芯片制造主要分為硅片制備、芯片制造、芯片測試與挑選、裝配與封裝、終測五大環節,硅片制備是第一個環節,硅片質量對于后續芯片制造來說至關重要。硅片制備的第一個環節是用硅礦石制備純度的半導體級硅(純度達99.9999999%),然后再經過晶體生長、整型、切片、磨片倒角、刻蝕、拋光、清洗、包裝等多個環節生產出符合晶圓廠性能需求的硅片。
未來硅片的發展趨勢是向著300mm及400mm尺寸發展。大尺寸是硅片發展的主要方向,由于規模經濟效益,如果采用300mm硅片每塊芯片成本比200mm硅片要、下降30%左右。另外由于更新設備投資巨大,升級300mm硅片的主要方式是新建硅片廠而不是升級改造設備,因此帶來了硅片廠巨大的設備投資需求。
目前全球半導體行業高度景氣,費城半導體指數和臺灣半導體指數屢創新高。國內半導體投資在國家大基金加持下風起云涌,據SEMI預計未來全球62座晶圓廠中有26座將落戶中國。 硅片行業供不應求。需求方面,據SUMCO預測,到2020年300mm硅片需求量將超過750萬片/月,200mm硅片將持續處于供不應求狀態。供給方面,硅片供給寡頭壟斷嚴重,前二大廠商(信越+SUMCO)市占率接近60%,前五大廠商市占率接近91%。眾多寡頭目前主要采取提價策略,硅片供給缺口持續且擴產計劃緩慢,目前僅有SUMCO公布了11萬片/月的300mm擴產計劃。借此機遇國內硅片廠開始大規模擴產,目前國內主要企業已經公布了的硅片廠投產投資計劃達586億元左右,設備投資約為498億元。
目前國內主要涉足的硅片設備包括拉晶爐、切割、磨削、CMP拋光等設備。拉晶爐國內技術進步快速,目前晶能和晶盛300mm拉晶爐技術已基本成熟,未來有望憑借價格和服務等優勢實現進口替代。CMP拋光機需求量大,目前AMAT和EBARA兩家公司合計市占率超80%,晶盛目前計劃與美國Revasum公司合作生產CMP拋光機,2018年有望投產。切割和磨削設備技術難度較低,國內設備機會較大,其中金剛線切割工藝已成為主流,耗材需求量大。外延爐設備AMAT公司一家獨大,市占率達90%,國內企業北方華創有所涉及。
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