臺(tái)積電2nm工藝有望2023年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn) 2020半導(dǎo)體單晶行業(yè)市場(chǎng)前景及現(xiàn)狀分析

• 2020年9月25日 HaoChenChong來源：互聯(lián)網(wǎng) 552 30
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據(jù)了解，今年一季度順利量產(chǎn)5nm工藝的臺(tái)積電，正在研發(fā)更先進(jìn)的3nm和2nm芯片制程工藝，3nm工藝是計(jì)劃在明年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，2022年下半年大規(guī)模投產(chǎn)。

據(jù)了解，今年一季度順利量產(chǎn)5nm工藝的臺(tái)積電，正在研發(fā)更先進(jìn)的3nm和2nm芯片制程工藝，3nm工藝是計(jì)劃在明年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，2022年下半年大規(guī)模投產(chǎn)。

3nm工藝投產(chǎn)之后，臺(tái)積電下一步將投產(chǎn)的就將是2nm工藝，在2019年的年報(bào)中，臺(tái)積電首次披露他們?cè)谘邪l(fā)2nm工藝。

據(jù)中研研究院《2020-2025年半導(dǎo)體單晶市場(chǎng)投資前景分析及供需格局研究預(yù)測(cè)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

晶體硅根據(jù)晶體取向不同又分為單晶硅和多晶硅。單晶硅和多晶硅的區(qū)別是;當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅;如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅。多晶硅和單晶硅的差異主要在物理性質(zhì)方面，例如在力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面，多晶硅不如單晶硅。多晶硅可作為控制單晶硅的原料，也是太陽能電池和光伏發(fā)電的基礎(chǔ)材料。單晶硅可算的是世界上最純凈的物質(zhì)了，一般的半導(dǎo)體單晶要求硅的純度在6個(gè)9(6N)以上。大規(guī)模集成電路的要求更高，硅的純度必須達(dá)到9個(gè)9(9N)。目前，人們已經(jīng)制造出純度為12個(gè)9(12N)的單晶硅。

近年來，在國家和產(chǎn)業(yè)的大力投入下，我國集成電路制造業(yè)得到了快速發(fā)展，2016年產(chǎn)值首度超過1000億元，達(dá)到1126.9億元。2017年我國集成電路制造業(yè)繼續(xù)保持良好成長勢(shì)頭，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1415.4億元。

從近幾年的發(fā)展情況來看，我國半導(dǎo)體芯片行業(yè)的發(fā)展整個(gè)處于上升態(tài)勢(shì)，行業(yè)的毛利率一直維持在20%左右的水平，以華微電子的為例，2014-2017年，華微電子的毛利率一直維持在20%左右的水平，凈利潤則是處于緩慢增長狀態(tài)，并于2017年實(shí)現(xiàn)了高速增長。

圖表：2014-2017年華微電子毛利率及凈利潤情況

資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

營運(yùn)能力是指企業(yè)的經(jīng)營運(yùn)行能力，即企業(yè)運(yùn)用各項(xiàng)資產(chǎn)以賺取利潤的能力。廣義的營運(yùn)能力是企業(yè)所有要素所能發(fā)揮的營運(yùn)作用;狹義的營運(yùn)能力是指企業(yè)資產(chǎn)的營運(yùn)效率，不直接體現(xiàn)人力資源的合理使用和有效利用。企業(yè)營運(yùn)能力的財(cái)務(wù)分析比率有：存貨周轉(zhuǎn)率、應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率、資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率等。半導(dǎo)體單晶行業(yè)的存貨周轉(zhuǎn)天數(shù)很低，通常不到兩個(gè)月，應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)一般在2-3個(gè)月。

實(shí)際上，晶體是由大量的原子組成，每個(gè)原子又包含原子核及許多電子，它們之間存在著相互作用，每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都受到原子核及其他電子的影響。要研究一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)格說來，必須寫出這個(gè)包含大量原子核及電子的多體系統(tǒng)的薛定諤方程，并求出此方程的解。但是要求出其嚴(yán)格解是很困難的，通常采用單電子近似方法，把多體問題簡(jiǎn)化為單電子問題進(jìn)行研究。這種近似方法包括兩個(gè)步驟：第一步，假設(shè)晶體中的原子核固定不動(dòng)，好象靜止在各自的平衡位置上，把一個(gè)多體問題簡(jiǎn)化成一個(gè)多電子問題;第二步，假設(shè)每個(gè)電子是在固定的原子核的勢(shì)場(chǎng)及其他電子的平均勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，把多電子問題簡(jiǎn)化為單電子問題。用這種方法研究晶體中的電子運(yùn)動(dòng)，表明晶體中電子許可的能量狀態(tài)，將不再是分立的能級(jí)，而是由在一定范圍內(nèi)準(zhǔn)連續(xù)分布的能級(jí)組成的能帶(稱為允帶)。

想要了解更多半導(dǎo)體單晶詳細(xì)分析，請(qǐng)關(guān)注中研研究院研究出版的《2020-2025年半導(dǎo)體單晶市場(chǎng)投資前景分析及供需格局研究預(yù)測(cè)報(bào)告》

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