nm- und 5-nm-Chips auf Basis von EUV-Lithografietechnologie und wurde im ersten Quartal ausgeliefert.

Samsung Hwaseong V1 ist Samsungs erste EUV-Halbleiterproduktionslinie. Um die EUV-Produktion weiter auszubauen und die Prozesstechnologie unter 7 nm zu verbessern, begann Samsung im Mai 2020 mit dem Bau einer neuen Produktionslinie in Pyeongtaek. Diese wird sich auf Prozesstechnologien unter 5 nm auf Basis der EUV-Technologie konzentrieren und voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2021 vollständig in Betrieb gehen.

Angesichts der Knappheit an Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer und der steigenden Preise für Wafer-Foundries gibt es Berichte, wonach Samsung Investitionen in die Automatisierung seiner 8-Zoll-Waferfabrik erwägt, um die Produktionseffizienz zu steigern und die Marktnachfrage zu befriedigen.

Datenquelle: Zusammengestellt von ChinaFlashMarket

Pläne zum Bau einer neuen 8-Zoll-Waferfabrik, um die zukünftige Nachfrage zu decken

Die Wafer-Fertigungsanlagen von GlobalFoundries befinden sich hauptsächlich in Deutschland, Singapur und den USA, wobei jeweils die Hälfte auf 8-Zoll- und 12-Zoll-Wafer-Fertigungsanlagen entfällt. Die 8-Zoll-Wafer-Fertigung konzentriert sich dabei vorwiegend auf Singapur, während die 12-Zoll-Wafer-Fertigung hauptsächlich in den USA und Deutschland angesiedelt ist.

2019 verkaufte GlobalFoundries die 8-Zoll-Waferfabrik Fab 3E in Singapur für 236 Millionen US-Dollar an World Advanced. Im selben Jahr veräußerte das Unternehmen die 12-Zoll-Waferfabrik Fab 10 im US-Bundesstaat New York für 430 Millionen US-Dollar an ON Semiconductor. Das 2020 neu errichtete Werk in Chengdu wurde ebenfalls stillgelegt. GlobalFoundries kündigte jedoch an, ein Grundstück in Malta, New York, zu erwerben, um dort eine moderne 8-Zoll-Waferfabrik zu errichten und so dem zukünftigen Wachstum gerecht zu werden.

Quelle: Offizielle Website von GlobalFoundries

Datenquelle: Zusammengestellt von ChinaFlashMarket

Die Preise für einige 8-Zoll-Wafer-Kunden wurden erhöht.

UMC betreibt insgesamt 12 Waferfabriken, darunter 4 12-Zoll-Waferfabriken, 7 8-Zoll-Waferfabriken und 1 6-Zoll-Waferfabrik. Die Standorte befinden sich hauptsächlich in Singapur, Japan, Festlandchina und Taiwan. Die monatliche Produktionskapazität beträgt mehr als 750,000 Wafer (ca. 8-Zoll-Wafer).

Dank der Nachfrage nach großformatigen Panel-Treiber-ICs und 5G-Mobiltelefon-Energiemanagement-Chips sowie dem anhaltenden Aufbau von Sicherheitsbeständen durch die Kunden konnte UMC im zweiten Quartal 2020 seine Kapazitätsauslastung auf 98 % steigern und 2.22 Millionen Wafer mit einem Durchmesser von ca. 8 Zoll ausliefern. Da die Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer auch in der zweiten Jahreshälfte 2020 weiterhin knapp waren, erhöhte UMC die Preise für einige Kunden und erwägt sogar eine Preiserhöhung im ersten Quartal 2021.

Quelle: Offizielle Website der UMC

Die Produktionskapazität für 8-Zoll-Wafer ist derzeit noch knapp bemessen, wird aber im Laufe dieses Jahres erhöht.

Zur aktuellen Marktlage bei 8-Zoll-Wafern erklärte SMIC: „Die Produktionskapazitäten sind in der Tat knapp.“ Dank starker Auftragseingänge hat SMIC seine Finanzprognose für das dritte Quartal angehoben. Der Umsatz wird voraussichtlich zwischen 930 Millionen US-Dollar und 950 Millionen US-Dollar liegen, was einem weiteren sequenziellen Anstieg gegenüber dem Umsatz von 938 Millionen US-Dollar im zweiten Quartal entspricht.

SMIC plant, die Produktionskapazität an seinen drei 8-Zoll-Wafer-Produktionsstätten in Tianjin, Shanghai und Shenzhen in diesem Jahr um 30,000 Wafer pro Monat zu erhöhen. Bei den 12-Zoll-Wafern rechnet SMIC mit einer Steigerung der monatlichen Produktionskapazität um 20,000 Wafer.

Darüber hinaus unterzeichnet SMIC eine Kooperationsvereinbarung mit dem Managementkomitee der Pekinger Entwicklungszone zur Gründung eines Joint Ventures, das sich auf Wafer-Foundry-Projekte mit 28 nm und darüber konzentriert. In der ersten Phase ist der Aufbau einer Wafer-Produktionskapazität von 100,000 Stück pro Monat (berechnet auf 12-Zoll-Wafern) geplant, was das nachfolgende Leistungswachstum beschleunigen wird.

Quelle: SMIC-Finanzbericht

Der chinesische Markt wird mit Bestellungen für 8-Zoll-Chips überschwemmt.

SK Hynix konzentrierte sich zunächst auf das Foundry-Geschäft an seiner Produktionslinie Cheongju M8 in Südkorea. Später, im Jahr 2017, gliederte das Unternehmen sein Wafer-Foundry-Geschäft offiziell in ein eigenständiges Unternehmen namens SK Hynix System IC Company aus. Dieses konzentriert sich hauptsächlich auf das Wafer-Foundry-Geschäft und hat sich auf die Herstellung von 8-Zoll-Wafern spezialisiert.

In den letzten Jahren wurde der chinesische Markt von einer Flut an Bestellungen für 8-Zoll-Wafer überrollt. 2018 gründeten SK Hynix System IC Company und die Wuxi Industrial Group ein Joint Venture mit einem Investitionsvolumen von 350 Millionen US-Dollar (50.1 % bzw. 49.9 %) und errichteten eine 8-Zoll-Wafer-Foundry. Nach Inbetriebnahme der Anlage erreicht diese eine monatliche Produktionskapazität von 115,000 8-Zoll-Wafern und konnte im März 2020 erfolgreich die Fertigung abschließen.

Auch im Jahr 2021 wird das Angebot die Nachfrage übersteigen, und wir ziehen tatsächlich eine Preiserhöhung in Betracht.

1999 führte World Advanced mit Unterstützung von TSMC erfolgreich die Foundry-Technologie für Logikprodukte ein und wurde Foundry-Partner von TSMC. 2020 kündigte World Advanced die Umwandlung von einem DRAM-Hersteller zu einem Wafer-Foundry-Unternehmen an. Im Juli 2004 stellte World Advanced Technology die DRAM-Produktion und -Fertigung endgültig ein und konzentrierte sich fortan ausschließlich auf die Wafer-Foundry.

Quelle: Weltfinanzbericht

Weltweit gibt es derzeit vier 8-Zoll-Waferfabriken, darunter die 2019 übernommene 8-Zoll-Waferfabrik Fab 3E von GlobalFoundries Singapore mit Standorten in Taiwan und Singapur. Die jährliche Produktionskapazität von World Advanced lag 2019 bei rund 2.5 Millionen 8-Zoll-Wafern, wovon 2.12 Millionen Wafer ausgeliefert wurden, was einer Kapazitätsauslastung von 85 % entspricht. Für 2020 wird eine Produktion von rund 2.6 Millionen 8-Zoll-Wafern erwartet.

World Advanced geht davon aus, dass die Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer-Foundries aufgrund der starken Marktnachfrage knapp sind und voraussichtlich auch 2021 weiterhin unter Angebotsmangel leiden werden. Das Unternehmen führt diesbezüglich Gespräche mit seinen Kunden über die steigenden Preise für 8-Zoll-Wafer-Foundries.

Der Kunde erteilte eine Bestellung zu einem höheren Preis und beschloss, mit dem Bau der 12-Zoll-Fabrik zu beginnen.

Die Powerchip Group schloss ihre Unternehmensumstrukturierung im Mai 2019 ab. Ihre Tochtergesellschaft Powerchip Technology übertrug drei 12-Zoll-Waferfabriken sowie die zugehörigen Geschäftsbereiche und Vermögenswerte an die Powerchip Electronics Manufacturing Co., Ltd. („Powerchip“). Powerchip betreibt derzeit zwei 8-Zoll- und drei 12-Zoll-Waferfabriken.

Power Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. teilte mit: Da die Kapazitäten für die Wafer-Foundry-Produktion tatsächlich knapp sind, arbeitet das Unternehmen derzeit an seiner Kapazitätsgrenze. IC-Design-Unternehmen geben Aufträge zu erhöhten Preisen auf, um sich Produktionskapazitäten zu sichern. Um der starken Kundennachfrage nach neuen Produktionskapazitäten gerecht zu werden, hat das Unternehmen beschlossen, den Bau des 12-Zoll-Werks in Tongluo zu starten. Der Baubeginn ist für das zweite Quartal 2021 geplant. Darüber hinaus produziert auch Hefei Jinghe, die von Powerchip betriebene Wafer-Foundry in Festlandchina, bereits voll. Die monatliche Produktionskapazität lag Ende Juli 2020 bei 25,000 Stück und soll bis Ende des Jahres auf 30,000 Stück steigen.

Quelle: Offizielle Website von Power Semiconductor

Das Werk in Wuxi baut seine Produktionskapazität weiter aus und erwägt die Erweiterung in einer zweiten Phase.

Huahong Semiconductor betreibt drei 8-Zoll-Waferfabriken und drei 12-Zoll-Wafer-Produktionslinien. 2019 steigerte das Unternehmen seine monatliche Produktionskapazität von 174,000 auf 201,000 8-Zoll-Äquivalentwafer, was einer Kapazitätsauslastung von 91.2 % entspricht. Dank der zunehmenden Lokalisierung der Leistungshalbleiterfertigung übertraf die Marktnachfrage 2020 die Erwartungen. Die Auslastung der 8-Zoll-Produktionskapazität von Huahong Semiconductor erreichte 100 %, und die Auslastung der 12-Zoll-Produktionskapazität steigt weiter.

Gleichzeitig strebt das Werk in Wuxi an, seine Produktionskapazität bis Ende 2020 oder Anfang 2021 auf 40,000 Stück pro Monat zu steigern und erwägt eine zweite Ausbauphase. Die Gesamtkapazität soll dann 80,000 Stück pro Monat erreichen. Das Werk für 8-Zoll-Geräte bietet zudem Potenzial für eine zukünftige Erweiterung um 10,000 bis 20,000 Stück pro Monat.

Datenquelle: Zusammengestellt von ChinaFlashMarket

Die Produktionskapazitäten sind knapp, und die Möglichkeit einer Preiserhöhung für die Erstausrüster kann nicht ausgeschlossen werden.

DB HiTek ist eine Wafer-Foundry in Südkorea, die hauptsächlich 8-Zoll-Waferfabriken zur Herstellung von Leistungsmanagern und Bildsensoren nutzt. Der Hauptsitz und zwei Werke (Fab1 & Fab2) befinden sich in Südkorea. Die Produktionskapazitäten sind voll ausgelastet. Im Jahr 2019 konnten fast 100,000 Bestellungen für 8-Zoll-Wafer nicht ausgeliefert werden. Diese Zahl war fast doppelt so hoch wie die der nicht ausgelieferten Bestellungen im Jahr 2018. Da die Kapazitäten auch 2020 angespannt bleiben werden, schließt Eastern Hi-Tech eine Erhöhung der OEM-Preise nicht aus.

Quelle: Offizielle Website von Eastern Hi-Tech

Die 8-Zoll-Produktionslinie ist voll ausgelastet, und es gibt vorerst keine Preiserhöhung. Das hängt von der jeweiligen Situation ab.

Aktuell verwendet China Resources Micro hauptsächlich 6-Zoll-Wafer, die Auslastung von 8-Zoll-Wafern ist noch gering. Bezüglich der 12-Zoll-Wafer wurde 2018 mit Chongqing eine Vereinbarung zum Bau einer Produktionslinie für diese Wafer im bestehenden Werk des Unternehmens in Chongqing unterzeichnet. Das Projekt verläuft planmäßig und soll 2020 in Betrieb gehen.

China Resources Micro gab bekannt, dass die 8-Zoll-Produktionslinie seit Beginn des dritten Quartals voll ausgelastet ist und die Gesamtkapazitätsauslastung über 90 % liegt. Bislang gab es keine Preiserhöhungen, und das Unternehmen wird die Markt- und Preisentwicklung weiterhin genau beobachten.

Quelle: öffentliche Daten

Jita Semiconductor konzentriert sich auf die Waferfertigung von analogen Schaltungen und Leistungshalbleitern. 2018 wurde das Projekt in Shanghai offiziell gestartet und umfasst eine 8-Zoll-Produktionslinie mit einer monatlichen Kapazität von 60,000 Stück sowie eine 12-Zoll-Produktionslinie für Spezialprozesse mit einer monatlichen Kapazität von 50,000 Stück. Die Produkte zielen auf die Bereiche Industriesteuerung, Automobilindustrie, elektrische Energie und weitere ab und verbessern die Produktionskapazität für Leistungshalbleiter (IGBTs), Energiemanagement-Systeme, Sensoren und andere Chips.

Im Jahr 2020 ging Jita Semiconductor außerdem formell eine strategische Kooperation mit Shengmei Semiconductor Equipment (Shanghai) Co., Ltd. ein. Beide Parteien werden ihre jeweiligen Vorteile voll ausschöpfen und gemeinsam Innovationen im Bereich Halbleiteranlagen und damit verbundener Prozesse vorantreiben.

Jinghe Integration ist eine 12-Zoll-Wafer-Foundry in Anhui. Ende 2019 erreichte das Unternehmen eine monatliche Produktionsmenge von 20,000 Wafern. Bis Ende 2020 plant das Unternehmen, eine monatliche Produktionskapazität von 30,000 12-Zoll-Wafern und bis Ende 2021 eine monatliche Produktionskapazität von 40,000 bis 45,000 Wafern zu erreichen.

Das von der Holding-Tochtergesellschaft der Saiwei Electronics Co., Ltd. investierte und errichtete Projekt zum Bau einer internationalen 8-Zoll-MEMS-Fertigungslinie wurde im September 2020 mit einer Produktionskapazität von 10,000 Stück pro Monat offiziell in Betrieb genommen. Das Projekt wird in Phasen realisiert. Nach Erreichen der vollen Produktionskapazität wird die Anlage schließlich eine Kapazität von 30,000 Stück pro Monat erreichen und damit die Produktionsphase der fortschrittlichen 8-Zoll-MEMS-Chip-Fertigungslinie abschließen.

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