发布时间: 2024-11-27 行业新闻

晶圆代工(Foundry)即半导体代工或晶圆制造,是半导体产业链中的一种商业模式,指的是专门从事IC制造而不涉及设计环节的企业。在这一模式下,无厂半导体公司(Fabless)可以专注于芯片设计,而将复杂的制造过程外包给专业的晶圆代工厂,这不仅大大降低了进入半导体行业的门槛,也促进了整个行业的发展和创新。

晶圆代工的制造流程是一系列复杂且精密的步骤,经历光刻、蚀刻、沉积、离子注入、金属化和化学机器研磨等,每个步骤都需要极高的精确度和控制力,以确保最终产品的性能和可靠性。

近年来,随着半导体行业的迅猛发展,全球晶圆代工产能呈现出稳健增长的趋势,与此同时,AI、HPC、IoT等新兴技术领域的快速崛起,对芯片的性能及生产能力提出了新的要求,进一步促进了晶圆制造工艺的技术革新与生产能力扩张。当前,以8英寸晶圆当量计算,全球晶圆代工总产能已达到1015万片/月,相较于2023年的水平实现了5.4%的增长;预计至2026年,该数字将突破1230万片/月,期间年均复合增长率约为7.8%。

图片来源:芯片那些事儿

聚焦于中国市场,2022年中国大陆在全球晶圆代工产能中的份额超过了72%,处于这一领域内的绝对领先地位,月度产能超过750万片。据预测,到2026年时,中国大陆地区的晶圆代工月产能有望超越400万片,占全球总量的比例将达到34.4%,期间预计实现年均复合增长率高达13.4%,成为世界上增速最快的区域之一。值得注意的是,中国台湾地区代工产能始终保持全球领先,但由于台积电调整了其投资建厂的战略方向,导致该地区在全球市场上的份额呈现逐年递减的趋势。

总体来看,我国大陆晶圆代工行业虽然起步较晚,但在国家政策的支持下,随着国内经济的发展和科学技术水平的提高,以及终端应用市场规模的扩大,国内芯片设计公司对晶圆代工服务的需求日益提升,中国大陆晶圆代工行业实现了快速的发展。

一、晶圆代工细分市场

目前,全球主流的晶圆尺寸有8英寸和12英寸,随着晶圆尺寸的增大,单个晶圆上可以容纳的芯片数量增多,从而提高生产效率,降低芯片的制造成本。

1、8英寸晶圆代工市场

当前,在中国乃至全球半导体市场中,8英寸晶圆依然是众多成熟工艺节点的首选尺寸。尽管相较于12英寸晶圆而言,其单位面积成本较高,但由于生产设备已经折旧完毕、工艺技术成熟稳定等因素,使得8英寸生产线在特定产品类别上仍保持较高的成本效益,例如MEMS传感器,射频前端模块等。据统计,中国目前运营中的8英寸晶圆生产线超过50条。

从技术角度来看,8英寸晶圆主要支持的工艺节点范围为0.13-90nm,广泛应用于指纹识别芯片、MCU、PMIC、显示驱动、MOSFET、IGBT等领域。据行业分析显示,8英寸晶圆代工服务占整个晶圆代工市场份额约25%,且市场规模呈现稳步增长趋势,至2022年已达192.75亿元。

此外,随着存储计算、边缘计算及物联网等新兴应用领域的快速发展,对于NOR Flash、指纹识别芯片、电源芯片的需求日益增加,进一步推动了对8英寸晶圆的需求。同时,近年来新能源汽车产业的蓬勃发展也极大地促进了MOSFET和IGBT等功率半导体器件的需求增长。受下游多领域强劲需求的驱动,8英寸晶圆代工产能正处于积极扩增阶段,以满足不断增长的市场需求。

2、12英寸晶圆代工市场

随着半导体制造技术的不断进步,12英寸晶圆已成为当今高性能微处理器及其他高端集成电路生产的核心材料。相较于8英寸晶圆,更大的直径意味着每片晶圆能够切割出更多的芯片单元,从而显著降低单颗芯片的成本。目前,中国正在积极扩大12英寸晶圆产能,通过引进国际领先技术和自主研发相结合的方式,加速缩小与全球顶尖水平之间的差距。预计至2025年左右,国内12英寸晶圆月产能将突破百万片。

12英寸先进制程以20nm为节点,20nm以下主要应用于手机处理器和高性能计算机等对计算要求较高的领域为主,这些领域对计算性能有着极高的要求,而20nm-32nm则主要应用于FPGA、ASIC、存储等领域。

根据国际半导体产业协会(SEMI)发布的数据,自2011年起,在各类尺寸晶圆中,12英寸晶圆的总出货量市场份额已超过50%,并且自2014年以来一直稳定维持在60%以上。伴随着计算机科学、通信技术等高精尖行业的快速发展,12英寸晶圆代工市场迎来了快速增长期。据最新统计显示,2022年该市场规模达到了约505.78亿元人民币,这一趋势不仅反映了市场需求的增长,同时也彰显了12英寸晶圆作为支撑现代信息技术发展基石的重要性。

3、其他晶圆代工市场

除了主流的8英寸和12英寸晶圆之外,市场上还存在少量使用4英寸或6英寸甚至更小尺寸晶圆进行生产的特殊应用场景,这类小型化产品通常针对对性能要求相对较低但对体积有严格限制的便携式设备或其他利基市场。然而,随着技术迭代加速,这些非标准尺寸晶圆的市场份额正逐渐被更大尺寸的晶圆所取代。

值得注意的是,随着4英寸晶圆生产线逐步被淘汰,小于6英寸的晶圆市场份额持续缩减,目前约占整个市场的15%左右,6英寸晶圆主要应用于SiC、GaN、MOSFET、IGBT等领域。据2022年统计数据,6英寸晶圆相关行业的市场规模达到了72.47亿元。

二、写在最后

在全球范围内,中国晶圆代工企业在面临来自美国、韩国等地强劲竞争对手的同时,也在努力提升自身实力以争取更多市场份额,特别是在中美贸易摩擦加剧背景下,加快实现关键核心技术自主可控成为中国半导体行业发展的重要目标之一。为此,中国政府出台了一系列政策措施鼓励本土企业加大研发投入力度,并通过设立专项基金等形式给予资金支持,与此同时,加强国际合作交流也是促进中国晶圆代工业健康发展不可或缺的一环。

总之,随着全球经济一体化趋势加深以及信息技术日新月异的变化,中国晶圆代工产业正处于快速发展阶段。未来几年内,随着5G通信、人工智能等新兴领域的蓬勃发展,相信该行业将迎来更加广阔的发展空间。

订阅我们,获取最新资讯

订阅我们,即可随时掌握行业发展最新动态,我们的新闻资讯是您掌握走在行业前沿的关键.

相关动态