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硅晶圆完成8英寸到12英寸的迭代 预计2020年全球硅晶圆厂将达117座

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20 柯素芳 • 2018-09-19 13:16:20  来源:前瞻产业研究院 E10611G0

全球硅晶圆行业完成了从4英寸到12英寸的迭代

硅晶圆又称硅片,是制作集成电路的重要材料,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成集成电路和各种半导体器件。单晶硅圆片按其直径主要分为6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等。

在摩尔定律的驱动下,硅片尺寸呈现从4寸→6寸→8寸→12寸的路径变化,据SEMI的数据,4英寸硅片产生于1986年,6英寸于1992年,8英寸于1997,12英寸于2005年。

业界较为公认的说法,1980年代是4英寸硅片占主流,1990年代是6英寸占主流,2000年代是8英寸占主流,2002年英特尔与IBM首先建成12英寸生产线,到2005年12英寸硅片的市场份额已占20%,2008年其占比上升至30%,2017年继续上升至66.01%,12英寸单晶硅片成为了绝对的主导地位,预计在未来至少25年的时间里,也将继续保持发展的态势。

此外,在摩尔定律的驱动下,随着18寸硅片的生产技术逐渐成熟,市场化进程加速,未来12英寸也将朝着18英寸过渡。

图表1:全球半导体单晶硅片尺寸发展历程

2017年全球运营硅晶圆厂108座 预计2020年将达117座

12英寸硅晶圆主要应用于逻辑芯片和记忆芯片,近年来,随着存储器芯片及CPU/GPU等逻辑芯片市场快速增长,12寸英寸硅晶圆需求激增,并取代8英寸硅晶圆成为市场主流。

因此从全球晶圆厂产能建设情况来看,12寸晶圆厂是目前的主流建设方向。根据IC insights公布的数据,全球营运中的12寸晶圆厂数量持续成长,由2010年73座上升至2017年的108座,近2017年就增加了7座。按照当前发展趋势,预计到2020年底,全球将至少新增9座12寸晶圆厂投入运营,届时全球应用于IC生产的12寸晶圆厂总数达到117座。

图表2:2010-2020年全球12寸晶圆厂数量(单位:座)

2017年全球12寸硅晶圆产能1160万片/月 韩国居首

近年来,随着全球12寸晶圆厂数量的快速上升,全球12寸硅晶圆(按8寸200mm折算)产能增长迅速。由2014年的940万片/月,上升至2017年的1160万片/月,2014-2017年年复合增长率达7.26%。

从12寸硅晶圆产能区域分布来看,2017年韩国以310万片/月的产能,26.72%的产能占比全居全球之首;台湾地区以290万片/月的产能,25.0%的产能占比全居全球第二;中国12寸硅晶圆产能为110万片/月,产能占比9.48%,位居全球第五。

图表3:2014-2017年全球12寸(300mm)硅晶圆产能统计(单位:万片/月)

图表4:2017年全球12英寸硅晶圆产能区域分布情况(单位:万片/月,%)

2017年全球12英寸硅晶圆出货面积7806百万平方英寸,全球占比高达66.1%

根据国际半导体设备与材料协会(SEMI)统计数据显示,2017年以来,在下游存储器芯片及CPU/GPU等逻辑芯片市场的需求推动下,全球12寸硅晶圆企业基本实现了产能100%的转化,这也使得2017年全球12寸硅晶圆出货量大增,达到了7806百万平方英寸(按8英寸折算),同比增长14.31%,占全球硅晶圆出货量的66.1%。

尽管如此,2017年全球12英寸硅晶圆供需缺口达70-120百万平方英寸。按照当前趋势,预计2018年12寸硅晶圆需求可望增加超过5%%,但在硅晶圆供给方面,因12寸硅晶圆生产设备交期至少需要1年以上,产能增加速度缓慢,因此12英寸硅晶圆供需缺口恐将从2017年的1.5%至2%,进一步扩大到2018年的3%至4%水准。

图表5:2015-2017年全球12寸(300mm)硅晶圆出货情况(单位:百万平方英寸)

图表6:2017年全球12英寸硅晶圆出货量占比(单位:百万平方英寸)

2017年全球12英寸硅晶圆市场规模达57.50亿美元,同比增长25.58%

2017年以来,在全球12英寸(300mm)硅晶圆价格和出货量均大幅上升的趋势下,器市场规模也增长迅速,2017年达到了7.50亿美元,较2016年同比增长25.58%。

根据全球第二大硅晶圆厂商日本盛高表示,全球12英寸硅晶圆价格继2017年大涨20%后,2018年价格将再度增长20%。数量方面,2018年一季度全球硅片的出货面积达到了30.84亿平方英寸,环比增长3.6%,同比增长7.9%,预计全球硅片出货面积将达到历史最高水平。按此趋势,预计2018年全球12寸(300mm)硅晶圆市场规模有望达到75亿美元。

图表7:2015-2018年全球12寸(300mm)硅晶圆出货情况(单位:百万平方英寸)

以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《2018-2023年半导体硅片、外延片行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》。

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