隨著臺(tái)積電等晶圓代工廠持續(xù)擴(kuò)建新廠,制程向3納米及2納米世代微縮,DRAM制造技術(shù)采用極紫外光(EUV)制程,NAND Flash的3D堆疊將倍增至200層以上,硅片已成為重要關(guān)鍵材料。早在2019年9月,韓國(guó)唯一的半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)商,也是全球五大硅片生產(chǎn)商之一的SK Siltron 簽署了一項(xiàng)協(xié)議,以 4.5 億美元的價(jià)格收購(gòu)杜邦 (DuPont)的碳化硅部門,以增強(qiáng)在先進(jìn)材料領(lǐng)域的地位。2020 年2月29日完成,SK Siltron已完成對(duì)杜邦 碳化硅晶圓事業(yè)部的收購(gòu)。此舉也被視為韓國(guó)針對(duì)材料技術(shù)的自立化政策的一環(huán)。
無(wú)獨(dú)有偶,近日,據(jù)彭博社報(bào)道,中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶(GlobalWafers)擬以37.5億歐元(約合45億美元)收購(gòu)德國(guó)硅晶圓大廠Siltronic AG,Siltronic AG是全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者之一,并被公認(rèn)為是高度專業(yè)化硅晶片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。這項(xiàng)交易將是環(huán)球晶的最大交易,此次合并Siltronic之后環(huán)球晶將能手握更大的硅片產(chǎn)能及更先進(jìn)技術(shù),掌握數(shù)位轉(zhuǎn)型大趨勢(shì)帶來(lái)的龐大商機(jī)。
種種跡象都表明,硅片市場(chǎng)龍頭強(qiáng)者恒強(qiáng),集中度更高的局面越來(lái)越顯現(xiàn),硅片壟斷的現(xiàn)象恐加劇,國(guó)產(chǎn)硅片亟需突圍。
硅片是半導(dǎo)體行業(yè)的“糧食”
全球半導(dǎo)體芯片和器件中90%以上都是以半導(dǎo)體硅片為材料制造的。因此,半導(dǎo)體硅片是半導(dǎo)體行業(yè)的“糧食”,雖然全球市場(chǎng)總規(guī)模不大,但是至關(guān)重要。
根據(jù)尺寸分類,半導(dǎo)體硅片的尺寸(以直徑計(jì)算)主要有 50mm(2 英寸)、75mm (3 英寸)、100mm(4 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)與 300mm(12 英寸)等規(guī)格。根據(jù)制造工藝分類,半導(dǎo)體硅片主要可以分為拋光片、外延片與以 SOI 硅片為代表的高端硅基材料。
芯片越小越好,但半導(dǎo)體硅片越大越好。半導(dǎo)體硅片的直徑越大,在單片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。在摩爾定律的影響下,半導(dǎo)體硅片正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展。硅片的尺寸越大,相對(duì)而言硅片邊緣的損失會(huì)越小,有利于進(jìn)一步降低芯片的成本。例如,在同樣的工藝條件下,300mm 半導(dǎo)體硅片的可使用面積超過(guò) 200mm 硅片的兩倍以上,可使用率(衡量單位晶圓可生產(chǎn)的芯片數(shù)量的指標(biāo))是 200mm硅片的2.5倍左右。
目前,全球市場(chǎng)主流的產(chǎn)品是300mm(12英寸)和200mm(8英寸)直徑的半導(dǎo)體硅片,12英寸硅片為主流方向,使用比例超過(guò)70%。。按終端應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,300mm主要應(yīng)用在智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、云計(jì)算、人工智能、SSD(固態(tài)存儲(chǔ)硬盤)等較為高端領(lǐng)域,目前出貨面積占比 60%以上。200mm 硅片主要應(yīng)用在移動(dòng)通信、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)電子等領(lǐng)域,目前出貨面積 20%以上。
收購(gòu)Siltronic后,環(huán)球晶市占將登上第二寶座
根據(jù)全球各硅片廠第一季美元營(yíng)收,環(huán)球晶及Siltronic合并后,全球市占率將達(dá)30%,超越第二大廠日本勝高(SUMCO)的25%,逼近第一大廠日本信越(Shin-Etsu)的33%。也就是說(shuō),環(huán)球晶順利完成收購(gòu)案,全球市占將坐二望一。
環(huán)球晶前三季合并營(yíng)收412.22億元,歸屬母公司稅后凈利96.66億元,每股凈利22.21元。環(huán)球晶若順利合并Siltronic,每季營(yíng)收規(guī)模將可增加逾3億歐元(約新臺(tái)幣102億元),獲得0.8~1億歐元EBITDA挹注,以及逾0.6億歐元的營(yíng)運(yùn)現(xiàn)金流量。
Siltronic總部位于慕尼黑,公司定位為直徑最大300毫米的硅晶片的全球領(lǐng)先制造商之一,是智能手機(jī),計(jì)算機(jī),導(dǎo)航和數(shù)字顯示器等產(chǎn)品中使用的硅晶片的領(lǐng)先制造商。Siltronic AG成立于2004年,而其業(yè)務(wù)起源可追溯到1953年開始從事高純度硅的研究與開發(fā)。
細(xì)數(shù)Siltronic的歷史,1953年,公司便開始了高純硅領(lǐng)域的初步研究與開發(fā);1958年,半導(dǎo)體生產(chǎn)開始;1961年,公司的高純度硅生產(chǎn)設(shè)施開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn);1962年開發(fā)出第一個(gè)硅片;1968年Wacker-Chemitronic有限公司成立;1978年在美國(guó)俄勒岡州波特蘭市成立Wacker Siltronic Corporation;1984年Wacker-Chemitronic的首批200mm晶圓生產(chǎn)出來(lái);1990年,開始了第一個(gè)300mm晶圓研發(fā)項(xiàng)目;1994/1995年,Wacker-Chemitronic作為唯一股東成立了Wacker Siltronic ;1995年又收購(gòu)了弗萊伯格公司;1995年,Wacker-Chemitronic將晶圓業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給Wacker Siltronic;1998年Burghausen 300毫米試驗(yàn)生產(chǎn)線第一期擴(kuò)展階段的初始運(yùn)營(yíng);2002年,公司名稱更改為Wacker Siltronic AG;2004年 300mm硅晶圓制造廠在Freiberg開始生產(chǎn);2004年,公司更名為Siltronic AG;2006年,新加坡300mm晶圓廠開始建設(shè);2008年,新加坡合資公司的第一批晶圓于2008年1月30日發(fā)貨;2014年,公司收購(gòu)Siltronic Silicon Wafer Pte的78%股權(quán)。
環(huán)球晶目前主要據(jù)點(diǎn)包括臺(tái)灣、美國(guó)、日本、韓國(guó)等半導(dǎo)體生產(chǎn)重鎮(zhèn),歐洲布局部分,只有2016年收購(gòu)丹麥Topsil取得8英寸以下硅片產(chǎn)能。此次合并后環(huán)球晶將可取得Siltronic位于德國(guó)Freiberg及Burghausen的12英寸硅片廠、位于新加坡12英寸及8英寸硅片廠、位于美國(guó)波特蘭(Portland)的8英寸硅片廠,在同為半導(dǎo)體生產(chǎn)重鎮(zhèn)的德國(guó)及新加坡建立據(jù)點(diǎn)。
這不是環(huán)球晶第一次收購(gòu),其實(shí)環(huán)球晶這些年的發(fā)展離不開一個(gè)人,她就是環(huán)球晶董事長(zhǎng)徐秀蘭。朋程董事長(zhǎng)盧明光2007年接任中美晶董事長(zhǎng),挖角徐秀蘭回到中美晶任職。中美晶于2008年為了取得磊晶技術(shù)并購(gòu)美商GlobiTech,2011年切割環(huán)球晶獨(dú)立后,徐秀蘭就開始主導(dǎo)環(huán)球晶的并購(gòu)案,包括2012年并購(gòu)當(dāng)時(shí)全球第六大廠日本CVS,2016年并購(gòu)丹麥Topsil半導(dǎo)體事業(yè)群,2016年底完成對(duì)美商SunEdison的收購(gòu)。
2021年硅片需求旺盛
據(jù)MoneyDJ的報(bào)道中指出,硅片的一大應(yīng)用主力為晶圓代工或者是IDM 廠商,邏輯IC 的產(chǎn)品需求強(qiáng)勁,支撐12 英寸硅片供需缺口縮小,而電源管理以及驅(qū)動(dòng)IC 產(chǎn)品,則推動(dòng)8 英寸硅片的需求向上,12 英寸硅片的另一大出??跒榇鎯?chǔ),若明年存儲(chǔ)市況可望隨資料中心的建置而再向上,對(duì)12 英寸硅片的需求則更有幫助。臺(tái)積電、聯(lián)電都是臺(tái)系主要的硅片廠大客戶,而臺(tái)積電等晶圓代工大廠目前幾乎是全制程訂單接滿,這也對(duì)上游的硅片的需求也更穩(wěn)固。
硅片除了前文所述的尺寸之分,還可以按應(yīng)用分為 輕摻硅片 以及 重?fù)焦杵?,前者應(yīng)用在消費(fèi)性、邏輯IC 的領(lǐng)域,今年以來(lái)輕摻市場(chǎng)需求都相當(dāng)不錯(cuò);重?fù)焦杵饕菓?yīng)用在電源以及MOSFET相關(guān),偏車用以及工業(yè)用領(lǐng)域。
在重?fù)焦杵糠?,今年上半年因?yàn)橐咔榈脑颍噺S大幅關(guān)閉,致使8 英寸重?fù)焦杵枨笙陆担S著下半年車市復(fù)蘇,車用硅片已有谷底反彈的跡象,雖然還未能恢復(fù)過(guò)去的水準(zhǔn),但已有慢慢改善,另外,工業(yè)用市場(chǎng)也多以使用重?fù)焦杵^多,今年也是受到?jīng)_擊較大。
至于重?fù)焦杵瑧?yīng)用在MOSFET 領(lǐng)域,則主要以6 英寸重?fù)焦杵瑸橹?,包括?yīng)用在手機(jī)、電腦以及游戲機(jī)的電源管理IC,今年前三季需求都很好,6 英寸以下的重?fù)焦杵瑥S商主要以環(huán)球晶、合晶為主。
另外,5G 的需求的爆發(fā)將各類的基礎(chǔ)建設(shè)或應(yīng)用開展,5G 應(yīng)用對(duì)SOI 產(chǎn)品的需求提升(根據(jù)制造工藝分類,半導(dǎo)體硅片主要可以分為拋光片、外延片與以 SOI 硅片)。以12 英寸硅片來(lái)看,2019~2020 年全球12 英寸硅片約為供過(guò)于求的水準(zhǔn),今年供過(guò)于求的幅度已有縮小,明年可望供需缺口更縮小,產(chǎn)業(yè)更健康,報(bào)價(jià)才有機(jī)會(huì)進(jìn)一步回升。
據(jù)SEMI 10月公布年度半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)硅片出貨預(yù)測(cè)報(bào)告中指出,2020年全球硅片出貨量將較去年增長(zhǎng)2.4% ,2021年將延續(xù)此成長(zhǎng)力道,并可望于2022年攀至歷史新高。SEMI全球行銷長(zhǎng)暨臺(tái)灣區(qū)總裁曹世綸表示:“盡管受到地緣政治緊張情勢(shì),以及全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈移轉(zhuǎn)與新冠疫情的影響,今年硅片出貨量仍將穩(wěn)定復(fù)蘇。此外,疫情加速了全球企業(yè)IT以及服務(wù)的數(shù)位轉(zhuǎn)型。我們看好未來(lái)兩年持續(xù)成長(zhǎng)。”
國(guó)內(nèi)硅片發(fā)展情況
作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料,硅晶圓被視為國(guó)家安全戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)隘,發(fā)展硅晶圓產(chǎn)業(yè)迫不及待。與國(guó)際主要半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商相比,中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片企業(yè)技術(shù)較為薄弱,市場(chǎng)份額較小。2019年,全球前五大半導(dǎo)體硅片企業(yè)信越化學(xué)、SUMCO、環(huán)球晶圓、Siltronic、SKSiltron合計(jì)銷售額占全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)銷售額比重高達(dá)92%。多數(shù)大陸企業(yè)以生產(chǎn)200mm及以下拋光片、外延片為主。
這幾年,在國(guó)家相關(guān)政策以及產(chǎn)業(yè)基金的大力支持下,我國(guó)大硅片業(yè)務(wù)這幾年也迎來(lái)快速發(fā)展期。國(guó)內(nèi)從事硅片的企業(yè)也取得了很大的進(jìn)展,主要有滬硅產(chǎn)業(yè)(子公司上海新昇)、中環(huán)股份、立昂微電、有研半導(dǎo)體、超硅半導(dǎo)體、合晶科技以及金瑞泓、超硅、奕斯偉等等。
2017年12月,國(guó)內(nèi)首條 12 英寸半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)線由杭州中芯晶圓建成。目前國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的 12英寸晶圓產(chǎn)線已超 20 條,宣布在建的有8條,建成后產(chǎn)能將超 65萬(wàn)片/月。據(jù)中泰證券研究所的數(shù)據(jù)指出,幾大硅片企業(yè)的產(chǎn)能情況大致如下:
中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片行業(yè)規(guī)模最大的企業(yè)滬硅產(chǎn)業(yè),也被行業(yè)稱為中國(guó)第一大硅晶圓廠,先后收購(gòu)并控股 Okmetic、上海新昇、新傲科技,參股soitec,板塊布局日趨完善。2018 年 11 月,上海新昇成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)實(shí)現(xiàn) 300mm 硅片大規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)。2019 年,公司300mm半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能從2018年的10萬(wàn)片/月進(jìn)一步提升至15萬(wàn)片/月。目前累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售已超過(guò)170萬(wàn)片。正在建設(shè)二期30萬(wàn)片/月產(chǎn)能將于2021年底達(dá)成,屆時(shí)將會(huì)形成產(chǎn)能規(guī)模效應(yīng)。
上海新傲科技能夠提供100mm(4英寸)、125mm(5英寸)和150mm(6英寸)SOI晶片和SOI外延片,能批量提供8英寸SOI片。還可以提供4-6英寸的規(guī)格與要求的外延硅產(chǎn)品和外延加工服務(wù),現(xiàn)已開始批量提供8英寸外延片。
滬硅產(chǎn)業(yè)打破了我國(guó)300mm半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率幾乎為0%的局面,推進(jìn)了我國(guó)半導(dǎo)體關(guān)鍵材料生產(chǎn)技術(shù)“自主可控”的進(jìn)程。
杭州立昂微電創(chuàng)辦之初即引進(jìn)美國(guó)安森美公司具有國(guó)際先進(jìn)水平的全套肖特基芯片工藝技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備及質(zhì)量管理體系,建立了6英寸半導(dǎo)體生產(chǎn)線,成為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的功率器件生產(chǎn)線。2009年開始,公司成為硅基太陽(yáng)能專用肖特基芯片市場(chǎng)的全球主要供應(yīng)商。2011年,公司完成股份制改造。2012年收購(gòu)日本三洋半導(dǎo)體和日本旭化成MOSFET功率器件生產(chǎn)線。
立昂微電在其2020年第三季度財(cái)報(bào)中指出,公司的12英寸硅片項(xiàng)目已通過(guò)數(shù)家客戶的產(chǎn)品驗(yàn)證,并實(shí)現(xiàn)小規(guī)模的生產(chǎn)和銷售。目前項(xiàng)目正處于持續(xù)擴(kuò)建過(guò)程中,計(jì)劃將于2021年12月底前完成月產(chǎn)15萬(wàn)片的產(chǎn)能建設(shè)。
天津中環(huán)股份圍繞硅材料展開,專注單晶硅的研發(fā)和生產(chǎn),以單晶硅為起點(diǎn)和基礎(chǔ),定位戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),朝著縱深化、延展化方向發(fā)展。公司正在快速推進(jìn)集成電路用8-12英寸大直徑硅片項(xiàng)目的實(shí)施,加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略升級(jí)和應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展,已成為全球綜合產(chǎn)品門類最全的半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商之一。
中環(huán)股份目前已具備3-12英寸全尺寸半導(dǎo)體硅片產(chǎn)品的量產(chǎn)供應(yīng)能力,涵蓋拋光片、外延片、退火片等多種生產(chǎn)加工工藝。晶體技術(shù)領(lǐng)域,8英寸區(qū)熔單晶的技術(shù)能力和品質(zhì)水平不斷提升,公司自主研發(fā)生產(chǎn)的區(qū)熔硅片市場(chǎng)份額已實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先;12英寸直拉單晶取得重要技術(shù)研發(fā)進(jìn)展,應(yīng)用于19納米的COP Free晶體技術(shù)已完成內(nèi)部評(píng)價(jià),并進(jìn)入客戶評(píng)價(jià)階段,同時(shí)結(jié)合28納米COP Free硅片產(chǎn)品的客戶認(rèn)證,公司已具備進(jìn)入Logic、Memory等高端半導(dǎo)體硅片材料領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力,與此同時(shí),公司已完成12英寸應(yīng)用于CIS、Power Device產(chǎn)品的超低阻單晶的研發(fā)。
據(jù)國(guó)內(nèi)知情人士透露,目前國(guó)產(chǎn)4-6 英寸的硅片已可以滿足國(guó)內(nèi)需求,8英寸也已經(jīng)日漸成熟,進(jìn)入了大規(guī)模國(guó)產(chǎn)替代階段。但12英寸才剛進(jìn)入初級(jí)階段,產(chǎn)品只能用在檔控片中,12英寸硅片還面臨EPI、位錯(cuò)等諸多難題待解決。
結(jié)語(yǔ)
當(dāng)今,中美貿(mào)易戰(zhàn)仍未落幕,加上新冠肺炎疫情再起,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)進(jìn)入新的競(jìng)局,地緣政治將影響未來(lái)全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的多元樣貌,除了中美兩大系統(tǒng)之外,臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、歐盟等地域也會(huì)更加強(qiáng)自有優(yōu)勢(shì)。也因此,環(huán)球晶出手搶下Siltronic的另一戰(zhàn)略上考量,就是在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)重鎮(zhèn)都建立起灘頭堡,以應(yīng)對(duì)未來(lái)地緣政治快速且劇烈的變局。SK Siltrons為防日本出口貿(mào)易收購(gòu)杜邦碳化硅晶圓 事業(yè)部。在硅片需求旺盛的2021年,國(guó)產(chǎn)大硅片還任重道遠(yuǎn)。
責(zé)任編輯:tzh
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