AI 芯天下 八寸晶圆的前世今生

  最近两年，产能吃紧和涨价慢慢的变成了了业的永恒话题。而在前些年，还被很多人看不上眼，觉得营收能力有限的8英寸晶圆代工产线，最近一年一跃成为了香饽饽，产能供不应求，营收能力大涨，重新再回到了行业视野的中心点。

  就在近日，8英寸晶圆代工产业龙头世界先进和联电同时爆出产能全满的消息。世界先进三座8英寸厂产能全满，还传出其8英寸晶圆代工平均售价（ASP）将上涨5%~10%，并开始筛选订单，优先生产高毛利产品。

  联电也宣布，8英寸厂产能全满，将调涨价格并顺势扩产。由于产能明显不足，该公司在大陆的和舰厂也将扩产15%，据悉，这是该厂近年最大的单一扩产动作。

  市场如此火爆，8英寸晶圆为何能产生这么大的诱惑力呢？我们来说一说它的发展史。

  大家都知道设计师设计完房子后，就需要将电路设计图交由建筑工人将房子盖出来。盖房子需要地基，制作晶片也要，安置所有电子元件的基板就是「晶圆」(Wafer)。

  晶圆(Wafer)上面的晶格可供电晶体置入。大家常听到的8吋、12吋晶圆厂，代表的就是硅晶柱切成薄片后的晶圆直径，而整块晶圆可以再被切成一片片的裸晶 (Die)；裸晶经过封装后，才被称为晶片 (Chip)、或称 IC。

  晶圆的尺寸，可以决定后续裁切制作出来的晶片有多少数量。如直径8吋的晶圆片使用2.0微米的制程，可以切出588颗64M的DRAM (记忆体)；至于12吋的晶圆，可以切出的成品又更多。

  目前市场上以8英寸和12英寸的硅片生产为主。其中8英寸硅片主要使用在于特色技术或差异化技术， 产品有各种电源、摄影/指纹识别等传感器、智能硬件中的MCU与无线通信芯片、智能卡等， 涵盖消费类电子、通信、计算、工业、汽车等领域。而12英寸硅片大多数都用在制造CPU、 逻辑IC、 存储器等高性能芯片， 多用于PC、 平板、手机等领域。 跟着时间的推移，硅片的尺寸不断增长。

  当前，市场对功率器件的需求相当强劲，而这也给了8英寸晶圆更多的商业机遇。

  汽车和工业应用是功率器件增长的主要驱动力。据Gartner统计，在全球半导体市场中，工业应用和汽车电子的增速最快，而工业应用和汽车电子的应用增量大多数来源于于功率半导体。

  放眼全球，硅片供应商主要有日本信越、Sumco、中国台湾的环球晶圆、德国Silitronic和韩国SK Siltron等，前5大厂商市场占有率超过90%。此外，台湾地区的合晶科技、 Ferrotec也是8英寸硅片的重要供应商。据统计，2017年全球8英寸硅片产能约为5.4Mwpm。

  但是由于多数8寸晶圆厂建厂时间较早，运行时间长达十年以上， 8寸晶圆厂的部分设备太老旧或者难以修复，同时由于当前12寸晶圆厂资本支出规模巨大，部分厂商停止了8寸晶圆的生产销售， 8寸晶圆产线设备大多数来源于二手市场，多来自从8寸向12寸升级的内存厂商，如三星和海力士，目前旧设备市场资源逐渐枯竭，因此2014年后8寸晶圆设备较为紧缺，其中蚀刻机、光刻机、测量设备最难获得。

  从目前情况去看，虽然自2017年以来8英寸硅片价格上着的幅度超过10%， 但是从长周期来看，当前8英寸硅片价格仍处于历史低位，从2007年至今，8英寸硅片价格下降约40%，大部分硅片生产厂的8英寸产品已亏损多年，因此，即使8英寸硅片价格持续上涨，硅片巨头的扩产意愿也并不强烈。

  可见，在产业源头——硅片产能迟迟跟不上去，是导致全行业缺货的根源。不过，从另一层面来看，这种火热的市场行情显示出半导体业积极和具有活力的一面，能引起更多的关注，增加信心，可操作的空间也会更大。这些对于中国半导体产业来说不无裨益。