2023晶圆制造行业简析报告.pptx

根据设计需求多次循环

圆形转移

功能实现

序号

项目

模式

1

垂直整合模式

(IDM模式)

涵盖芯片设计、晶國制造、封装测试以及后续的

产品销售等环节

2

晶國代工模式

(Foundry模式)

不涵盖芯片设计环节，专门负责晶圆制造，为芯

片产品公司提供晶圆代工服务

3

无晶圖厂模式

(Fabless模式)

不涵盖晶圆制造环节和封装测试环节，专门负责

芯片设计和后续的产品销售，将晶圆制造和封装测试外包给专业的晶圆制造、封测企业

•晶圆是半导体器件的基础材料，晶圆代工是半导体产业中极为重要的环节，专门负责晶圆制造，为芯片设计公司提供晶圆代工服务。

•半导体产业在前期只有垂直整合一种经营模式，包括从半导体设计、制造、测试到最终销售的全部环节。随着行业分工的不断深化，台积电的设立意味着半导体设计及制造业务的分离，晶圆代工模式正式成立。同时，专门从事IC芯片设计的无晶圆厂模式也成立了。

01.晶圆是半导体制造中的关键步骤

半导体产业的企业经营模式

晶圆代工工艺流程

硅片清洗

离子注入、退火

晶圆测试

热氧化

去胶

刻蚀（干法、湿法）

光刻（涂胶、曝光、显影）

扩散

化学气相沉积

物理气相沉积

包装入库

化学机械研磨

数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络

前期处理

检测入库

掩模版制作

材料类型

主要材料

主要用途

晶圆制造材料

硅片

晶圆制造基底材料

电子气体

氧化、还原、除杂

掩膜版

是微电子制造过程中的图形转移工具或母版，用于下游电子元器件行业批量复制生产

光刻胶

将掩膜版上的图形转移到硅片上的关键材料

湿电子化学品

微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种电子化工材料

CMP材料

通过化学反应与物理研磨实现大面积平坦化

靶材

制备薄膜的元素级材料

封装材料

封装基板

保护、支撑、散热，连接芯片与PCB

引线框架

保护、支撑，连接芯片与PCB

键合丝

芯片和引线框架、基板间连接线

陶瓷封装体

绝缘打包

•在半导体产业链中，半导体材料位于制造环节上游，和半导体设备一起构成了制造环节的核心上游供应链，不同于其他行业材料，半导体材料是电子级材料，对精度纯度等都有更为严格。

•半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料，其中晶圆制造材料中，硅片为晶圆制造基底材料。根据SEMI数据，2021年全球晶圆制造材料中，硅片占比最高为35%。

02.硅片为晶圆制造的基底材料

半导体材料主要细分产品情况

硅片尺寸进化史

数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络

第二代硅片，直径增加到76.2毫米，相当于三英寸

第四代硅片，直径扩大到125毫米，相当于五英寸

第三代硅片，直径达到100毫米，相当于四英寸

第一代硅片，直径为25.4毫米，相当于一英寸

第五代硅片，直径为150毫米，相当于六英寸

1981年

1985年

1988年

1960年

1975年

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

产能（万片，等效8英寸）装运量（万片，等效8英寸）铸造利用率

2020Q12020Q22020Q32020Q42021Q12021Q22021Q32021Q42022Q12022Q22022Q32022Q4

100%

95%

90%

85%

80%

75%

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

12%

10%

8%

6%

4%

2%

0%

•2020年以来，缺芯问题困扰半导体产业链，诸多芯片制造商宣布建厂扩产；上游晶圆厂扩产火热，与下游终端需求进入寒冬形成了鲜明对比。

•2022年年末，全球晶圆总产能为2546万片/月（等效8英寸，不含光电子和三代半材料），同比增长9.5%，2023年末有望达2783万片/月。22Q4全球等效8英寸晶圆产能约2630万片，SEMI预期2023年产能达2900万片。

03.全球晶圆产能持续扩张

第三方统计全球晶圆年度产能

2020年-2025E全球晶圆年末月产能

3500