盤點｜晶圓代工企業及未來發展

2020-08-31

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近日，晶片問題引起全國關注，晶圓作為晶片製造中的重要角色，需求和企業也呈現變動。

英特爾的「急剎車」，矽晶圓的需求大爆發，從長期和短期來看，晶圓的重要性與必要性不言而喻。

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晶圓是什麼？

晶圓（wafer），是晶片製造的基礎。

如果說晶片製造是建房子，那麼晶圓就是房子的基板。

在固體材料中，有一種特殊的晶體結構──單晶（Monocrystalline）。

它具有原子一個接著一個緊密排列在一起的特性，可以形成一個平整的原子表層。

因此，採用單晶做成晶圓，便可以滿足以上的需求。

製作晶圓，有兩個步驟：純化和拉晶。

純化分兩步走，分別是：冶金級純化和西門子製程純化。

冶金級純化：這一過程主要是加入碳，以氧化還原的方式，將氧化矽轉換成98% 以上純度的矽。

西門子製程純化：由於98% 的純度對於晶片製造來說仍然不夠。

因此，接著採用西門子製程（Siemens process）作純化，如此，將獲得半導體製程所需的高純度多晶矽。

圖矽柱製造流程

拉晶：晶圓之所以是圓的，與其製作工藝相關。

將純化後所得的高純度多晶矽融化，形成液態的矽並放入一個坩堝中，然後以單晶的矽種和液體表面接觸，一邊旋轉一邊緩慢的向上拉起，熔融的矽會沿著子晶向長成一個圓柱體的矽錠，頗有些似「陶藝製作」。

圖單晶矽柱

晶圓產業化發展

據海外諮詢機構IC Insights最新研究報告指出，2017年全球八大晶圓廠商銷售額合計551.03億美元，同比增長9%，較2016年15%的增速有所放緩。

這8家廠商2017年的市場份額達到88%，與2016年持平。

具體而言，台積電2017年實現銷售額321.63億美元，同比增長9%，與第二位的美國廠商環球晶圓拉開261億美元的差距。

具體而言，全球前八大晶圓廠商分別是：台積電、環球晶圓、聯華電子、三星、中芯國際、力晶科技、華虹集團、Towerjazz。

晶圓是半導體產業中的重要一環，半導體產業分為IDM模式和垂直分工模式。

IDM模式為從設計、製造、封裝測試以及銷售全包，垂直分工模式則是隨著1987 年台灣積體電路公司（TSMC）成立而形成。

目前，晶圓代工企業中，以台積電為首，美韓企業為主，中國大陸也有一些代表性晶圓代工企業如中芯國際、華虹宏利等。

表全球晶圓代工企業

（按地區分布排列

未來發展

大陸半導體產業發展崛起，將成為半導體第三次遷移地。

半導體產業起源於美國，已發生兩次遷移。

第一次半導體遷移在1970-1998大型計算機時代，存儲器製造環節從美國向日本轉移。

第二次發生在PC時代，韓國憑藉勞動力優勢，主導存儲器市場。

與此同時，台灣首創垂直分工模式，逐漸形成IC設計、晶圓代工、封測聯動的產業集群。

產業遷移將為大陸晶圓代工廠商帶來機遇。

根據國際半導體設備與材料產業協會發布的全球晶圓廠預測報告，全球目前處於規劃或建廠階段的，預計將於2017-2020年間投產的有62座半導體晶圓廠，在這62座晶圓廠中，以量產晶圓廠占大多數，只有7座為研發廠或試產廠，其中26座設於大陸，占全球總數的42%。

可以看出，大陸未來晶圓產能將不斷增加，發展潛力大。

同時，台積電、三星、英特爾三足鼎立，而英特爾在延遲10 nm製程之後，晶圓代工業務又急剎車。

這將牽動局勢轉變，大陸企業中靠前的中芯國際、華虹半導體需要抓住機遇，增強實力，力爭上遊。

隨著國家越來越重視晶片製造業，對該領域的政策扶持也會加大，國內廠商應藉此機會，研發工藝、技術，吸納人才，增強在晶圓業務板塊的實力。

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2020-08-31

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