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硅晶圆市场即将复苏,国产替代迎来重要进展
2024-03-11 来源:贤集网
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关键词: 硅晶圆 半导体 人工智能

2月27日,硅晶圆厂环球晶公布2023年财报,全年合并营收达706.5亿新台币,同比增长0.5%;营业毛利264.4亿元新台币,同比下降12.9%;营业毛利率为37.4%;净利润200.6亿元新台币,同比下降19.7%。

环球晶表示,2023年半导体产业虽受总体经济与消费电子产品需求放缓,库存压力增加,但环球晶受惠于长期合约比例高,FZ晶圆(区熔晶圆)、化合物半导体晶圆产能利用率维持高位,2023年度营收得以实现逆风增长。



展望2024年,环球晶指出,随着终端市场库存逐渐去化,AI功能逐步导入个人电脑、平板电脑和智能手机,有望推动一波换机潮。同时,AI生态系统仰赖周遭设备与半导体元件支持,带动边缘计算、高效能计算(HPC)等需求,催动低能耗相关元件(SiC, ULLD, IGBT…)发展,更多创新应用推出如5G、电动化、智能座舱、自动驾驶等,亦为助力半导体市场成长,而各国能源转型与净零碳排相关政策也为化合物半导体发展奠定长期发展基础。

环球晶预计2024年市场有望逐步复苏,由存储器领衔释放信号,只是景气回温速度与幅度需视不同终端应用及总体经济不确定因素而定,如运输成本上涨、降息幅度、汇率变动等。鉴于客户会优先消耗手上库存,环球晶预期下半年表现将比上半年更加健康。


全球硅晶圆市场预测

全球硅晶圆市场正在经历一场前所未有的繁荣。据Allied Market Research的最新报告显示,预计到2032年,全球硅晶圆市场规模将达到259亿美元,复合年增长率为5.42%。这一增长的主要驱动力是消费电子产品需求的增长、汽车行业对半导体的需求以及5G技术的推广。

然而,市场的繁荣并非没有挑战。高昂的生产成本和原材料价格的波动,无疑给硅晶圆市场的发展带来了一定的压力。但是,技术进步、成本效率和制造能力的提升,使得硅晶圆市场在面对挑战的同时,也拥有了应对之策。

特别是100毫米至300毫米的晶圆市场,预计将在整个预测期内保持领先地位。这是因为这种尺寸的晶圆生产的芯片越多,每个芯片的成本就越低,这对于半导体行业来说尤为重要,因为生产成本会极大地影响电子设备的总体成本。

此外,N型细分市场在2022年已经占有超过一半的市场份额,预计在未来几年将继续保持其领先地位。而P型硅片由于其在物联网设备、传感器和可穿戴电子设备中的应用,预计其复合年增长率将达到6.02%。

这些数据表明,尽管硅晶圆市场面临着一些挑战,但其发展潜力巨大,市场前景广阔。随着科技的不断进步和市场需求的不断增长,我们有理由相信,硅晶圆市场的未来将会更加光明。



国产硅晶圆产能不足

目前的芯片中,95%以上都是硅基芯片,而硅基芯片都是由硅晶圆制造的,所以硅晶圆是芯片中,最重要的材料之一,也是处于半导体产业链的上游。

而中国大陆半导体起步相对于美国、中国台湾、日本、韩国要晚一些,所以在硅晶圆上,也落后一些,所以硅晶圆一直靠进口。

目前,12吋硅晶圆的市场仍大多被韩国、日本、德国、法国等国家和中国台湾地区占据。而中国大陆的硅晶圆厂商则以8吋硅晶圆的生产为主。

从2018年到2022年,前6大厂商占领的市场份额合计高达95%,这个比例其它没有太多波动,其余厂商仅占5%左右,而中国厂商的份额,明显就不足5%了。这6家厂商中,日本两家企业——信越和胜高,拥有硅晶圆市场50%+的份额,占据半壁江山。

而国内有三家制造硅晶圆的上市企业,分别是沪硅产业、TCL中环(中环领先)与立昂微(金瑞泓),不过与上面这6家巨头相比, 还差的有点远。

目前,中国在努力的发展半导体产业,截至2021年,中国大陆共有73座晶圆代工厂,其月产能为350万片(等效成8吋硅晶圆)。SEMI预测,中国大陆晶圆产能将于2026年达到25%的占有率,位居全球第一位。


国产薄膜铌酸锂晶圆成功下线

芯片工艺越先进,硅晶圆尺寸越大,因为这样浪费少,成本低。但硅晶圆尺寸越大,难度就越大,技术要求就越高。不过,虽然普通的硅基晶圆已经发展到了12寸,但一些特殊材料的晶圆,目前很多还在4寸、6寸、8寸的阶段。



比如薄膜铌酸锂晶圆,目前半导体材料强国日本,以及美国,其实现的技术水平,也就处于6寸的水平。

薄膜铌酸锂晶圆是什么晶圆?它其实是光电芯片的材料之一,集成光电收发功能,在滤波器、光通讯、量子通信、航空航天等领域,有重要作用。

但铌酸锂材料脆性大,大尺寸制备非常困难,所以日本、美国才只有6寸水平,行业内一直在研究8寸晶圆的制备水平,看谁领先。

而近日,全球首片8寸硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆在湖北下线,说明中国在这项技术上更领先了。此项成果使用8寸SOI硅光晶圆键合8寸铌酸锂晶圆,为目前全球硅基化合物光电集成最先进技术,按照说法,接下来会很快实现产业商用。

最近几年来,随着5G、大数据、AI等的发展,光电芯片得到了极大的关注,而铌酸锂因为其材料特性被认为是最理想的光子集成材料。

所以这次中国全球量产8寸铌酸锂晶圆,也意味着接下来,中国有望基于薄膜铌酸锂的大规模光电集成技术,引领行业变革。在光量子计算、大数据中心、人工智能及光传感激光雷达等领域彰显其应用价值。