一、晶圓簡(jiǎn)介
——晶圓是半導(dǎo)體硅片
半導(dǎo)體晶圓行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)為中游制造廠商提供生產(chǎn)所需的一切原材料,、設(shè)備以及線路設(shè)計(jì),,中游企業(yè)負(fù)責(zé)半導(dǎo)體晶圓的加工制造和封裝測(cè)試,下游則涉及產(chǎn)品的最終應(yīng)用,。
晶圓是指制作硅半導(dǎo)體集成電路所用的硅晶片,,其原始材料是硅。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)過研磨,拋光,,切片后,,形成硅晶圓片,也就是晶圓,。目前國內(nèi)晶圓生產(chǎn)線以8英寸和12英寸為主,。硅材料占比約為整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的 95%,其他材料主要是化合物半導(dǎo)體材料,,以第二代半導(dǎo)體材料 GaAs 晶圓和第三代半導(dǎo)體材料 SiC,,GaN 晶圓為主。其中,,硅晶圓以邏輯芯片,,存儲(chǔ)芯片等等為主,是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體晶圓材料,。GaAs 晶圓以射頻芯片為主,,主要應(yīng)用場(chǎng)景是低壓,高頻率;第三代半導(dǎo)體材料以高功率,,高頻率芯片為主,主要應(yīng)用場(chǎng)景是大頻率,,高功率,。
——晶圓持續(xù)大尺寸化,現(xiàn)以12寸為主
半導(dǎo)體晶圓的尺寸(以直徑計(jì)算)主要有50mm(2 英寸),、75mm(3 英寸),、100mm(4 英寸)、150mm(6 英寸),、200mm(8 英寸)與 300mm(12 英寸)等規(guī)格,。在摩爾定律的影響下,半導(dǎo)體硅片正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展,。
從具體晶圓尺寸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,,全球晶圓以12寸晶圓為主,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示,,2018年全球晶圓出貨中,,12寸晶圓占比達(dá)到64%,8寸晶圓達(dá)到26%,。值得注意的是,,2011年以來,8英寸半導(dǎo)體硅晶圓的市場(chǎng)占有率維持在25-27%之間,。
目前,,隨著DRAM與NAND閃存等技術(shù)的升級(jí),,對(duì)12英寸晶圓片的需求量急劇提升。6英寸及以下規(guī)格的晶圓片則主要應(yīng)用于普通消費(fèi)電子元器件領(lǐng)域,。8英寸硅晶圓片主要應(yīng)用于集成電路,、芯片以及工業(yè)電子元器件領(lǐng)域。目前全球晶圓片以12寸晶圓為主,,占比達(dá)到60%以上,。
二、晶圓產(chǎn)銷情況
——全球晶圓整體保持穩(wěn)定
受終端半導(dǎo)體市場(chǎng)需求上行影響,,半導(dǎo)體晶圓制造產(chǎn)能也隨之提升,,根據(jù)IC Insight數(shù)據(jù),2018年全球晶圓產(chǎn)能為1945萬片/月,,預(yù)計(jì)到2022年全球晶圓產(chǎn)能將上升至2391萬片/月,,較2018年增長(zhǎng)22.93%,年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.3%,。
根據(jù)IC Insight統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),,2018年中國晶圓產(chǎn)能243萬片/月(等效于8寸晶圓),中國大陸晶圓產(chǎn)能占全球晶圓產(chǎn)能12.5%,。根據(jù)IC Insight對(duì)未來產(chǎn)能擴(kuò)張預(yù)測(cè),,隨著半導(dǎo)體制造硅晶圓產(chǎn)能持續(xù)向中國轉(zhuǎn)移,2022年中國大陸晶圓廠產(chǎn)能將達(dá)410萬片/月,,占全球產(chǎn)能17.15%,。2018-2022年中國硅晶圓產(chǎn)能的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14%,遠(yuǎn)高于全球產(chǎn)能年均復(fù)合增長(zhǎng)率5.3%,。
據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)統(tǒng)計(jì),,2010-2019年全球半導(dǎo)體晶圓營收規(guī)模呈現(xiàn)波動(dòng)變化態(tài)勢(shì)。2018年全球半導(dǎo)體晶圓營收規(guī)模達(dá)到最高值,,為114億美元;2019年出現(xiàn)小幅下滑至的112億美元,,同比減少約2%,整體表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定,。
——全球晶圓行業(yè)在2020年有望回暖
據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)統(tǒng)計(jì),,全球半導(dǎo)體晶圓出貨面積于2018年創(chuàng)下歷史新高紀(jì)錄,達(dá)127.32億平方英寸,,2019年出貨面積自高點(diǎn)滑落,,達(dá)118.1億平方英寸,同比減少7.2%,,主要受存儲(chǔ)器市場(chǎng)疲軟及存貨調(diào)整影響,。2020年第二季度,全球晶圓出貨面積達(dá)到31.50億平方英寸,同比增加6%,。雖然受疫情等因素的影響,,短期前景仍不確定,但全球晶圓的出貨在二季度還是有加速,,2020年上半年也好于去年同期,。
——硅晶圓片價(jià)格不斷復(fù)蘇
根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示,全球硅晶圓片價(jià)格在2008年受金融危機(jī)影響,,價(jià)格呈斷崖式下跌,,在2016年達(dá)到近十年以來的低谷。從2016年開始半導(dǎo)體硅片價(jià)格步入復(fù)蘇通道,,且上漲勢(shì)頭強(qiáng)勁,,從2016年的0.67美元/平方英寸逐漸上漲至2019年的0.95美元/平方英寸。
由于半導(dǎo)硅片企業(yè)在上一個(gè)行業(yè)低谷中紛紛減產(chǎn),,而新產(chǎn)線的達(dá)成一般至少要兩年時(shí)間,,短期內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能無法快速提升。芯片企業(yè)選擇接受逐漸上漲的硅片價(jià)格而避免缺少原材料帶來的機(jī)會(huì)成本,。因此,,目前的半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)還處于緊平衡狀態(tài),半導(dǎo)體硅片進(jìn)一步漲價(jià)的趨勢(shì)將延續(xù),。
三,、晶圓競(jìng)爭(zhēng)格局
——區(qū)域競(jìng)爭(zhēng):中國市場(chǎng)不斷崛起
IC Insights的《2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》報(bào)告顯示,截至2019年12月,,中國臺(tái)灣地區(qū)的晶圓廠裝機(jī)產(chǎn)能占全球的22%,。中國臺(tái)灣自2015年首次超越韓國成為全球第一大晶圓產(chǎn)能基地后,將在2020-2024年期間將繼續(xù)保持第一名的位置,。IC Insights稱,中國臺(tái)灣預(yù)計(jì)在2019年至2024年間增加約130萬片晶圓(200毫米)的月產(chǎn)能,。
近年來中國大陸地區(qū)的產(chǎn)能擴(kuò)張使其排名不斷攀升,,IC Insights預(yù)計(jì)到2022年有望躍升為全球第二,僅次于中國臺(tái)灣地區(qū),。至2019年底,,中國大陸地區(qū)產(chǎn)能占全球的14%。相比之下,,北美地區(qū)的產(chǎn)能份額將在預(yù)測(cè)期內(nèi)進(jìn)一步逐漸下降,。IC Insights預(yù)測(cè)主要是由于該地區(qū)的大型無晶圓廠商將持續(xù)依賴代工廠(主要是中國臺(tái)灣地區(qū))。此外,,歐洲地區(qū)的產(chǎn)能份額也將進(jìn)一步萎縮,。
——全球企業(yè)競(jìng)爭(zhēng):三星和臺(tái)積電不相上下
IC Insights最近發(fā)布《2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》報(bào)告中統(tǒng)計(jì)截至2019年12月的25個(gè)最大晶圓產(chǎn)能領(lǐng)先者的排名,按每月200mm當(dāng)量的裝機(jī)容量來計(jì)算,全球前五名晶圓產(chǎn)能每月產(chǎn)能超過100萬個(gè)晶圓;且前五大公司的產(chǎn)能合計(jì)占全球晶圓總產(chǎn)能的53%,,而2009年的前五大廠商僅占全球產(chǎn)能36%,。
晶圓制造的主體可分為IDM企業(yè)和晶圓代工廠,其中IDM巨頭主要在美國,,占比相對(duì)較小,,晶圓代工廠占據(jù)主要比例。根據(jù)各企業(yè)已公示報(bào)告的數(shù)據(jù),,2020年第一季度臺(tái)積電在晶圓代工的營業(yè)收入遙遙領(lǐng)先,,是第二名三星晶圓代工業(yè)務(wù)的3.4倍左右。中國大陸的中芯國際則排名第五,,第一季度晶圓代工營業(yè)收入達(dá)到8.48億美元,。
四、中國硅圓產(chǎn)品格局
根據(jù)芯思想研究院(ChipInsights)的統(tǒng)計(jì),,截止2019年底,,截止2019年底我國12英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約90萬片,較2018年增長(zhǎng)50%;我國8英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約100萬片,,較2018年增長(zhǎng)10%;6英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約230萬片,,較2018年增長(zhǎng)15%;5英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約80萬片,較2018年下降11%;4英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約260萬片,,較2018年增長(zhǎng)30%;3英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約40萬片,,較2018年下降20%。
五,、中國晶圓在建項(xiàng)目匯總
Chip Insight于2020年1月,,對(duì)我國2019年度有關(guān)中國晶圓生產(chǎn)線的共計(jì)63個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行盤點(diǎn),其中6個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)停擺,,刨除停擺項(xiàng)目外,,其他57個(gè)項(xiàng)目宣布投資總額超過15000億人民幣,較2018年統(tǒng)計(jì)增長(zhǎng)7%,。
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