晶圆加工行业报告 晶圆加工行业深度分析

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。

晶圆(wafer)是制造半导体器件的基础性原材料。极高纯度的半导体经过拉晶、切片等工序制备成为晶圆，晶圆经过一系列半导体制造工艺形成极微小的电路结构，再经切割、封装、测试成为芯片，广泛应用到各类电子设备当中。

对单晶裸片进行初步加工得到晶圆，接下来将光罩上的电路图刻蚀到晶圆上，主要工序皆由晶圆代工厂完成。主要包括扩散、薄膜生长、光刻、刻蚀、离子注入、抛光等工序，对应设备主要有扩散炉、氧化炉、CVD/PVD设备、清洗设备、光刻机、刻蚀系统、离子注入机、抛光机等。

晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999%。

晶圆加工行业深度分析

晶圆加工属于晶圆制造领域，按照厂商类型可分为IDM和Foundry模式，IDM属于重资产模式，为IC设计—IC制造—IC封测一体化垂直整合，主要企业为三星等，Foundry模式厂商相较IDM仅具备IC制造和封测能力，剥离了设计业务。就作用而言，晶圆专业代工厂商降低了IC产业的进入门槛，激发了上游IC设计厂商的爆发，以及产品设计和应用的创新，继而加速了IC产品的开发应用周期，拓展了下游IC产品应用。

作为半导体生产流程的直接生产，晶圆加工步骤众多，设备要求极高，虽然国内具备完整生产能力，受限于高端设备和技术封锁，高端产品仍未突破，其中光刻、离子注入和抛光(抛光垫)等工艺设备国内尚未突破。

晶圆加工上游为各种原材料，包括二氧化硅、石英砂、光刻胶等;中游分为单晶硅片和多晶硅片;下游包括消费电子、半导体、光伏电池、工业电子、二极管等。

据中研产业研究院《2023-2028年中国晶圆加工行业市场深度分析及发展潜力研究咨询报告》分析：

下游具体应用来看，12英寸20nm以下先进制程性能强劲，主要用于移动设备、高性能计算等领域，包括智能手机主芯片、计算机CPU、GPU、高性能FPGA、ASIC等。14nm-32nm先进制程应用于包括DRAM、NANDFlash存储芯片、中低端处理器芯片、影像处理器、数字电视机顶盒等应用。

12英寸45-90nm的成熟制程主要用于性能需求略低，对成本和生产效率要求高的领域，例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、ZigBee、NORFlash芯片、MCU等。12英寸或8英寸90nm至0.15μm主要应用于MCU、指纹识别芯片、影像传感器、电源管理芯片、液晶驱动IC等。8英寸0.18μm-0.25μm主要有非易失性存储如银行卡、sim卡等，0.35μm以上主要为MOSFET、IGBT等功率器件。

随着科技的快速发展，激光技术的应用边界不断拓展，尤其在高端制造领域，作为加工工具，激光对于确保半导体芯片的性能起着重要作用。晶圆机械切割的热影响和崩边宽度约20微米，传统激光在10微米左右，经过一年努力，华工科技半导体晶圆切割技术成功实现升级，热影响降为0，崩边尺寸降至5微米以内，切割线宽可做到10微米以内。

晶圆生产成本投资额中，晶圆设备通常占比总晶圆项目投资额8成左右，以国内最大的代工厂中芯国际为例，其12英寸芯片SN1项目的总投资额中生产设备购置及安装费占比80.9%。

台积电作为全球最大晶圆代工厂，占据全球8成以上先进制程市场份额，特色工艺由于同等节点开发时间较早，技术领先叠加工艺库全，配合开发周期短，工艺稳定性相对更高，2021年占据全球50%以上市场份额，三星虽然同样具备生产尖端制程的能力。国内龙头中芯国际技术水平仅达到14nm制程，技术仍有较大追赶空间。

从台积电单片晶圆成本来看，主要成本是折旧费用，占比近5成，除此之外专利费用也是较大成本占比。总体来看，晶圆生产中设备及技术专利等占据主要成本。

就利润对比而言，台积电利润远高于其他竞争对手，2021年毛利率51.6%，净利率37.4%;相比之下，联电毛利率33.8%，净利率26.5%，中芯国际毛利率30.79%，净利率32.61%。

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