半导体技术的概念

半导体技术就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路的技术。在周期表里的元素，依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。最常见的半导体是硅（Si），当然半导体也可以是两种元素形成的化合物，例如砷化镓（GaAs），但化合物半导体大多应用在光电方面。

绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的，因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用是集成电路（IC），举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中，一定有 IC 存在，它们被用来发挥各式各样的控制功能，有如人体中的大脑与神经。

如果把计算机打开，除了一些线路外，还会看到好几个线路板，每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块，周围是金属接脚，这就是封装好的 IC。如果把包覆的黑色封装除去，可以看到里面有个灰色的小薄片，这就是 IC。

如果再放大来看，这些 IC 里面布满了密密麻麻的小组件，彼此由金属导线连接起来。除了少数是电容或电阻等被动组件外，大都是晶体管，这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。整颗 IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。

半导体技术的演进，除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外，另一重点就是降低制作成本。降低成本的方式，除了改良制作方法，包括制作流程与采用的设备外，如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC，成本也会下降。所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势，就是把晶体管微小化。当然组件的微小化会伴随着性能的改变，但很幸运的，这种演进会使 IC 大部分的特性变好，只有少数变差，而这些就需要利用其它技术来弥补了。

半导体制程有点像是盖房子，分成很多层，由下而上逐层依蓝图布局迭积而成，每一层各有不同的材料与功能。随

着功能的复杂，不只结构变得更繁复，技术要求也越来越高。与建筑物最不一样的地方，除了尺寸外，就是建筑物是一栋一栋地盖，半导体技术则是在同一片芯片或同一批生产过程中，同时制作数百万个到数亿个组件，而且要求一模一样。因此大量生产可说是半导体工业的最大特色 。

把组件做得越小，芯片上能制造出来的 IC 数也就越多。尽管每片芯片的制作成本会因技术复杂度增加而上升，但是每颗 IC 的成本却会下降。所以价格不但不会因性能变好或功能变强而上涨，反而是越来越便宜。正因如此，综观其它科技的发展，从来没有哪一种产业能够像半导体这样，持续维持三十多年的快速发展。

半导体制程是一项复杂的制作流程，先进的 IC 所需要的制作程序达一千个以上的步骤。这些步骤先依不同的功能组合成小的单元，称为单元制程，如蚀刻、微影与薄膜制程；几个单元制程组成具有特定功能的模块制程，如隔绝制程模块、接触窗制程模块或平坦化制程模块等；最后再组合这些模块制程成为某种特定 IC 的整合制程

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在中国大陆芯片代工制造领域，如果将中芯国际称为行业第一，那么华虹半导体可以排名第二。中芯国际与华虹半导体这两家芯片代工厂商，应该说是“中国大陆晶圆代工双巨头”。只不过，与颇受外人注目的中芯国际比较起来，华虹半导体的“存在感”确实要低一些。 作为中国大陆最大的特色工艺制程芯片代工厂，也是最大的功率器件代工厂，华虹半导体同样被业界视为一家具市场风向标的厂商。

华虹半导体是由华虹NEC与宏力半导体在2011年合并而来。华虹NEC成立于1997年，曾经主要是为NEC（日本电气）开发、制造及销售DRAM晶圆。2003年，华虹集团从NEC收回华虹NEC合资厂经营管理权，逐步停止 DRAM生产，并开始从事芯片代工制造业务。而上海宏力半导体于2000年底成立，主要从事计算机芯片、独立NOR闪存、eFlash、 汽车 发动机控制器等产品制造。2011年12月，华虹NEC与宏力半导体合并，2013年10月，集团完成重组，构成了如今的华虹半导体。

简单来说，华虹半导体聚焦于半导体特色工艺制程，主要工艺技术包括嵌入式非易失性存储器、逻辑及射频、分立器件、模拟及电源管理、独立非易失性存储器，广泛应用于电子消费品、通讯、计算机、工业及 汽车 市场。在实际应用中，处理器芯片和存储芯片遵循摩尔定律，需要用到先进制程工艺，但是射频、功率、传感器、模拟等器件则通过特色工艺制程进行生产。与先进逻辑制程工艺相比，特色工艺制程具备非尺寸依赖，工艺相对成熟，所需资本支出低，产品研发投入低等特点，同时产品生命周期也更长，种类更多。

1，华虹半导体交出了一份亮眼的半年报业绩，无锡厂表现出色

当前，全球芯片缺货涨价不断发酵，多家半导体大厂相继发布“创新高”的财务业绩。继中芯国际之后，华虹半导体也于8月12日交出了2021年上半年业绩。据公司发布财报显示，2021年上半，华虹半导体的营收达6.51亿美元，较2020年上半年增长52.0%；净利润7714万美元，较2020年上半年增长102.3%。其中，在2021年第一、第二季度，华虹的收入分别为3.05亿美元、3.46亿美元。同时，公司公布了2021年第三季度指引，预计收入约4.10亿美元左右，有望再次创造单个季度收入新高。营收和净利润双双高增长，华虹可谓是迎来了半导体行业的“高光时刻”。

目前，在上海金桥和张江，华虹半导体建有三座8英寸晶圆代工厂（上海一厂、二厂和三厂），总产能已达到18万片/月。其中，一厂和二厂的产能分别为6.5万片/月和6万片/月；三厂的产能为5.3万片/月，估计后续还能增加1~2万片/月的产能。值得补充的是，位于上海的一厂、二厂和三厂，由华虹半导体全资控股。一厂和二厂的工艺节点为1μm -95nm，主产智能卡、模拟器件、电源管理、功率器件和传感器等；三厂的工艺节点为0.25μm~90nm，主要产品包括微控制器、智能卡、消费电子产品和传感器等。至2021年第二季度，华虹半导体上海一厂、二厂和三厂的营收创出 历史 新高，为2.62亿美元，占该季度营收的75.7%。

华虹总裁兼执行董事唐均君表示："对于三条8英寸生产线来说，本季度也是有史以来最好的一个季度。8英寸平台营业收入创下2.62亿美元的 历史 最高。得益于平均销售价格的提高和生产线效能提升，8英寸毛利率从2021年第一季度的27.3%提高到31.6%。贡献净利润5130万美元，占总收入的19.6%。我们将把握机遇，继续做优8英寸生产线的工艺平台，8英寸生产线效益前景仍然看好。"

此外，华虹半导体还在无锡设有一座12英寸晶圆代工厂，工艺节点90nm及以下，当前主要产品为闪存、功率器件和CIS图像传感器等。公开信息显示，无锡厂由华虹半导体、国家集成电路产业基金、无锡地方政府设立的投资公司三方共同投资建设，华虹半导体目前合计持股51%。而华虹无锡基地总投资达100亿美元，占地约700亩。

截至2021年5月时，华虹无锡12英寸厂的产能已达4.8万片/月，预计2021年底可望扩充至6.5万片/月。 东方证券在近期的一份报告中认为，无锡厂在2022年中有望扩产至8万片/月左右，成为中国大陆地区领先的12英寸特色工艺生产线，也是中国大陆地区第一条12英寸功率器件代工生产线。东方证券称，如果按照12英寸片平均销售价格（ASP）1000~1200美元计算，那么当华虹无锡的产能达8万片/月后，可贡献9.6~11.5亿美元收入。从业务体量上而言，相当于再造一个华虹。报告还提到，在未来，当无锡基地项目完全建成后，华虹在无锡可望拥有三条12英寸生产线，总产能可能高达20万片/月。 而华虹无锡厂的产能迅速爬升，同样显见于公司此次发布的财报。2021年第二季度，华虹无锡七厂在营收中贡献占比24.3%。而2020年第二季度，该数字仅为4.2%。

在此次业绩说明会上，唐均君称："华虹无锡12英寸生产线第二季度营收达到8400万美元，同比增长786.8%，环比增加54.0%，息税折摊前利润2990万美元，较上季度增长208.3%。截至今年5月份，12英寸生产线月产能已达到4.8万片，产能利用满载。我们将稳步实现于今年年底达到6.5万片的月生产能力。公司还将继续加大投入，进一步扩大产能，不断优化工艺布局，与产业链一起发展壮大。"

“无锡厂爬产非常快，大部分增长都是来自无锡。”唐均君表示，华虹无锡12英寸晶圆厂和上海三家8英寸晶圆厂的ASP均有所提升，并且预计ASP将继续提升。“每个季度8英寸和12英寸晶圆厂的ASP都会有3~5%的提升，有望每年带来超10%的ASP增长，且还会持续增加。”也正因此，华虹表示持续看好2021年第三季度业绩，预估收入可达4.10亿美元左右，毛利率将介于25~27%。

值得一提的是，此前中芯国际联席CEO赵海军也表示，因产能扩建以及交货速度慢，供不应求的状况至少将持续到年底或者2022年上半年，并预告2021年第三、第四季度的价格仍可能继续往上走。华虹此次在业绩说明会上，唐均君同样表示，2021年下半年单价每季预计将增长3~5%，8英寸和12英寸单价情况保持乐观。在此之前，包括三星电子、联电在内的芯片代工厂商也已预告2021年下半年涨价的动作，业界预期接下来的第三季度晶圆代工价格有望进一步提升。

2，产能扩产加速，设备更需先行，华虹称愿意支持并导入国产半导体设备

芯片厂代工的价格季季涨，是因为整个半导体市场供需失衡不断发酵。据市场分析机构海纳国际集团最新数据显示，2021年7月芯片交货期较前一个月增加了8天以上，达到20.2周，是公司自2017年开始跟踪该数据以来最长的等待时间。 若以此来看，全球芯片短缺问题正在持续恶化。

因而，各家晶圆代工厂纷纷下场抛出产能扩充计划。全球第一大芯片代工厂台积电已经宣布，公司未来三年投入1000亿美元，今年资本开支提升至300亿美元；联电公布35.8亿美元投资案，扩充南科12英寸厂；三星将在2030年前增加对System LSI和Foundry业务领域的投资，投资总额扩大至约1516亿美元；英特尔宣布多项扩产项目，计划在美国亚利桑那州投资约200亿美元新建两座晶圆厂；中芯国际计划，今年12英寸产线的月产能扩产1万片，8英寸产线的月产能扩产不少于4.5万片；安世半导体称未来12~15个月内投资7亿美元，扩大欧洲和亚洲产能；格芯宣布在新加坡园区建设新晶圆厂，扩大全球制造规模。

而华虹也于本次业绩说明会上也已透露，无锡12英寸晶圆厂在今年底达成6.5万片的月产能目标后，下一步的规划是将整个一期的清洁室填满，月产能达到9~9.5万片，预计在明年年底进行设备导入。 “这部分产能一旦形成，产能利用率将很快填满。” 唐均君还称，华虹在无锡有一大块土地，可能会在无锡建造三家类似的晶圆厂，如果需求持续会继续扩建厂房。唐均君表示，无锡12英寸厂在2022年一季度和二季度产能将比今年有两位数增长，不过扩产进程还要受到半导体设备影响，“目前市场上扩产项目很多，设备交期较长，扩产进度主要是设备交期问题，如果设备交期短一点，扩产进度会更快一些。”

事实上，在各大晶圆厂来势汹汹的扩产动作下，作为扩产计划中最大一笔支出，半导体设备俨然成为了“香饽饽”，众厂追抢，但跟随整个产业链缺货脚步，上游设备厂商同样陷入缺料困境。 举例来说，全球芯片检测设备龙头爱德万（Advantest）测试设备所需的芯片采购愈发困难，平常设备交期为3~4个月，现在已延长至约6个月时间。此前国内半导体设备商芯源微也公告，公司“高端晶圆处理设备研发中心项目”所需的部分进口设备和材料无法正常、及时供应，该项目的设备采购以及安装调试工作有所延缓，研发项目开展情况不及预期，公司拟将该项目达到预定可使用状态时间调整至2022年3月31日。 再则，上游材料也同样告急。 例如，此前市场消息称，由于KrF光刻胶产能受限以及全球晶圆厂积极扩产等，占据全球光刻胶市场份额超两成的日本供应商信越化学已经向国内多家一线晶圆厂限制供货KrF光刻胶，且已通知更小规模晶圆厂停止供货KrF光刻胶。

（我为 科技 狂整理）

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