12寸硅晶圆主要是什么晶向

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芯片的材料是硅片,硅片是圆的,所以叫晶圆。晶圆尺寸的大小,就是圆的直径。12英寸的尺寸有多大?1英寸=2.54厘米,12英寸就是30.48厘米,12寸晶圆就相当于一个30多厘米直径的圆。晶圆用来做啥的?在上面加工切割芯片。晶圆的尺寸大小意味着可以切割多少个芯片,也叫IC。尺寸越大,切割的芯片就越多,切割芯片越多,成本就越低。

是不是意味着晶圆越大越好呢?不是的。晶圆越大,制造难度越大,加工难度越大,成本就越高。对于14nm以下的制程,目前最佳的尺寸就是12寸,成本最低。所以12英寸晶圆对高端芯片的意义重大,掌握12英寸晶圆制造加工技术的企业理所当然地就成为了高端芯片的最大受益者。

6月中旬,总部位于北京的奕斯伟 科技 在西安高新技术产业开发区二期扩建项目破土动工。ICVIEWS了解到,新工厂将专注于生产具有先进工艺技术的12英寸单晶硅抛光片和硅外延片,将用于逻辑芯片、闪存、DRAM、图像传感器和显示驱动IC,其一期工厂已于 2020 年 7 月开始商业生产,月产能为 500000 件。

投资超百亿的西安奕斯伟硅产业基地项目,主要从事研发生产12英寸电子级硅抛光片和外延片,产品广泛应用于电子通讯、 汽车 制造、人工智能、消费电子等领域,该项目是全国仅有的三个通过国家发改委、工信部“窗口指导”评审的集成电路用大硅片生产项目之一,建成后将有效提高了陕西省西安市半导体产业的国际竞争力,填补我国半导体行业大硅片制造的空白,实现半导体硅片制造的自主可控和国产替代。

除了这一项目,上海硅产业集团股份有限公司(以下简称“沪硅集团”)也公布了扩建计划。5 月 25 日,沪硅集团旗下子公司上海新升将出资 15.5 亿元,与大基金二期等多个出资方共同投资 67.9 亿元,在上海临港建设 30 万片集成电路用12 英寸高端硅片扩产项目。

目前,全球近 90% 的硅片市场由信越化学、Sumco、Globalwafers、Siltronic 和 SK Siltron 等排名前 5 位的供应商主导。 ICVIEWS了解到 ,由于自给率相对较低,虽然中国是硅片的最大出口国,但一直严重依赖外国进口,尤其是 12 英寸产品。

但在两家中国制造商将其新的12英寸硅片产能商业化后,中国硅片供应将在自给自足的道路上加快步伐,帮助国内12英寸晶圆厂确保供应并提高竞争力。 ICVIEWS了解到 ,另一家主要代工厂华虹半导体和IDM的华润微电子和杭州士兰微电子也在加快建设新的晶圆厂以生产12英寸晶圆。

市场研究人员的统计数据显示,到 2026 年,全球将有多达 203 家 12 英寸晶圆厂投入运营。

中国最大的晶圆代工厂商中芯国际正在北京、上海和深圳建设三个 12 英寸晶圆厂,总成本为 1200 亿元人民币。 据了解 ,深圳工厂将于 2021 年 12 月开始试运行,计划于 2022 年底实现量产。

2022年全球晶圆代工产能将每年增长约14%。

根据IC Insights统计,2009年-2019年,全球一共关闭了100座晶圆代工厂,其中8英寸晶圆厂为24座,占比24%,6英寸晶圆厂为42座,占比42%。

目前8英寸晶圆生产设备主要来自二手市场,价格昂贵且数量少,如蚀刻机、光刻机、测量设备,设备的稀缺同样钳制着8英寸晶圆产能的释放。8英寸晶圆通常对应90nm以上制程,在这些制程下生产的功率器件、CIS、PMIC、RF、指纹芯片以及NOR Flash等产品产能被明显限制。随着制程的不断缩小,芯片制造工艺对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度也在不断降低。由于硅片边缘部分存在不平整和大量缺陷,在使用晶圆制造器件时,实际可以利用的是中间部分,由于边缘芯片减少,使用12英寸晶圆的产品成品率将上升。

由于扩大8英寸产能不划算且增速远低于整体行业平均水平,因此8英寸产能将增长约每年 6%,而 12 英寸产能每年将增长 18%。2022年大部分晶圆代工厂将聚焦12英寸晶圆产能,扩产的主要动力来自台积电、联电、中芯国际、华虹集团的华虹宏力、新芯。根据 SUMCO 发布的全球 12 英寸晶圆需求预测数据,2021 年全球 12 英寸晶圆需求将达到每年720 万片,到 2025 年将达每月 910 万片。

中国12英寸硅片厂建设的如火如荼反映了国产半导体制造的发展情况。根据彭博汇编的数据,过去四个季度全球增长最快的 20 家芯片行业公司中,平均有 19 家来自中国大陆。相比之下,去年同期只有八家公司。

一份新报告称,今年第一季度,三家中国大陆芯片制造商在全球晶圆代工收入中的占比首次超过 10%。

其中,中国半导体制造国际公司在 1-3 月季度全球晶圆代工收入前 10 名中排名第五,市场份额为 5.6%。总部位于上海的另一家中国主要半导体制造商华虹集团以 3.2% 的市场份额排名第六。位于安徽省合肥市的晶合半导体排名第九,市场份额为 1.4%。


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