技术持续发展背景下,晶圆制程持续发展,截止2022年7月底三星已宣布量产3nm工艺,国内晶圆产业起步较晚,受限于设备及材料等相关因素影响叠加技术封锁,我国晶圆代工目前仍仅可量产14nm制程晶圆,相较国际先进水平相差较大。
我国晶圆代工行业市场发展如何?晶圆代工作为半导体中游制造领域,整体需求受半导体整体产业景气度影响较大,随着全球和中国消费电子和汽车电子市场规模稳步扩张,整体晶圆代工产能持续扩张。半导体市场研究公司IC Insights预测显示,全球总代工的市场规模增幅在2022年将超过20%,这也是连续第三年迎来超过20%的增长,而中国大陆纯晶圆代工厂的市场份额将在2026年达到8.8%。
台积电作为全球最大晶圆代工厂,占据全球8成以上先进制程市场份额,特色工艺由于同等节点开发时间较早,技术领先叠加工艺库全,配合开发周期短,工艺稳定性相对更高,2021年占据全球50%以上市场份额,三星虽然同样具备生产尖端制程的能力,且整体芯片产量超过台积电,但受限于技术成熟度和良率等整体先进制程产量较少,占据全球第二市场份额。国内龙头中芯国际技术水平仅达到14nm制程,技术仍有较大追赶空间。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国晶圆代工行业市场发展前景预测与投资战略规划研究报告》显示:
晶圆代工是一个营收高度集中的行业,排名前十的从业者占据了98.4%的市场份额,如果进一步缩小到前五名,也占据了将近9成的比例。作为一个资本密集、技术密集、以及与客户高度互动的产业,各方面的要求都非常高,仅仅依靠一两个项目上做得稍微好一些,也很难在这个市场占稳脚跟。
晶圆加工属于晶圆制造领域,按照厂商类型可分为IDM和Foundry模式,IDM属于重资产模式,为IC设计—IC制造—IC封测一体化垂直整合,主要企业为三星等,Foundry模式厂商相较IDM仅具备IC制造和封测能力,剥离了设计业务。就作用而言,晶圆专业代工厂商降低了IC产业的进入门槛,激发了上游IC设计厂商的爆发,以及产品设计和应用的创新,继而加速了IC产品的开发应用周期,拓展了下游IC产品应用。
对单晶裸片进行初步加工得到晶圆,接下来将光罩上的电路图刻蚀到晶圆上,主要工序皆由晶圆代工厂完成。主要包括扩散、薄膜生长、光刻、刻蚀、离子注入、抛光等工序,对应设备主要有扩散炉、氧化炉、CVD/PVD设备、清洗设备、光刻机、刻蚀系统、离子注入机、抛光机等。作为半导体生产流程的直接生产,晶圆加工步骤众多,设备要求极高,虽然国内具备完整生产能力,受限于高端设备和技术封锁,高端产品仍未突破,其中光刻、离子注入和抛光(抛光垫)等工艺设备国内尚未突破。
晶圆生产成本投资额中,晶圆设备通常占比总晶圆项目投资额8成左右,以国内最大的代工厂中芯国际为例,其12英寸芯片SN1项目的总投资额中生产设备购置及安装费占比80.9%。从台积电单片晶圆成本来看,主要成本是折旧费用,占比近5成,除此之外专利费用也是较大成本占比。总体来看,晶圆生产中设备及技术专利等占据主要成本。除开高昂的设备成本外,晶圆材料作为晶圆代工生产基本组成,晶圆代工技术迭代离不开晶圆制造材料的发展与更新。目前晶圆制造材料众多,包括硅片、光掩膜版、光刻胶及附属产品、电子特种气体、湿法电子化学品、CMP抛光材料等。硅片作为晶圆基本载体市场份额占比最高,达37%。
技术持续发展背景下,晶圆制程持续发展,截止2022年7月底三星已宣布量产3nm工艺,国内晶圆产业起步较晚,受限于设备及材料等相关因素影响叠加技术封锁,我国晶圆代工目前仍仅可量产14nm制程晶圆,相较国际先进水平相差较大。
2021年第四季度前十大晶圆代工厂商产值合计达295.5亿美元,连续10个季度创新高。预计,全球晶圆产能今年将增长8%,2023年将增长6%。2022年全球前端晶圆厂设备支出预计将比去年同期增长18%,达到1070亿美元,首次超过1000亿美元大关。其中,晶圆代工厂的产线和产能增加是设备支出的主要来源。
业界人士认为,晶圆代工市场未来可能会出现合纵连横的运作模式,三星或英特尔会找排名第三的联华电子(UMC)合作,让后者分担成熟制程工艺的产能,自己则集中火力攻占先进工艺。目前三星已经是联华电子前五大客户,很快还会变成前三大客户。
我国晶圆代工行业市场发展如何?更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国晶圆代工行业市场发展前景预测与投资战略规划研究报告》。
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2022-2027年中国晶圆代工行业市场发展前景预测与投资战略规划研究报告
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