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终于有人讲清楚了什么是硅晶圆!
送交者: 窗口1[☆品衔R4☆] 于 2022-08-12 11:33 已读 937 次  

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终于有人讲清楚了什么是硅晶圆! 6park.com


导读: "一直以来,硅晶圆都是我国半导体产业链的一大短板,目前国内企业还只能生产6英寸和8英寸的硅片,至于12英寸硅片,基本处于空白。说到硅片的尺寸,相信很多人都会一脸疑惑,到底什么是6英寸,8英寸,12英寸?它们之间有何区别?"

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一直以来,硅晶圆都是我国半导体产业链的一大短板,目前国内企业还只能生产6英寸和8英寸的硅片,至于12英寸硅片,基本处于空白。说到硅片的尺寸,相信很多人都会一脸疑惑,到底什么是6英寸,8英寸,12英寸?它们之间有何区别?接下来就给各位详细讲解一下关于硅晶圆的一些基础知识,保证小白都能看懂!

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1、科普篇

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先来看看下面这张电子产品产业链的图,红色圈出的部分就是硅晶圆,从所处位置来看,很明显是属于上游材料,且是半导体芯片制造最重要的基础原材料,在晶圆制造材料成本中占比近30%。


那么8寸、12寸是什么呢?

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其实可以想象成披萨,我们吃的pizza hut有9寸,有12寸,大小不同。晶圆也是一样,按其直径分为4寸、5寸、6寸、8寸、12寸。

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晶圆越大,同一圆片上可生产的芯片就多,可以降低成本,同时所要求材料技术和生产技术也更高。

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这里的“寸”当然指的是“英寸”,1英寸=25.4毫米(mm), 如果你在新闻中看到“300mm硅晶圆严重缺货“,知道是几寸了吧? 6park.com


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那么如此计算,6寸、8寸、12寸晶圆换个说法其实就是150mm、200mm、300mm晶圆。而12寸(300mm)被称为大硅片。

 

延伸一下知识点,把晶圆尺寸和产品结合:

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① 12寸:主要用于高端产品,如CPUGPU等逻辑芯片和存储芯片。

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② 8寸:主要用于中低端产品,如电源管理IC、LCDLED驱动IC、MCU、功率半导体MOSFE、汽车半导体等。

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③ 6寸:功率半导体、汽车电子等。

 

目前主流的硅晶圆为300mm(12寸)、200mm(8寸)和150mm(6寸),其份额分别是12寸占65-70%左右,8寸占25-27%左右,6寸占6-7%左右,12寸的占比最大。

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2、逻辑及延续性

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需求端方面:

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科技产品电子化程度提高,存储器、CPU/GPU产品需求大增,使得12 寸晶圆需求增加,12寸晶圆厂数量持续成长。

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2017年和2018年全球12寸硅片的需求分别为550万片/月和570万片/月。预计未来三年12寸硅片需求将持续增加,2020年新增硅片月需求预计超过750万片/月,较2017年增加200万片/月以上,需求提升36%。

 

供给端方面:

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12寸硅晶圆2017年和2018年产能为525万片/月和540万片/月,供<需。由于2017年之前硅片供>需,且扩产费用较高,投资周期长,各大厂扩产意愿低,所以全球硅片的产量增长缓慢。

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到目前为止仅有SUMCO(世界第二大硅晶片供应商)预计在2019年上半年增加11万片/月,以及Siltronic(全球第四大硅晶圆厂)计划到19年中期扩产7万片/月。

 

所以,硅晶圆目前已是供不应求的局面,随着18年底新建12寸晶圆厂的陆续投产,供需缺口将持续扩大,且至少需持续到2019年。而在现有硅晶圆厂去库存的情况下,价格逐渐上升,已经从12寸向8寸再向6寸蔓延。

 

材料国产化角度:

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硅晶圆由于对纯度要求超高,行业壁垒极高、呈现高度垄断格局。目前以日本信越半导体、日本三菱住友SUMCO、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltronic,为代表的五家公司掌握90%以上的市场份额。

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中国大陆的半导体硅晶圆国内企业只能达到4~6寸硅片的性能需要,并少量供应8寸市场,12寸处于刚起步阶段。

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另外,12寸硅晶圆基本依赖进口,而硅晶圆供给又是不足的,可以看到一些大厂像台积电、联电为了保证生产,和硅晶圆主要供应商日本信越、SUMCO签订了1-2年的供货合约。这会导致什么?

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涨价倒是其次,严重的话,等国内一些新建的中小型制造公司投产后,可能陷入无硅晶圆可用的尴尬局面。所以硅晶圆国产化需要加速,不能发生卡脖子事件。

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