硅晶圓市場即將復(fù)蘇，國產(chǎn)替代迎來重要進展

2月27日，硅晶圓廠環(huán)球晶公布2023年財報，全年合并營收達706.5億新臺幣，同比增長0.5%；營業(yè)毛利264.4億元新臺幣，同比下降12.9%；營業(yè)毛利率為37.4%；凈利潤200.6億元新臺幣，同比下降19.7%。

環(huán)球晶表示，2023年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)雖受總體經(jīng)濟與消費電子產(chǎn)品需求放緩，庫存壓力增加，但環(huán)球晶受惠于長期合約比例高，F(xiàn)Z晶圓（區(qū)熔晶圓）、化合物半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)能利用率維持高位，2023年度營收得以實現(xiàn)逆風(fēng)增長。

展望2024年，環(huán)球晶指出，隨著終端市場庫存逐漸去化，AI功能逐步導(dǎo)入個人電腦、平板電腦和智能手機，有望推動一波換機潮。同時，AI生態(tài)系統(tǒng)仰賴周遭設(shè)備與半導(dǎo)體元件支持，帶動邊緣計算、高效能計算（HPC）等需求，催動低能耗相關(guān)元件（SiC, ULLD, IGBT…）發(fā)展，更多創(chuàng)新應(yīng)用推出如5G、電動化、智能座艙、自動駕駛等，亦為助力半導(dǎo)體市場成長，而各國能源轉(zhuǎn)型與凈零碳排相關(guān)政策也為化合物半導(dǎo)體發(fā)展奠定長期發(fā)展基礎(chǔ)。

環(huán)球晶預(yù)計2024年市場有望逐步復(fù)蘇，由存儲器領(lǐng)銜釋放信號，只是景氣回溫速度與幅度需視不同終端應(yīng)用及總體經(jīng)濟不確定因素而定，如運輸成本上漲、降息幅度、匯率變動等。鑒于客戶會優(yōu)先消耗手上庫存，環(huán)球晶預(yù)期下半年表現(xiàn)將比上半年更加健康。


全球硅晶圓市場預(yù)測

全球硅晶圓市場正在經(jīng)歷一場前所未有的繁榮。據(jù)Allied Market Research的最新報告顯示，預(yù)計到2032年，全球硅晶圓市場規(guī)模將達到259億美元，復(fù)合年增長率為5.42%。這一增長的主要驅(qū)動力是消費電子產(chǎn)品需求的增長、汽車行業(yè)對半導(dǎo)體的需求以及5G技術(shù)的推廣。

然而，市場的繁榮并非沒有挑戰(zhàn)。高昂的生產(chǎn)成本和原材料價格的波動，無疑給硅晶圓市場的發(fā)展帶來了一定的壓力。但是，技術(shù)進步、成本效率和制造能力的提升，使得硅晶圓市場在面對挑戰(zhàn)的同時，也擁有了應(yīng)對之策。

特別是100毫米至300毫米的晶圓市場，預(yù)計將在整個預(yù)測期內(nèi)保持領(lǐng)先地位。這是因為這種尺寸的晶圓生產(chǎn)的芯片越多，每個芯片的成本就越低，這對于半導(dǎo)體行業(yè)來說尤為重要，因為生產(chǎn)成本會極大地影響電子設(shè)備的總體成本。

此外，N型細分市場在2022年已經(jīng)占有超過一半的市場份額，預(yù)計在未來幾年將繼續(xù)保持其領(lǐng)先地位。而P型硅片由于其在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和可穿戴電子設(shè)備中的應(yīng)用，預(yù)計其復(fù)合年增長率將達到6.02%。

這些數(shù)據(jù)表明，盡管硅晶圓市場面臨著一些挑戰(zhàn)，但其發(fā)展?jié)摿薮螅袌銮熬皬V闊。隨著科技的不斷進步和市場需求的不斷增長，我們有理由相信，硅晶圓市場的未來將會更加光明。

國產(chǎn)硅晶圓產(chǎn)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圓制造的，所以硅晶圓是芯片中，最重要的材料之一，也是處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游。

而中國大陸半導(dǎo)體起步相對于美國、中國臺灣、日本、韓國要晚一些，所以在硅晶圓上，也落后一些，所以硅晶圓一直靠進口。

目前，12吋硅晶圓的市場仍大多被韓國、日本、德國、法國等國家和中國臺灣地區(qū)占據(jù)。而中國大陸的硅晶圓廠商則以8吋硅晶圓的生產(chǎn)為主。

從2018年到2022年，前6大廠商占領(lǐng)的市場份額合計高達95%，這個比例其它沒有太多波動，其余廠商僅占5%左右，而中國廠商的份額，明顯就不足5%了。這6家廠商中，日本兩家企業(yè)——信越和勝高，擁有硅晶圓市場50%+的份額，占據(jù)半壁江山。

而國內(nèi)有三家制造硅晶圓的上市企業(yè)，分別是滬硅產(chǎn)業(yè)、TCL中環(huán)（中環(huán)領(lǐng)先）與立昂微（金瑞泓），不過與上面這6家巨頭相比， 還差的有點遠。

目前，中國在努力的發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，截至2021年，中國大陸共有73座晶圓代工廠，其月產(chǎn)能為350萬片（等效成8吋硅晶圓）。SEMI預(yù)測，中國大陸晶圓產(chǎn)能將于2026年達到25%的占有率，位居全球第一位。


國產(chǎn)薄膜鈮酸鋰晶圓成功下線

芯片工藝越先進，硅晶圓尺寸越大，因為這樣浪費少，成本低。但硅晶圓尺寸越大，難度就越大，技術(shù)要求就越高。不過，雖然普通的硅基晶圓已經(jīng)發(fā)展到了12寸，但一些特殊材料的晶圓，目前很多還在4寸、6寸、8寸的階段。

比如薄膜鈮酸鋰晶圓，目前半導(dǎo)體材料強國日本，以及美國，其實現(xiàn)的技術(shù)水平，也就處于6寸的水平。

薄膜鈮酸鋰晶圓是什么晶圓？它其實是光電芯片的材料之一，集成光電收發(fā)功能，在濾波器、光通訊、量子通信、航空航天等領(lǐng)域，有重要作用。

但鈮酸鋰材料脆性大，大尺寸制備非常困難，所以日本、美國才只有6寸水平，行業(yè)內(nèi)一直在研究8寸晶圓的制備水平，看誰領(lǐng)先。

而近日，全球首片8寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓在湖北下線，說明中國在這項技術(shù)上更領(lǐng)先了。此項成果使用8寸SOI硅光晶圓鍵合8寸鈮酸鋰晶圓，為目前全球硅基化合物光電集成最先進技術(shù)，按照說法，接下來會很快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)商用。

最近幾年來，隨著5G、大數(shù)據(jù)、AI等的發(fā)展，光電芯片得到了極大的關(guān)注，而鈮酸鋰因為其材料特性被認(rèn)為是最理想的光子集成材料。

所以這次中國全球量產(chǎn)8寸鈮酸鋰晶圓，也意味著接下來，中國有望基于薄膜鈮酸鋰的大規(guī)模光電集成技術(shù)，引領(lǐng)行業(yè)變革。在光量子計算、大數(shù)據(jù)中心、人工智能及光傳感激光雷達等領(lǐng)域彰顯其應(yīng)用價值。