8英寸晶圆到底有多缺？

 

最近半导体商似乎混进了一种新的“流行”，大家见面不再问“你，吃了吗？”，而是变成了“你，有8英寸晶圆吗？”。

8英寸（200mm）晶圆到底有多缺？

 

这一切还得从8英寸晶圆的前世今生说起：

关于晶圆尺寸的演变，在业内比较公认的一种说法是：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，2008年之后是以12英寸为主流的市场。

数据来源：维基百科

这时候有人会问，既然硅晶圆越大，每块晶圆能生产的芯片越多，那晶圆的尺寸为什么不直接做大一点？是啊，为什么呢？是厂商赚钱都赚的这么含蓄吗？No~一切都由晶圆尺寸有自身的特性来决定的——在生产过程中离圆中心越远，越容易出现坏点。由硅晶圆中心向外扩展，坏点数就增多。这样一来就限制了制造商可以随意增加尺寸。 回到8英寸晶圆↓ 8英寸晶圆的第一条产线由IBM联合西门子于1990年联合建立。到了90年代末，8寸晶圆的产能开始提升，一度成为了行业内的先进标准。到了1995年，全球8英寸晶圆厂产线已经达到了70条，8晶圆建厂之势愈演愈烈，2007年更是飙升到了顶峰——199条， 产能也达到了560万片/月的历史高点。 为什么是历史高点？ 因为第二年2008年，就遭遇了全球金融危机的爆发。金融危机重创了各行各业，当然也包括半导体业。2008年，一方面受金融危机影响，另一方面在摩尔定律的驱动下，更多厂商投身到了12英寸晶圆厂产能之中，导致全球8英寸晶圆厂数目及产能快速收缩。到2015年时，8英寸晶圆仅剩178条产线。

而2008年开始12英寸抢下了8英寸的风头开始大放异彩，并成为了之后晶圆的主要尺寸。自2002年英特尔与IBM建成的首条12英寸产线开始，2005-2017年，12英寸硅片的市场份额从20%一 路高歌至66.01%。

根据SEMI数据，2019 年，全球12英寸半导体硅片出货面积占全部半导体硅片出货面积的67.22%。根据IC Insights预计，2021年全球12英寸晶圆厂将增长至123座，到2023年全球12英寸晶圆厂总数将达到138座。

转过头来，看看我们的8英寸晶圆。

数据统计，从2008到2016年，至少超过30座8英寸晶圆厂关闭，同时有超过10座厂从8英寸转换为12英寸，2015~2017年全球8英寸晶圆厂产能增长速度仅约7%，到2019年全球8英寸晶圆厂总量已低于200座。

如果顺着摩尔定律，一切朝着推陈出新的方向在走，晶圆往12英寸以后更大尺寸走，8英寸晶圆需求越来越少，这似乎没什么问题。

但是，偏偏到了2015年这个关键节点。这里就不得不提一下8英寸晶圆和12英寸晶圆的区别了。8英寸硅片主要应用于特色技术或差异化技术举个例子：各种电源芯片、摄影/指纹识别等传感器、智能硬件中的MCU与无线通信芯片、智能卡等。

总而言之，8英寸的应用领域非常广泛，涵盖了消费类电子、通信、计算、工业、汽车等领域。

而12英寸呢，就主要应用在存储器、制造CPU、逻辑IC等高性能芯片，举个例子：各种PC、平板、手机等等。

 

2015年，随着物联网进入成熟的发展阶段，人工智能装置的数量飙升，从而带动了指纹识别产品、电源芯片、智能设备MCU等的需求。

各种电子产品在我们日常生活中的广泛应用推升了200mm (8英寸) 及以下设备上生产的产品需求。事实上，使用200mm工艺制造的芯片覆盖了几乎所有市场，8英寸一下子又成为了行业的香饽饽。   

此外，数据显示在2010~2016年间，约超过20座6英寸晶圆厂关闭。如分立器件、功率器件、MEMS、模拟芯片等产品需求切换至8英寸晶圆，额外的加重了8英寸产能的负担。

总之——需求大，厂子少，机器旧（很多机器都运行了10年以上）。于是，到了2017Q2起，8 寸硅片的需求开始超过产能，8 寸硅片的供给开始趋紧。 这几年，随着8英寸晶圆供应紧张程度愈演愈烈，各大晶圆代工厂包括三星、台积电、联电等等也一直在扩充产能。  据 SEMI最新报告，2019 年底有 15 个新 Fab 厂开工建设，总投资金额达 380 亿美元，其中约有一半用于 8 英寸晶圆尺寸。IC Insights 预计未来 2 年，8 英寸晶圆产能预计维持 23%左右市占率。

 

原文标题：8英寸晶圆到底怎么了？

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责任编辑：haq