導讀：半導體硅片又稱硅晶圓片，是制作集成電路的重要材料，通過對硅片進行光刻、離子注入等手段，可以制成集成電路和各種半導體器件。半導體硅片按其直徑劃分，主要可分為6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等，目前市場上主要為直徑12英寸及以下規(guī)格。
 

　　從半導體硅片尺寸結構來看，全球半導體硅片以12寸為主。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年，12英寸硅片已經(jīng)成為市場的主流產(chǎn)品，其占比約為67.2%，8英寸硅片占比在25.5%左右，6英寸及以下硅片占比約7.3%。
 

集成電路性能提升推動半導體硅片向大尺寸方向發(fā)展
 

　　為了與摩爾定律同步，即集成電路上的晶體管數(shù)量每隔18個月提升一倍，相應集成電路性能增強一倍，成本下降一半，芯片制造廠商需要不斷改良技術，提升單個硅片可生產(chǎn)的芯片數(shù)量、降低單個硅片的制造成本。而硅片尺寸越大，單個硅片上可制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片的成本隨之降低。
 

大尺寸硅片質量要求更高
 

　　隨著制程的不斷縮小，芯片制造工藝對硅片缺陷密度與缺陷尺寸的容忍度也在不斷降低。因此在半導體硅片的制造過程中，需要嚴格控制硅片表面微粗糙度、硅單晶缺陷、金屬雜質、晶體原生缺陷、表面顆粒尺寸和數(shù)量等直接影響半導體產(chǎn)品的成品率和性能的技術指標。
 

　　以12英寸半導體硅片為例，其純度需達到11N，以通過國際主流晶圓廠的審核認證;此外，由于12英寸半導體硅片應用于邏輯芯片、存儲芯片等領域，對半導體硅片表面的平整度、光滑度以及潔凈度也提出了較高的要求。
 

先進制程占比提升 預計推動12英寸硅片需求提升
 

　　根據(jù)芯思想研究院發(fā)布的《中國內地晶圓制造線白皮書》，截至2020年第四季度，12英寸生產(chǎn)線投產(chǎn)的26條，合計裝機產(chǎn)能約103萬片，較2019年增長15%，8英寸生產(chǎn)線投產(chǎn)的24條，合計裝機產(chǎn)能約117萬片，較2019年增長17%。6英寸及以下晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約380萬片約當6英寸產(chǎn)能，較2019年增長5%。
 

　　一般來說，300mm芯片制造對應的是90nm及以下的工藝制程，包括常見的90nm、65nm、55nm、45nm、28nm、16/14nm、10/7nm等。與此同時，大量應用如射頻器件、傳感器、功率器件等，考慮到實際技術需求和成本、可靠性等，可以在28nm及以上技術節(jié)點的成熟工藝生產(chǎn)線上制造，無需遵循摩爾定律。因此28nm以上的成熟技術節(jié)點硅片，仍存在大量需求。
 

　　根據(jù)IC Insights預測，2021-2024年，全球芯片制造產(chǎn)能中，10nm以下制程占比大幅提升，由2021年的16%上升至2024年的29.9%;0.18μm至40nm制程占比變化不大，維持在18.5%左右。在摩爾定律下，10nm以下先進制程占比提升，預計推動12英寸硅片需求提升。