2021年全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析 先進(jìn)制程占比提升、預(yù)計(jì)推動(dòng)12英寸硅片需求提升

半導(dǎo)體硅片行業(yè)主要上市公司：信越化學(xué)(4063.T)、盛高(3436.T)、環(huán)球晶圓(6488.TWO)、世創(chuàng)電子材料(WAF.F)、SK Siltron、Soitec(SOI.PA)、合晶科技(6182.TWO)、滬硅產(chǎn)業(yè)(688126)等

本文核心數(shù)據(jù)：半導(dǎo)體硅片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制程變化、質(zhì)量指標(biāo)、不同技術(shù)節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)占比

目前半導(dǎo)體硅片主要為12英寸及以下規(guī)格

半導(dǎo)體硅片又稱硅晶圓片，是制作集成電路的重要材料，通過(guò)對(duì)硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手段，可以制成集成電路和各種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體硅片按其直徑劃分，主要可分為6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等，目前市場(chǎng)上主要為直徑12英寸及以下規(guī)格。

從半導(dǎo)體硅片尺寸結(jié)構(gòu)來(lái)看，全球半導(dǎo)體硅片以12寸為主。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年，12英寸硅片已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，其占比約為67.2%，8英寸硅片占比在25.5%左右，6英寸及以下硅片占比約7.3%。

集成電路性能提升推動(dòng)半導(dǎo)體硅片向大尺寸方向發(fā)展

為了與摩爾定律同步，即集成電路上的晶體管數(shù)量每隔18個(gè)月提升一倍，相應(yīng)集成電路性能增強(qiáng)一倍，成本下降一半，芯片制造廠商需要不斷改良技術(shù)，提升單個(gè)硅片可生產(chǎn)的芯片數(shù)量、降低單個(gè)硅片的制造成本。而硅片尺寸越大，單個(gè)硅片上可制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片的成本隨之降低。

大尺寸硅片質(zhì)量要求更高

隨著制程的不斷縮小，芯片制造工藝對(duì)硅片缺陷密度與缺陷尺寸的容忍度也在不斷降低。因此在半導(dǎo)體硅片的制造過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制硅片表面微粗糙度、硅單晶缺陷、金屬雜質(zhì)、晶體原生缺陷、表面顆粒尺寸和數(shù)量等直接影響半導(dǎo)體產(chǎn)品的成品率和性能的技術(shù)指標(biāo)。

以12英寸半導(dǎo)體硅片為例，其純度需達(dá)到11N，以通過(guò)國(guó)際主流晶圓廠的審核認(rèn)證;此外，由于12英寸半導(dǎo)體硅片應(yīng)用于邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片等領(lǐng)域，對(duì)半導(dǎo)體硅片表面的平整度、光滑度以及潔凈度也提出了較高的要求。

先進(jìn)制程占比提升 預(yù)計(jì)推動(dòng)12英寸硅片需求提升

根據(jù)芯思想研究院發(fā)布的《中國(guó)內(nèi)地晶圓制造線白皮書》，截至2020年第四季度，12英寸生產(chǎn)線投產(chǎn)的26條，合計(jì)裝機(jī)產(chǎn)能約103萬(wàn)片，較2019年增長(zhǎng)15%，8英寸生產(chǎn)線投產(chǎn)的24條，合計(jì)裝機(jī)產(chǎn)能約117萬(wàn)片，較2019年增長(zhǎng)17%。6英寸及以下晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約380萬(wàn)片約當(dāng)6英寸產(chǎn)能，較2019年增長(zhǎng)5%。

一般來(lái)說(shuō)，300mm芯片制造對(duì)應(yīng)的是90nm及以下的工藝制程，包括常見的90nm、65nm、55nm、45nm、28nm、16/14nm、10/7nm等。與此同時(shí)，大量應(yīng)用如射頻器件、傳感器、功率器件等，考慮到實(shí)際技術(shù)需求和成本、可靠性等，可以在28nm及以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)的成熟工藝生產(chǎn)線上制造，無(wú)需遵循摩爾定律。因此28nm以上的成熟技術(shù)節(jié)點(diǎn)硅片，仍存在大量需求。

根據(jù)IC Insights預(yù)測(cè)，2021-2024年，全球芯片制造產(chǎn)能中，10nm以下制程占比大幅提升，由2021年的16%上升至2024年的29.9%;0.18μm至40nm制程占比變化不大，維持在18.5%左右。在摩爾定律下，10nm以下先進(jìn)制程占比提升，預(yù)計(jì)推動(dòng)12英寸硅片需求提升。

以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《半導(dǎo)體硅片、外延片行業(yè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》，同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO募投可研、招股說(shuō)明書撰寫等解決方案。

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