2020 下半年以來，全球半導體在供應鏈受限、終端需求快速增加下供不應求，各大晶圓代工廠持續漲價，如台積電（市：2330）、聯電（市：2303）、力積電（興：6770）、世界先進等晶圓代工廠的獲利也接連創下歷史新高，全球進入「得產能者得天下」的局面，那麼這波晶圓緊缺的局勢會持續多久？又將有哪些影響？以下簡單從供需面向切入分析：
需求面
一般半導體製程會分為先進製程（泛指 20nm 以下）及成熟製程（泛指 20nm 以上）。由於成熟製程附加價值較先進製程低，早已陷入競爭門檻低的買方市場（Price Taker），因此如台積電、三星、Intel 等全球領先的半導體廠商皆以追求先進製程發展為主，導致成熟製程供給在過往幾年都未明顯增加。
然而，5G 帶起的物聯網，使每項 3C 產品皆需搭載數量不等的晶片，而這些晶片（如 MCU、驅動 IC、Power IC）因構造不複雜，大多使用成熟製程。
原先 5G、IoT 將是一個緩慢的產業推進，逐漸滲透我們的生活，但 Covid-19 的引爆卻加速了世界數位化轉型的步調，使市場對成熟製程的需求從 2020 年以來急遽增加，在供給來不及開出下陷入缺貨。
除了以上原因，帶動此次半導體嚴重缺貨的主要原因還有三個：
- 疫情帶起的宅經濟使 PC、NB、平板、遊戲機等需求大增。
- 電動車滲透率在 2020 下半年加速成長，然各大車廠因誤判形勢（認為全球車市將受疫情影響，但實際上車市在 2020Q3 就開始快速回溫），加上採取 Just In Time 的低庫存生產模式，無法滿足突然的需求增加。
- 5G 換機潮以及小米、OPPO 等手機廠商為填補華為缺口而加大備貨造成的 Overbooking。
以下來檢視這三項驅動因子是否還存在：
目前來看，疫情尚未消散，PC、NB 的需求仍然強勁，包括戴爾、惠普、微星（市：2377）等 PC、NB 大廠近期仍對市場需求維持樂觀展望。且認為即使後續疫情趨緩，部分工作、出差模式也將永久轉移為遠端辦公及視訊會議，對於 PC、NB 的需求不會快速消失。
因此總結來看，研究團隊認為預計 PC、NB 需求將可持續到至少 2021Q3，2021Q4 年開始需求則將逐漸降低。
車用方面，台積電宣布將於 2021Q2 支援車用產能，預估在 2021Q3 車用電子缺貨就將逐漸緩解，由於車用電子大多使用 28nm 以上的成熟製程製造，因此預估將緩解其餘成熟製程的產能緊缺。
手機方面，近期因印度疫情加劇、第一季高通德州廠因暴風雪而停產、加上陸系廠商為了搶佔華為缺口造成的 Overbooking，近期各大手機廠皆開始下修原先的 2021 年度手機出貨目標，例如小米從 2.4 億台修正到 1.9 億台；OPPO 從 2.1 億台降至 1.8 億台，vivo 也從原先 1.8 億台下修到 1.6 億台，總計將減少 2021 年全球約 1 億台手機出貨量（原先預估為 13.7 億台），整體手機市場展望將不如預期。
然而根據調查，5G 換機潮仍然強勁，預計全年 5G 手機的出貨量仍可達約 5 億台，並不會受太大影響。
綜上所述，短期來看智慧型手機展望下修，車用的供需缺口也將緩解，而 PC、NB 需求也有可能在 2021Q4 趨緩，造成本次晶圓大缺貨的三大原因皆將逐漸緩解。
然經研究團隊訪查，目前在晶圓代工端並未看到任何客戶減少訂單，終端品牌客戶的庫存水位也維持在低檔，且部分代工廠更預計於 2021Q3 進行另一波漲價，代表下游需求仍然強勁，並未因手機需求下修而消失。
而長期來看，包含 5G、IoT、電動車、高解析電視等新應用對電子元件用量都將持續增加，例如 5G 基地台所需的 MOSFET 為 4G 的 4 倍以上，5G 、IoT 產品所需的 PMIC（電源管理 IC）也為過往的 4 倍，4K、8K 電視所需的 Driver IC 翻倍成長，因此未來 3~5 年半導體元件的需求都將持續增加，而這些元件大都使用成熟製程（28 nm 以上）製造，因此對晶圓代工成熟製程的需求也將持續增加。
供給面
目前全球的晶圓代工緊缺已從原本 8 吋蔓延至 12 吋成熟製程，各大晶圓代工廠也都陸續調漲代工價格，例如聯電自 2020Q4 以來已調漲 3 次價格，每次漲幅約 10~15% 不等，中芯國際也於 2021/4 月調漲 15~30%，力積電也已調漲 30~40%，Global Foundry、世界先進等也都有漲價動作，全球代工龍頭台積電則透過取消客戶折讓的方式變相漲價。此外，部分代工廠預計將在 2021/7 月再次漲價，以上皆說明目前晶圓代工缺口仍然嚴重，供給端並未受到手機展望下修及車用需求緩解而鬆動。
除了漲價外，晶圓廠也開始擴廠，並以 12 吋 28/40nm 的成熟製程為主。例如台積電將擴充南京廠 28nm 2 萬片/月的產能，預計 2023 年投產；聯電以 LTA（長約）方式擴充南科 Fab 12A P6 28/40nm 2.75 萬片/月的產能，預計 2023Q2 投產；中芯國際擴充 28nm 4 萬片/月的產能，預計 2022 年底量產；力積電於苗栗銅鑼興建總產能 10 萬片/月的 12 吋廠，預計 2023Q2 量產 5 萬片/月，並逐季增加產能；世界先進也併購友達的 8 吋廠，預計擴增 4 萬片/月的產能，並於 2023 年量產。
從以上可看出晶圓代工新產能預計要到 2023 年才會明顯增加，這是由於半導體設備期交貨期（Lead Time）大約 9 個月，近期因疫情影響更拉高到 12~18 個月，加上後續的裝機、測試等流程，到正式投產至少需 1 年半的前置時間。因此預計 2021~2022 年整體晶圓代工的產能都不會有明顯增加。（不過也要注意是否有代工廠提前擴廠完畢。）
最後從毛利率的角度來看，除了台積電毛利率能長期保持在 50% 以上外，其餘成熟製程代工廠如聯電、力積電、中芯國際過往的毛利率都在 30% 以下，遠低於 IC 設計公司動輒 30~50% 的毛利率，主要因過往成熟製程長期供過於求，屬議價能力較弱的買方市場。
不過在經過 2021 年的漲價後，目前力積電、世界先進毛利率已接近 40%，聯電也已接近 30%，已回到較合理的水平（與 IC 設計公司相比），因此後續再漲價的空間也有限。
結論
根據以上分析，成熟製程預計要到 2023 年才會有明顯產能開出，而需求方面即使近期手機市場展望下修，但其他如 PC、NB、IoT、車用等需求仍維持強勁，因此預計 2021 年整體晶圓代工將持續供不應求。
2022 年雖供給仍增加有限，但在疫情緩和後的消費轉移（從 3C 產品移轉到旅遊、聚會、服飾美妝），對 3C 產品的需求將可能減弱，預計整體供需雖仍持續緊缺，但將回到較為平衡的狀態。
2023 年因供給明顯增加，在需求面無太大改變下，預計整體成熟製程將可能陷入供過於求，因此需持續追蹤後續 5G、IoT、電動車等終端應用的需求情況，以及晶圓廠產能開出的時程。
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