晶圓加工行業(yè)深度分析晶圓加工行業(yè)規(guī)模情況分析2023

黃文玉 2023年5月25日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1105 71
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晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。

2022年8月，全球EDA 和半導(dǎo)體IP 領(lǐng)域的龍頭企業(yè)新思科技的首席戰(zhàn)略官 Antonio Varas 近日接受西班牙國(guó)家報(bào) (El País) 視頻采訪時(shí)表示，臺(tái)積電生產(chǎn)全球 90% 的 10nm 以下先進(jìn)制程芯片，如果因臺(tái)海沖突使中國(guó)臺(tái)灣芯片無(wú)法出口，全球各地工廠依芯片庫(kù)存不同或?qū)⒈黄韧９?3 周~3 個(gè)月之久。

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999999999%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)晶圓加工行業(yè)市場(chǎng)深度分析及發(fā)展?jié)摿ρ芯孔稍儓?bào)告》顯示：

高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒在經(jīng)過(guò)研磨，拋光，切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。國(guó)內(nèi)晶圓生產(chǎn)線以 8英寸和 12 英寸為主。晶圓的主要加工方式為片加工和批加工，即同時(shí)加工1 片或多片晶圓。隨著半導(dǎo)體特征尺寸越來(lái)越小，加工及測(cè)量設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，使得晶圓加工出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)特點(diǎn)。同時(shí)，特征尺寸的減小，使得晶圓加工時(shí)，空氣中的顆粒數(shù)對(duì)晶圓加工后質(zhì)量及可靠性的影響增大，而隨著潔凈的提高，顆粒數(shù)也出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)特點(diǎn)。

晶圓加工上游為各種原材料，包括二氧化硅、石英砂、光刻膠等;中游分為單晶硅片和多晶硅片;下游包括消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、光伏電池、工業(yè)電子、二極管等。

中國(guó)晶圓加工行業(yè)規(guī)模情況分析

根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)旗下Silicon Manufacturers Group(SMG)最新公布的年終硅晶圓產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告顯示，2017年全球硅晶圓出貨總面積較2016年增加10%，達(dá)到11,810百萬(wàn)平方英寸，但市場(chǎng)營(yíng)收規(guī)模卻大增至87億美元，較2016年多出21%。

二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅。二氧化硅產(chǎn)量和消費(fèi)量逐年上漲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)二氧化硅產(chǎn)量為186.2萬(wàn)噸，消費(fèi)量為162.7萬(wàn)噸，產(chǎn)銷比為87.38%。從晶圓加工市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，中國(guó)晶圓加工市場(chǎng)規(guī)模一直保持增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)晶圓加工市場(chǎng)規(guī)模為2623.5億元，同比上漲22.07%，年均復(fù)合增長(zhǎng)速度為23.52%。

在中國(guó)，目前晶圓加工的企業(yè)主要是晶圓代工企業(yè)，而且規(guī)模較大的企業(yè)都是國(guó)際企業(yè)在中國(guó)的投資企業(yè)，雖然國(guó)內(nèi)晶圓加工的企業(yè)也有，但是不足100家。目前晶圓加工行業(yè)從業(yè)人員主要來(lái)源于晶圓廠的工人，在中國(guó)的晶圓廠有將近100座，大部分晶圓廠的員工人數(shù)在500-1000人之間，若按一個(gè)晶圓廠員工人數(shù)為750人計(jì)算，那么中國(guó)有將近7.5萬(wàn)人從事晶圓加工的工作。

晶圓加工行業(yè)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域分析

晶圓(wafer)是制造半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)性原材料。極高純度的半導(dǎo)體經(jīng)過(guò)拉晶、切片等工序制備成為晶圓，晶圓經(jīng)過(guò)一系列半導(dǎo)體制造工藝形成極微小的電路結(jié)構(gòu)，再經(jīng)切割、封裝、測(cè)試成為芯片，廣泛應(yīng)用到各類電子設(shè)備當(dāng)中。

晶圓加工屬于晶圓制造領(lǐng)域，按照廠商類型可分為IDM和Foundry模式，IDM屬于重資產(chǎn)模式，為IC設(shè)計(jì)—IC制造—IC封測(cè)一體化垂直整合，主要企業(yè)為三星等，F(xiàn)oundry模式廠商相較IDM僅具備IC制造和封測(cè)能力，剝離了設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。就作用而言，晶圓專業(yè)代工廠商降低了IC產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻，激發(fā)了上游IC設(shè)計(jì)廠商的爆發(fā)，以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用的創(chuàng)新，繼而加速了IC產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用周期，拓展了下游IC產(chǎn)品應(yīng)用。

下游具體應(yīng)用來(lái)看，12英寸20nm以下先進(jìn)制程性能強(qiáng)勁，主要用于移動(dòng)設(shè)備、高性能計(jì)算等領(lǐng)域，包括智能手機(jī)主芯片、計(jì)算機(jī)CPU、GPU、高性能FPGA、ASIC等。14nm-32nm先進(jìn)制程應(yīng)用于包括DRAM、NANDFlash存儲(chǔ)芯片、中低端處理器芯片、影像處理器、數(shù)字電視機(jī)頂盒等應(yīng)用。12英寸45-90nm的成熟制程主要用于性能需求略低，對(duì)成本和生產(chǎn)效率要求高的領(lǐng)域，例如手機(jī)基帶、WiFi、GPS、藍(lán)牙、NFC、ZigBee、NORFlash芯片、MCU等。12英寸或8英寸90nm至0.15μm主要應(yīng)用于MCU、指紋識(shí)別芯片、影像傳感器、電源管理芯片、液晶驅(qū)動(dòng)IC等。8英寸0.18μm-0.25μm主要有非易失性存儲(chǔ)如銀行卡、sim卡等，0.35μm以上主要為MOSFET、IGBT等功率器件。

電子科技消費(fèi)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展以及世界范圍內(nèi)人口消費(fèi)水平不斷提高，消費(fèi)電子市場(chǎng)終端產(chǎn)品領(lǐng)域在市場(chǎng)容量和品類廣度上不斷發(fā)展延伸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年1-12月，我國(guó)規(guī)模以上電子信息制造業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入120992億元，同比增長(zhǎng)8.3%。

在中國(guó)，智能手機(jī)是中國(guó)芯片產(chǎn)能重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。中國(guó)的每月百萬(wàn)片晶圓產(chǎn)能目標(biāo)，不包括那些在中國(guó)制造芯片的外商;例如在西安設(shè)廠的三星、在無(wú)錫設(shè)廠的SK海力士、在大連設(shè)廠的英特爾，以及在成都設(shè)廠的德州儀器。該目標(biāo)雄心勃勃，中國(guó)則向來(lái)擅長(zhǎng)執(zhí)行大型國(guó)家計(jì)劃，例如建立高速鐵路系統(tǒng)，以及達(dá)到一年2,200萬(wàn)輛汽車的產(chǎn)量。

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