晶圆制造行业现状分析与发展趋势可行性研究报告(可研报告)

　　 第一节 晶圆的定义   　　 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999%。（可行性 研究 报告）     　　 第二节 晶圆制造工艺   　　 晶圆制造厂再把许多晶硅融解，再于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。   　　 有热氧化法生成SiO2缓冲层，用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术：干法氧化Si(固)+O2àSiO2(固)和湿法氧化Si(固)+2H2OàSiO2(固)+2H2。干法氧化通常用来形成，栅极二氧化硅膜，要求薄，界面能级和固定电荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于湿法。湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。当SiO2膜较薄时，膜厚与时间成正比。SiO2膜变厚时，膜厚与时间的平方根成正比。因而，要形成较厚SiO2膜，需要较长的氧化时间。SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。   　　 此方法生产性高，梯状敷层性佳(不管多凹凸不平，深孔中的表面亦产生反应，及气体可到达表面而附着薄膜)等，故用途极广。膜生成原理，例如由挥发性金属卤化物(MX)及金属有机化合物(MR)等在高温中气相化学反应(热分解，氢还原、氧化、替换反应等)在基板上形成氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、高熔点金属、金属、半导体等薄膜方法。因只在高温下反应故用途被限制，但由于其可用领域中，则可得致密高纯度物质膜，且附着强度极强，若用心控制，则可得安定薄膜即可轻易制得触须(短纤维)等，故其应用范围极广。   　　 第三节 晶圆制造 行业 现状 分析   　　 晶圆制造属于技术及资本密集型 行业 ，其最关键的技术为制造流程的精细化技术，为攻克最先进制程需巨额资本开支及研发投入。 行业 寡头竞争特征愈发明显，2016 年全球前十大纯晶圆代工企业联合市场份额达94.2%。   　　 台湾占据全球晶圆代工市场绝对主导地位。台积电以58.3%的市占率独占鳌头，联电以9.3%的市占率位居第三，力晶科技、世界先进亦跻身前十， 四家市占率合计达71%。   　　 大陆占据全球纯晶圆代工市场10%的份额，市场规模约50 亿美元。中芯国际以5.7%的市占率位居全球第四位，占据大陆代工厂的绝对龙头地位。华虹宏力营收以1.6%的市占率位居全球第八位，华力微电子、华润、武汉新芯及上海先进等中小型代工厂跻身前二十。   　　 各晶圆代工厂商市场位势基本由其最先进节点所决定。根据其最先进节点划分为三大阵营，大陆晶圆代工厂仍位于二三线阵营，中芯国际作为大陆先进工艺标杆在二线阵营，华虹、武汉新芯、华润等在三线阵营。台积电垄断地位稳固，技术及规模优势明显，而中芯、华虹等大陆晶圆代工厂战略层面仍处于避免与台积电正面竞争的状态，通过聚焦差异化市场、提供定制化服务以构建自身位势，把握现有制程市场机会。中芯在指纹识别、eNVM、电源管理、MCU 等细分领域具备较为深厚的产品及客户基础。而华虹的核心竞争力则在于智能卡及IGBT、超级结等功率器件。     　　 第四节 晶圆发展趋势   　　 我国晶圆产能主要以外资代工为主，内资代工企业产能相对较少，2016 年底中国晶圆代工设计产能包括 12 寸 210K，8 寸产能 611K，总体合计约为 482K 的 12 寸约当产能。中国本土晶圆代工业者中芯国际、华力微、武汉新芯的 12 寸设计产能合计为 160K，而实际产量是 134K。8寸设计产能合计为 446K，而实际产量是 430K，中国内资代工产能合计约为350K 的 12 寸约当产能。   　　 全球晶圆需求旺盛，投资潮开启，全球 8 英寸、12 英寸晶圆制造产能将快速增长。根据数据和预测，2015 年年底，12 寸晶圆占全球晶圆总产能的 63.1%；预计到 2020 年年底，将进一步增长到 68.4%。对于 8英寸晶圆，在 2015 年年底，仅占晶圆总产能的 28.3%；到 2020 年年底，将减至 25.5%，但只是比例减少，绝对数依然较快增长。从 2015 年到 2020年，6 英寸及以下尺寸晶圆的比例每年都在减少，18 英寸产线由于成本、配套设施等原因，预计在 2020 年前无法实现规模化生产。   　　 目前，国际半导体技术已靠近摩尔定律临界点，技术更新速度降低，国内企业应当把握机遇，充分利用政策等有利环境，实现技术赶超。以 18 英寸晶圆生产为例，由于涉及到整体装备以及产线的全面调整，多年来产业进展依然缓慢，全球产能依然以 12 英寸为主，预计此趋势将延续至 2019 年，18英寸晶圆预计在 2020 年前无法实现量产，故而给予了中国追赶的良机。


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