晶圓加工行業(yè)報(bào)告 晶圓加工行業(yè)深度分析

• 陳觀秋 2023年11月13日 來源：百度 1415 93
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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)。

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。

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)過拉晶、切片等工序制備成為晶圓，晶圓經(jīng)過一系列半導(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。

對(duì)單晶裸片進(jìn)行初步加工得到晶圓，接下來將光罩上的電路圖刻蝕到晶圓上，主要工序皆由晶圓代工廠完成。主要包括擴(kuò)散、薄膜生長(zhǎng)、光刻、刻蝕、離子注入、拋光等工序，對(duì)應(yīng)設(shè)備主要有擴(kuò)散爐、氧化爐、CVD/PVD設(shè)備、清洗設(shè)備、光刻機(jī)、刻蝕系統(tǒng)、離子注入機(jī)、拋光機(jī)等。

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%。

晶圓加工行業(yè)深度分析

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)品的開發(fā)應(yīng)用周期，拓展了下游IC產(chǎn)品應(yīng)用。

作為半導(dǎo)體生產(chǎn)流程的直接生產(chǎn)，晶圓加工步驟眾多，設(shè)備要求極高，雖然國(guó)內(nèi)具備完整生產(chǎn)能力，受限于高端設(shè)備和技術(shù)封鎖，高端產(chǎn)品仍未突破，其中光刻、離子注入和拋光(拋光墊)等工藝設(shè)備國(guó)內(nèi)尚未突破。

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。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《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》分析：

下游具體應(yīng)用來看，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。

隨著科技的快速發(fā)展，激光技術(shù)的應(yīng)用邊界不斷拓展，尤其在高端制造領(lǐng)域，作為加工工具，激光對(duì)于確保半導(dǎo)體芯片的性能起著重要作用。晶圓機(jī)械切割的熱影響和崩邊寬度約20微米，傳統(tǒng)激光在10微米左右，經(jīng)過一年努力，華工科技半導(dǎo)體晶圓切割技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)升級(jí)，熱影響降為0，崩邊尺寸降至5微米以內(nèi)，切割線寬可做到10微米以內(nèi)。

晶圓生產(chǎn)成本投資額中，晶圓設(shè)備通常占比總晶圓項(xiàng)目投資額8成左右，以國(guó)內(nèi)最大的代工廠中芯國(guó)際為例，其12英寸芯片SN1項(xiàng)目的總投資額中生產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)占比80.9%。

臺(tái)積電作為全球最大晶圓代工廠，占據(jù)全球8成以上先進(jìn)制程市場(chǎng)份額，特色工藝由于同等節(jié)點(diǎn)開發(fā)時(shí)間較早，技術(shù)領(lǐng)先疊加工藝庫全，配合開發(fā)周期短，工藝穩(wěn)定性相對(duì)更高，2021年占據(jù)全球50%以上市場(chǎng)份額，三星雖然同樣具備生產(chǎn)尖端制程的能力。國(guó)內(nèi)龍頭中芯國(guó)際技術(shù)水平僅達(dá)到14nm制程，技術(shù)仍有較大追趕空間。

從臺(tái)積電單片晶圓成本來看，主要成本是折舊費(fèi)用，占比近5成，除此之外專利費(fèi)用也是較大成本占比?？傮w來看，晶圓生產(chǎn)中設(shè)備及技術(shù)專利等占據(jù)主要成本。

就利潤(rùn)對(duì)比而言，臺(tái)積電利潤(rùn)遠(yuǎn)高于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，2021年毛利率51.6%，凈利率37.4%;相比之下，聯(lián)電毛利率33.8%，凈利率26.5%，中芯國(guó)際毛利率30.79%，凈利率32.61%。

報(bào)告在總結(jié)中國(guó)晶圓加工行業(yè)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，結(jié)合新時(shí)期的各方面因素，對(duì)中國(guó)晶圓加工行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)給予了細(xì)致和審慎的預(yù)測(cè)論證。報(bào)告資料詳實(shí)，圖表豐富，既有深入的分析，又有直觀的比較，為晶圓加工企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中洞察先機(jī)，能及時(shí)的針對(duì)自身環(huán)境調(diào)整經(jīng)營(yíng)策略。

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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。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有...

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