成本优势+特种工艺， 8寸晶圆厂竞争优势显著.doc

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1、成本优势+特种工艺，8寸晶圆厂竞争优势显著“　　为了让大家对八英寸晶圆代工现状和背后原因有一个深入了解，本文对其进行了一个深度的分析总结。　　成本优势+特种工艺，8寸晶圆厂竞争优势显著　　在摩尔定律驱动下，硅片尺寸从6寸—8寸—12寸的路径变化，而硅单晶圆片越大，同一圆片上生产的集成电路就越多，这样既可降低成本，又能提高成品率，但材料技术和生产技术要求会更高。在摩尔定律的推动下，集成电路的集成度不断增加，即一个硅片上所集成的元器件的数目增多。而集成度提高的三个主要技术因素是：器件尺寸缩小、芯片面积增加及芯片集成效率提高。一方面，硅片边缘部分由于不平整和存在大量缺陷，因此在硅片上制造器件时，实际

2、可利用的是大圆片中间的部分，当单个器件芯片面积增大的时候，硅片上成品率下降，所以要增大硅片面积。另一方面，晶圆越大，同一圆片上可生产同规格的IC就越多，可有效降低IC成本，利润空间也就越大。　　　　晶圆尺寸发展历史　　目前以8英寸和12英寸的硅片生产为主。其中8英寸硅片主要应用于特色技术或差异化技术，产品包括各种电源芯片、摄影/指纹识别等传感器、智能硬件中的MCU与无线通信芯片、智能卡等，涵盖消费类电子、通信、计算、工业、汽车等领域。而12英寸硅片主要用于制造CPU、逻辑IC、存储器等高性能芯片，多用于PC、平板、手机等领域。随着时间的推移，硅片的尺寸不断增长。　　　　不同尺寸硅片份额变化　　

3、相比于12寸晶圆产线而言，8寸晶圆制造厂：1）拥有特种晶圆工艺；2）完全或大部分折旧的固定资产的固定成本较低；3）光罩及设计服务的相应成本较低；4）达到成本效益生产量要求较低，等方面的优势，因此8寸晶圆和12寸晶圆能够实现优势互补、长期共存。　　8寸晶圆重要竞争力在于已形成了成熟的特种晶圆工艺，比如特种工艺技术能够令尺寸较小的晶粒包含较多的模拟内容或支援其他特殊市场所需的较高电压。特种工艺技术包括高精度模拟CMOS、射频CMOS、嵌入式存储器CMOS、CIS、高压CMOS、BiCMOS及BCDMOS，这些特种技术对晶圆厂的工艺参数有较为严格的容差限制，在成熟的8寸晶圆厂投产成品率较高。常用的D

4、C-DC转换器、马达驱动器、电池充电器中的IC一般都使用8寸晶圆生产。　　　　主流应用IC使用技术节点　　大部分8寸晶圆厂设备已折旧完毕，固定成本较低。8寸晶圆厂的产能在上世纪90年代末期开始提升，大部分晶圆厂现已完全折旧完毕，因此8寸晶圆厂的产品在经营成本上极具竞争力。虽然当前设备供应商不再制造8寸晶圆厂所用的新设备，但是他们通常会与8寸晶圆厂紧密合作，以具有成本效益的方式使设备寿命再延长10~15年。　　　　1998~2017年意法半导体折旧及资本支出情况　　8寸晶圆具有达到成本效益生产量要求较低的优势。12寸晶圆产线先进的洁净室和设备可以确保高产量、更紧密、更小的几何尺寸设计和更高的收益

5、，同时也只容许极有限的误差，因此尽管该市场高速增长，但需要每年投入50~100亿美金才可兼具研发和在市场上的有效竞争力。以90nm、130nm及以上工艺技术节点为主的8寸晶圆厂所需的资本支出较小，因此即使在小批量生产时分摊固定成本也较低。　　　　1998~2017年英飞凌折旧及资本支出情况　　光罩及设计服务的相应成本较低：制程的金属层数随着工艺的演进不断上升，在130nm时典型的制程有六层金属，而到5nm节点时预期至少会有14层金属，即先进技术节点下晶圆成本较高。另外先进的技术节点需要引进新的技术，相应会增加掩膜版成本，以台积电为例，130nm技术节点约需要30层掩膜版，而到28nm以下的技术

6、节点需要至少50层掩膜版。　　　　不同技术节点所需掩膜版层数　　晶圆代工大尺寸趋势下，8寸厂是中坚力量　　1990年IBM联合西门子建立第一个8寸晶圆厂之后，8寸晶圆厂迅速增加，1995年即达到70座，在2007年达到顶峰——200座，随后8寸晶圆厂数目逐渐减少，从2008年到2016年，37座8寸晶圆厂关闭，同时有15座晶圆厂从8寸切换至12寸，到2016年全球8寸晶圆厂减少至180座左右。　　　　全球8寸晶圆厂产能合计及晶圆厂数目　　从SEMI的数据可以看出，全球8寸晶圆厂产能以极低速度增长，2015~2017年仅增长约7%。　　　　2018~2016年从8寸切换至12寸的晶圆厂分类　　部

7、分6寸产线关闭使得产品转单至8寸产线。从晶圆厂数目来看，2010~2016年约有25座6寸晶圆厂关闭，相应6寸晶圆产能减少约453kwpm（wpm：片每月waferspermonth）（换算为8寸），而6寸线产能减少之后，原产线的产品（如分立器件、功率器件、MEMS、模拟芯片）将会切换至8寸晶圆产线。　　　　全球晶圆产能按尺寸分布　　根据SEMI和ICinsight的数据，2017年全球晶圆产能为