2020~2021年的晶片缺貨潮主要來自于蓬勃發展的需求跟受限的產能,TrendForce半導體研究處分析師喬安指出,晶片需求爆炸性成長的原因包含自2019下半年5G手機的發展,以及2020年供應鏈受到COVID-19疫情與地緣政治的沖擊。晶片缺貨的緩解,仰賴臺廠,包含臺積電與聯電的成熟制程擴產計劃,這些制程預期在2022下半年開始,并2023年產出晶片,因此需要等到2023年才能真正緩解晶片缺貨的狀況。

晶片缺貨潮有望2023緩解 臺積電/聯電擴產計劃是關鍵

2020年晶圓代工蓬勃發展的原因來自2019年的5G手機元年,所以高通及聯發科等手機晶片廠商都積極在2020年5G滲透率大放異彩的時候備貨,所以從2019下半年開始,積極布建5G手機的週邊元件。2020年則能觀察到5G手機與Wi-Fi 6產品進入市場,同時COVID-19疫情爆發,除了帶動宅經濟,例如居家上班、上課需要平板電腦或筆電,也進一步加速5G跟Wi-Fi 6的通訊世代交替。疫情之外,地緣政治的影響也在2020年發酵,美國商務部將華為及中芯列入實體清單,打亂半導體備貨的正常週期。

數位轉型加上5G/Wi-Fi 6的通訊世代交替、疫情與地緣政治影響,促使供應鏈拉高備貨水位,避免受到疫情或是地緣政治等因素帶來的斷鍊風險。且終端產品硅含量增加,例如5G手機的電源管理IC數量是4G的兩到三倍,單機需要的晶片數量成長,使得硅含量增加,晶片需求加大。

而供給方面,擴產對于晶圓代工廠而言較不具備成本效益,因此成熟制程擴產計畫受限,導致供不應求�，F階段晶圓代工廠看到市場需求成長才開始規畫擴產,2021年晶圓代工產業成長的產能主要來自中國的華虹與合肥晶合擴產90nm及55nm制程,但是上述廠商生產的產品有限,合肥晶合主要生產面板的驅動IC,華虹專注生產GIS、IGBT等產品,無法明顯緩解晶片缺貨的現況。

增加28nm產能才是緩解晶片缺貨的關鍵,從半導體制程的發展來看,20nm以下的半導體制程進入FinFET的架構,28nm是平面式電晶體架構的最后一代的制程,成本相對具有優勢,也提供足夠的成熟制程效能。對終端應用而言,多數電子產品,不現在是主流或是未來兩三年將成為主流的應用,都需要28nm制程,因此臺積電與聯電積極規畫擴充28nm產能。加上多數的IDM廠商將28nm及40nm制程外包給晶圓代工廠,所以晶圓代工產業中的28/40nm產能需求大量增加。臺積電跟聯電預期在2022年擴產40nm及28nm制程,不過兩家廠商的擴產計畫集中在2022下半年至年底,晶圓產出需要等到2023年,所以2022下半年可能會看到晶片缺貨潮緩解的跡象,直到2023年晶片供不應求的狀況才有機會緩解。