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窺探硅片市場現(xiàn)狀:國產(chǎn)大硅片的發(fā)展機遇究竟在哪?

2021-09-17
來源: 電子工程專輯
關鍵詞: 大硅片 集成電路

 “目前第三代半導體很熱,但遠沒有硅片占的比重大,這是集成電路中占比最大的材料占到了35-38%之間,而且90%以上的芯片和傳感器是基于半導體單晶硅片制成,它支撐整個半導體產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)品市場發(fā)展與革新。”2021年9月15日,由臨港集團主辦、ASPENCORE承辦的第二屆中國(上海)自貿區(qū)臨港新片區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上,上海新昇半導體科技有限公司董事長李煒在題為《從臨港出發(fā)——中國大硅片發(fā)展現(xiàn)狀》演講中強調道?!肮杌牧鲜请娮有畔a(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的基礎,半導體硅片供應的自主可控事關國家安全?!?br/>

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  上海新昇半導體科技有限公司董事長李煒

  全球硅片市場預覽

  在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈中,硅片處于最上游,貫通整個芯片制造的前道和后道工藝,沒有硅片半導體行業(yè)將為無水之源硅片的產(chǎn)量和質量直接制約整個半導體產(chǎn)業(yè)及更下游的通信、汽車、計算機等眾多行業(yè)的發(fā)展。李煒在會上把硅片比作半導體行業(yè)的糧食。從全球硅片尺寸更新迭代的趨勢上來講,自2008年的金融危機之后,300毫米硅片已經(jīng)占據(jù)了主流,而對應工藝制程從0.13μm開始一直到現(xiàn)在最先進的3nm,2nm都是可以的。

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  半導體硅片的更新迭代與大尺寸升級

  2020年以來,大數(shù)據(jù)/新能源/自動化/人工智能等趨勢開啟了新一代電子產(chǎn)品更新,支撐硅片需求爆發(fā)式增長。近來市場出現(xiàn)的汽車缺芯潮,蔓延至家電市場。硅片需求量受益于半導體產(chǎn)品的技術革新和終端電子消費品類增加。全球硅片市場進入新一輪的增長。

  全球300mm硅片2020年出貨量約600萬片/月,200mm硅片出貨量雖然排名第二,但份額遠遠落后于300mm硅片。盡管由于新冠疫情,全球半導體晶圓市場在2019年略有下降,但在2020年又重拾增長。2021年第一季度需求強勁,預計21財年將創(chuàng)下全球硅片市場的新出貨量記錄。

  300mm硅片需求增長勢頭強勁,供不應求

  受5G手機換機潮和數(shù)據(jù)流量爆發(fā)等因素影響,存儲芯片成300mm硅片需求增長重要推力之一;此外,電子設備中 CPU、GPU 等高端邏輯芯片大多依賴于300mm晶圓制造。在終端市場持續(xù)向好背景下,300mm硅片需求持續(xù)增加。

  目前全球300mm硅片產(chǎn)能利用率保持在高位,根據(jù)SUMCO預測,2023 年產(chǎn)能利用率超過 100%。300mm硅片供不應求的情況或將持續(xù)。

  200mm硅片再次迎來黃金機會

  由于8英寸晶圓制造具有較為成熟的特殊工藝,在新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)等領域具有獨特優(yōu)勢。在產(chǎn)業(yè)鏈終端需求不斷上升的趨勢下,8英寸晶圓廠擴產(chǎn)將致使8英寸硅片需求增加。

  雖然硅片是半導體制造的基本原材料,但由于硅片具有較高技術壁壘,所以導致硅片市場集中度較高。目前全球半導體硅片市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局,全球五大硅片供應商日本信越、日本勝高、臺灣環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)及韓國SK Siltron中沒有一家是中國大陸的,這五大家沒有一家在中國設立合資企業(yè)。但是,這一現(xiàn)象現(xiàn)已被中國本土供應商(如上海硅產(chǎn)業(yè)集團,約占2.2%)打破了。國產(chǎn)大硅片迎來了重要發(fā)展機遇。

  國內大硅片市場現(xiàn)狀

  國內硅片市場現(xiàn)狀究竟是怎樣的呢?

  “從國際版圖來講,上海硅產(chǎn)業(yè)集團做八英寸硅片跟國際上最早的8英寸差了26年,12英寸方面稍微好一點,但也有16年的差距,所以這個行業(yè)總體是一個補課的行業(yè)。中國半導體市場是第三次專業(yè),從美國到日本,日本到韓國臺灣,現(xiàn)在往中國大陸轉,這是第三次行業(yè)轉移。而且我深刻認為第三次行業(yè)轉移之后不會轉到外國去了,中國大陸是一個足夠大的市場。”李煒董事長談道。另外,他指出,“現(xiàn)在300mm硅片制造廠不需要新的團隊了,老的團隊,老的廠不斷在建。”

  國內大硅片市場曾一度獲得狂熱投資,在國內地方政府和投資機構積極地參與硅片投資計劃,在這輪狂熱投資后,很多硅片廠最后都沒真正落地,從而進入冷靜期。

  李煒將國內大硅片市場現(xiàn)狀總結如下:

  .國內12英寸/8英寸發(fā)展呈現(xiàn)小而散的特點,缺乏國際競爭力。

  .雖然12英寸供給端硅片廠商數(shù)量增加,目前,12英寸大硅片只有上海新昇實現(xiàn)了正片的規(guī)?;?,其他廠家測試片開始送樣、認證、及銷售,正片還未通過下游廠商及終端客戶雙重認證,仍需要較長的路。

  .8英寸目前市場供不應求,國內廠商主要以功率半導體為主,市場競爭激烈

  國產(chǎn)大硅片發(fā)展機遇

  借助于國家政策東風,國家“02專項”3大關鍵任務之一,重點推進大硅片進展;2014年9月國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金成立;2015年上海市政府兩次召開專題會議,決定發(fā)起設立硅產(chǎn)業(yè)集團,于是這些都成了硅產(chǎn)業(yè)集團成立的產(chǎn)業(yè)背景。

  2001年創(chuàng)立了新奧科技。2014年上海市政府決定在臨港設立上海新昇,這個完全按照國家要求建設的,在這基礎上設立了產(chǎn)業(yè)集團,使產(chǎn)業(yè)和資本能夠融合,這個基礎上收購整合了(公司名稱)以及參股的一家法國公司,2020年在科創(chuàng)板上市。所以硅產(chǎn)業(yè)集團現(xiàn)在是一個橫跨歐亞兩洲跨國硅片企業(yè),主要的產(chǎn)能還是在上海,我們現(xiàn)在是中國大陸規(guī)模最大,技術最先進的半導體企業(yè)。

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  硅產(chǎn)業(yè)集團發(fā)展大事記

  扎根臨港,目前上海新昇成為唯一大量供貨正片的300mm國產(chǎn)大硅片廠。自2014年在臨港創(chuàng)建新昇開始,2015年開工建設,2016年出了第一根晶棒,2016年在華虹第一片銷售。2018年開始通過認證,2019年是我們非常豐收的一年,我們基本上在中興國際和華虹通過了全普列幾乎10個以上認證。我們在2019年累計出貨100萬片,到今年6月份累積出貨300萬片,今天已經(jīng)銷售了差不多340萬片。

  “可是為什么做一個硅片,很多新廠都因此夭折了呢?”李煒談到,“300mm大硅片核心技術是一個挑戰(zhàn)極限的過程!”進而,他繼續(xù)談到,首先要做400多公斤的晶體,如果你做14納米節(jié)點硅片的話,要控制19納米顆粒,這個顆粒也就一角錢那么大,整個硅片上控制幾個顆粒非常難的一件事,另外平整度要求很高,金屬雜質要求非常高,這個過程來講總的來講就是挑戰(zhàn)人類工藝極限的一個過程。

  在大會上,李煒還宣布了新昇立足臨港新片區(qū)的三步走發(fā)展戰(zhàn)略:

  第一步戰(zhàn)略目標:已建成25萬片/月產(chǎn)能,2021-2022年,產(chǎn)能規(guī)模將達30萬片/月,覆蓋28nm及以上工藝節(jié)點,兼顧20-14nm工藝節(jié)點;

  第二步戰(zhàn)略目標:2023開始會逐步擴向60萬片/月,擬新增的30萬片/月達到產(chǎn)能,將以20-14nm工藝節(jié)點為主,兼顧10nm及以下工藝節(jié)點,大幅度縮小與國際五大家的規(guī)模差距,進一步擴大國內和國際市場份額;

  第三步戰(zhàn)略目標:建設世界級的半導體硅片產(chǎn)業(yè)基地,實現(xiàn)每月100萬片產(chǎn)能目標。

  在新傲科技成功解決了我國SOI材料的供應問題,硅產(chǎn)業(yè)集團集團內部大力協(xié)同,共同開發(fā)300mm SOI技術,解決了NPS頂層硅和高阻襯底禁運問題,確保300mm SOI襯底供應,真正實現(xiàn)自主可控!另外,硅產(chǎn)業(yè)集團收購Okmetic以來,Okmetic業(yè)績大幅增長,已成為硅產(chǎn)業(yè)集團上市公司的利潤壓艙石Okmetic已先后完成三個擴產(chǎn)項目,進一步夯實業(yè)務能力,強化其在MEMS用高端拋光片和SOI硅片的市場優(yōu)勢。

 


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