【專題 | 「晶圓」硅晶圓_硅晶片_晶圓價格_晶圓廠_晶圓代工廠商】

　　近日，全球第三的硅晶圓制造廠環(huán)球晶圓宣布，將在美國德克薩斯州新建一座12英寸硅晶圓廠。據(jù)悉，環(huán)球晶圓已經(jīng)在德克薩斯州注入了超過50億美元的投資，這座全新廠房將分階段建設，待完全竣工之后，最高產(chǎn)能可達到每月120萬片12英寸晶圓，預計2025年開始投產(chǎn)。

　　受益于汽車芯片、物聯(lián)網(wǎng)、5G、云服務等應用市場的迅速增長所帶來的強勁需求，全球晶圓制造市場產(chǎn)能供不應求。面對不斷激增的需求，各大廠商各顯神通，紛紛擴大產(chǎn)能，誓要把訂單收入囊中。

　　硅晶圓廠商扎堆擴產(chǎn)

　　隨著臺積電、英特爾、三星、德州儀器和格羅方德等全球領軍半導體企業(yè)紛紛宣布擴產(chǎn)計劃，市場對于硅晶圓的需求也在大幅增長。

　　根據(jù)市調(diào)組織IC Insights的數(shù)據(jù)，各大晶圓廠的平均產(chǎn)能利用率均在95%左右，頭部企業(yè)更是保持在100%的全線滿載狀態(tài)。硅晶圓大廠日本勝高表示已經(jīng)售完了未來5年的產(chǎn)能。環(huán)球晶圓董事長徐秀蘭在董事會上表示，2022年產(chǎn)能持續(xù)滿載，全產(chǎn)全銷，今年至2024年產(chǎn)能也已全部賣光，8英寸、12英寸需求都很強勁。

　　為了能完成更多的訂單，擴大市場份額，各大硅晶圓廠商都開始實施擴產(chǎn)計劃。

　　日本勝高宣布將斥資2287億日元(約合17億美元)建設新廠，擴產(chǎn)12英寸硅晶圓。此外，還將斥資272億日元(約合2億美元)用于擴充由其子公司運營的半導體硅晶圓廠產(chǎn)能;德國世創(chuàng)計劃于2022年投資11億歐元(約合75億美元)，其中2/3將用來在新加坡建廠;韓國半導體硅晶圓大廠SK Siltron宣布投資1.05萬億韓元(約合8.4億美元)擴建12英寸半導體硅晶圓廠，廠房的建設及設備的安裝預計需要近3年的時間，計劃在2022年下半年開始建設，2024年上半年投產(chǎn)。

　　環(huán)球晶圓今年的動作是最頻繁的，因為此前收購德國世創(chuàng)一案未能成功，原來規(guī)劃用于收購案的資金將用于啟動全新的擴產(chǎn)計劃。環(huán)球晶圓表示，將考慮進行多項現(xiàn)有廠區(qū)及新廠擴產(chǎn)計劃，包含12英寸硅晶圓、8英寸與12英寸SOI、8英寸FZ、SiC晶圓、GaN on Si等大尺寸產(chǎn)品。擴產(chǎn)計劃涵蓋亞洲、歐洲和美國地區(qū)的投資，預計2022至2024年度總資本支出將達36億美元左右，新產(chǎn)線的產(chǎn)品出貨時間從2023年下半年開始逐季增加。

　　2月18日，環(huán)球晶圓意大利子公司MEMC SPA董事會依據(jù)集團母公司董事會的決議，核準其意大利諾瓦拉廠(Novara)于現(xiàn)有的8英寸晶圓產(chǎn)線外增設12英寸產(chǎn)線。

　　環(huán)球晶圓董事會將聚焦擴產(chǎn)當下的熱點12英寸拋光片的生產(chǎn)和開發(fā)。除此之外，由于美拉諾(Merano)工廠已經(jīng)著手12英寸硅晶圓的產(chǎn)能擴充，環(huán)球晶圓將在意大利擁有完整并高度整合的12英寸生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線將于2023年年中開始生產(chǎn)。

　　賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心高級分析師楊俊剛向《中國電子報》記者表示，近幾年，元宇宙、大數(shù)據(jù)、云計算、新能源汽車等新興領域的快速發(fā)展，大幅增加了集成電路產(chǎn)品的使用量，隨著市場需求不斷增加，硅晶圓廠建廠和擴產(chǎn)也將迎合市場需求，同時增加自身的業(yè)務能力。但一般建設廠房需要2年左右的建設期，加上前期的產(chǎn)能爬坡期，預計3~4年產(chǎn)能將得到釋放。

　　國內(nèi)企業(yè)欲補齊12英寸短板

　　目前全球硅晶圓市場占有率位居前五的企業(yè)是日本信越化學、日本勝高、德國世創(chuàng)、中國臺灣的環(huán)球晶圓、韓國SK Siltron，他們一共占據(jù)了近九成的市場份額。從目前幾大廠商的擴產(chǎn)信息可以分析出，12英寸硅晶圓將成為主要競爭點。全球半導體市場規(guī)模的一半以上以及主要增量都源于邏輯電路和存儲器，該部分應用領域已主要采用12英寸半導體硅晶圓進行生產(chǎn)。

2021年全球硅晶圓廠商排行榜(數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問)

　　12英寸硅晶圓的生產(chǎn)相較于8英寸硅晶圓具有更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。賽迪顧問集成電路中心高級咨詢顧問池憲念向《中國電子報》記者表示，在生長技術(shù)方面，一是尺寸越大拉單晶過程中旋轉(zhuǎn)速度越慢，需要解決慢速旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定導致晶格結(jié)構(gòu)缺陷的問題。二是生長過程中徑向溫差是熱應力來源，大尺寸單晶硅棒拉制要求徑向溫差盡量小，以避免增殖位錯，以及單晶失敗、斷線。在硅晶圓切割技術(shù)方面，硅晶圓直徑越大邊緣處就更容易出現(xiàn)翹曲，易導致良品率降低的問題。因此12寸硅晶圓對于直拉單晶生長、磁場直拉單晶生長、熱場模擬和設計、大直徑硅錠線切割、高精度滾圓、高效低應力線切割等技術(shù)提出了更要要求。

　　盡管目前12英寸硅晶圓市場仍被幾大龍頭企業(yè)所占據(jù)，但由于這些大廠生產(chǎn)的硅晶圓無法完全滿足國內(nèi)半導體廠商對硅晶圓的增量需求，因此，這讓國內(nèi)硅晶圓廠商迎來了快速發(fā)展期。

　　近年來，我國制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策推動國內(nèi)半導體材料發(fā)展，在政策支持和市場需求的推動下，國內(nèi)半導體材料廠商不斷崛起。

　　目前，我國發(fā)展12英寸硅晶圓存在四個關(guān)鍵問題：技術(shù)、認證、資金和人才。

　　中國電子材料行業(yè)協(xié)會常務副秘書長魯瑾介紹說，原來我國半導體硅材料以6英寸以下為主，近3年，國內(nèi)大量新建、在建8英寸、12英寸大尺寸硅晶圓項目。12英寸硅晶圓既是行業(yè)發(fā)展的重點，也是國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展的短板。經(jīng)過多年的技術(shù)積累，國內(nèi)企業(yè)在8英寸硅晶圓方面已掌握了多項關(guān)鍵技術(shù)。但國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品主要集中在重摻拋光片及外延片領域，輕摻拋光片方面仍有待進一步提升。

2021年國內(nèi)硅晶圓廠商排行榜(數(shù)據(jù)來源：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)整理)

　　目前國內(nèi)12英寸大硅晶圓突破明顯，中國大陸硅晶圓龍頭企業(yè)滬硅產(chǎn)業(yè)50億元定增正式落地，加碼擴產(chǎn)12英寸硅晶圓，預計產(chǎn)線完成后，12英寸半導體硅晶圓月產(chǎn)能將增至30萬片;上海新昇完成了30萬片的月產(chǎn)能建設，2022年年初，還宣布擬投入34.6億元建設“集成電路硅材料工程研發(fā)配套”項目，建設一座硅材料工程技術(shù)研發(fā)實驗基地公司;西安奕斯偉完成了月產(chǎn)5萬片項目建設，同時在客戶認證、良率提升、技術(shù)儲備等方面均取得了關(guān)鍵進展;立昂微擬發(fā)行可轉(zhuǎn)債募集資金不超過33.90億元，募投項目為年產(chǎn)180萬片12英寸半導體硅外延片生產(chǎn)，以提升12英寸產(chǎn)能優(yōu)勢。

　　中環(huán)股份方面向《中國電子報》記者表示，2021年，中環(huán)股份8~12英寸拋光片、外延片出貨量加速攀升，產(chǎn)銷規(guī)模同比提升90%以上。截至2021年12月31日，公司8英寸月產(chǎn)能達70萬片，12寸月產(chǎn)能達17萬片。在消費類電子及數(shù)據(jù)中心服務器等需求的不斷拉動下，12英寸產(chǎn)品國內(nèi)客戶訂單爆增，中環(huán)股份通過加速新產(chǎn)線調(diào)試釋放有效產(chǎn)能，提升交付率。

　　芯謀研究高級分析師張彬磊向《中國電子報》記者表示,我國擁有最龐大半導體市場、低成本的人力以及豐富的人才儲備優(yōu)勢，技術(shù)在近幾年也有了明顯提升，產(chǎn)業(yè)基礎也經(jīng)過多年發(fā)展比較成熟。

　　半導體硅晶圓企業(yè)必須形成規(guī)模化、商業(yè)化的生產(chǎn)，才具有競爭力。他表示，目前中環(huán)股份、滬硅產(chǎn)業(yè)等國內(nèi)企業(yè)已在技術(shù)上實現(xiàn)12英寸硅晶圓生產(chǎn)，客戶已涵蓋國內(nèi)外一線主流晶圓廠，不僅包括中芯國際、華虹宏力、華力微電子、華潤微電子、長江存儲等國內(nèi)頂尖的晶圓制造廠商，也包括格羅方德、恩智浦、意法半導體等國外知名的晶圓制造商，形成了自己的規(guī)模，未來可期。

　　盡管如此，我國硅晶圓產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能完全釋放尚需時日，并且每個硅晶圓工廠投產(chǎn)后產(chǎn)品得到芯片企業(yè)認證的周期很長，從測試片、控擋片到正片比例提升，滿足各客戶不同工藝、不同器件產(chǎn)品技術(shù)指標需求，并逐步提升良率水平，都需要一個發(fā)展過程。

來源：中國電子報、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)　作者：許子皓

>>>　「五度易鏈」產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)服務解決方案　<<<