从士兰微看爆发的中国12寸晶圆厂

临近年底，士兰微发布公告，与厦门半导体投资集团拟共同投资170亿元，在厦门(海沧)建设两条12寸90~65nm的特色工艺芯片生产线，这一步伐也延续了近两年来，中国在芯片和晶圆厂建设方面快速布局的强劲态势。

数据显示，2016年，中国规划新建的晶圆厂共有17座，其中12寸晶圆厂就有12座，占据了绝大多数。尤其是从今年三月份以来，国内陆陆续续开工建设了武汉新芯第二期、美国万代重庆厂、合肥长鑫、台积电南京厂、德科玛淮安厂等5座12寸晶圆厂。

根据资料我们不难发现，近几年来，无论是晶圆厂还是芯片生产厂，都是围绕着12寸晶圆来进行的，很难看到其他尺寸。

18寸的飘渺

 

为什么中国甚至是全球都在集中建设12寸晶圆厂，而对于前几年趋之若鹜的18寸晶圆的研发偃旗息鼓了呢？

甚至有市场研究机构表示，18寸晶圆将会沉寂5-10年，何时能够起死回生完全要看半导体设备厂商的意愿。

而根据相关人士的看法来看，18寸晶圆的主要问题在于，大数厂商并不认为当前是一个适合持续专注于18寸晶圆的时机，半导体设备厂商更是对于12寸到18寸晶圆的迭代有着莫大的抵触情绪。

推动大尺寸晶圆的生产，等同于减少产业界的单位需求量，这会让半导体设备厂商的生意受损。2000年初，向12寸晶圆的转移，就是给半导体设备厂商最大的痛。

此外，推动18寸晶圆量产的主要市场因素就是希望能够取得足够的成本效益，甚至是延续6寸转移到8寸、12寸的发展轨迹，通过更好的每片晶圆产出，让晶圆的成本持续下降，但是随着制程微缩趋近于极限，以及18寸晶圆的庞大设备投资，能否保持足够吸引厂商的成本效益，已经是一件令人怀疑的事情。

此外，也有一种观点表示，目前并没有太多的应用需要18寸晶圆的支持，而这也可以说是12寸晶圆在近几年爆发的原因。

12寸的爆发

 

市场研究机构IC Insights 的一份报告显示，截至2015年底，12寸晶圆占据全球晶圆产能的63.1%，预测到2020年该比例将增加至68%。8寸晶圆在全球晶圆产能中占据的比例，将由2015年的28.3%，在2020年降低至25.3%；不过8寸晶圆产能在未来几年仍将继续成长。

可以说，全球晶圆产能到2020年都将延续以12寸晶圆为主的发展态势。

这种12寸晶圆厂迅猛发展的主要原因在于：

首先，如之前所说，18寸晶圆进展缓慢，由于晶圆尺寸的改变，相关设备需要配合变动，这不仅需要建设新的晶圆厂，也需要更换相应的设备，这无论对于半导体厂商还是设备厂商来说，都是一笔不小的投入，但是目前的应用市场又很难说服厂商改变，只能是更加精细的利用当前的设备，进行不断的改良。

另一方面，12寸晶圆的应用范围在不断扩张。之前，12寸晶圆主要应用于DRAM和NAND Flash等需要大量生产的存储芯片领域，不过近几年来，因为市场多样化的需求，半导体厂商对于12寸晶圆提出了更多的要求，因此12寸晶圆也开始应用于包括电源管理芯片、传感器甚至是逻辑芯片在内的非存储芯片领域。

这因为如此，在18寸晶圆止步不前的情况下，12寸晶圆开始逆势增长！

根据此前的报道，2016年，全球约有接近100条生产线，相比于5年前增加了约20条，而在未来几年这一数字还将继续增长。

而其中12寸晶圆生产线的数量，从2010年约73条，增至2014年的87条，2015年的93条，直至2016年接近100条。预期2019年将增加到110条。

若以晶圆尺寸对应生产量的市占率来看，全球12寸晶圆市场比重在2014年突破6成之后，呈现逐年上升趋势，2015年比重逾62%，估计2019年将逼近65%。

而推动12寸晶圆厂大幅度增长的一个主要因素，就是中国。

爆发的中国晶圆厂

 

近年来，为了减少对国外进口的依赖，国内各地陆续上马了多个晶圆厂项目。

根据今年上半年的一项统计数据显示，目前，我国国内现存的主流晶圆厂共有22座，其中8寸晶圆厂13座，12寸晶圆厂9座，正在兴建中的晶圆厂超过10座，包括3座8寸晶圆厂和10座12寸晶圆厂。

根据SEMI预估，2017年至2020年之间，全球将有62个晶圆厂或产线投入生产，其中以地区而言，中国将有26座厂房及生产线开始营运，占比达42%。

其中，国际巨头更是早早的在中国插旗，其中，英特尔大连12寸晶圆厂在2010年已经完工，格芯携手成都市政府合资建设的12寸晶圆厂也正在成都如火如荼的建设中。

而中国的厂商也不甘落后。台湾地区，联电与厦门市政府通过合资的方式，成立厦门联芯，在厦门建厂，此外，联电还与福建晋华集成电路签署技术合作协定，协助晋华集成开发DRAM相关制程技术，在泉州市建立12寸晶圆厂。

台积电在南京独资建立的12寸晶圆厂也预计将于2018年完工。

本土厂商方面，还有12寸厂的为中芯国际与华力微，两者分别在上海都有厂房，中芯在北京还有B1、B2两座晶圆厂，其中B2厂制程已至28纳米。

除了已动工兴建的晶圆厂，几项预期兴建的计划也浮上台面，如中芯与宁波市政府签订备忘录，将在当地再盖一座8寸晶圆厂、两座12寸晶圆厂，其他如华力微、德科玛等本土厂商也放出兴建12寸厂消息。

12寸晶圆的机遇

 

全球芯片制造业正处在一个变革与兼并重组的震荡时期，尤其是在12寸生产线的建设方面更是消息满天飞。

但是，半导体产业已经逐渐成为一个国家综合实力的重要标志，芯片产业每1 美元的产值能够带动100 美元的GDP。其中晶圆制造作为半导体产业链中的重中之重，占全球整个半导体市场比重达58.21%，因此芯片制造环节是制约或推动半导体产业发展的重要因素，也成为中国不得不发展的产业之一。

从目前的发展情况来看，中国的12寸晶圆厂的建设主要呈现出以下方面特点：

首先，两极化趋势明显。除了英特尔、三星等少数企业继续投资扩充产能之外，很多厂商都比较保守。且现在的趋势是都采用超级大厂(megafab)的模式，即月产12英寸15万片-20万片，每条生产线投资在70亿-80亿美元。 在此情况之下，中国晶圆厂的建设将能够更好的赢得市场。

其次，国家战略聚焦。中国正在成为全球半导体产业扩张宝地。中国跃升全球半导体第一大市场，但自给率仅 27%，中国提出十三五计划，在〈中国制造 2025〉中明确制定目标为至 2020 年，晶圆自给率将达到 40%，2025 年达 50%，中国庞大资金与相关配套政策扶植下，未来几年半导体建设仍蓬勃发展。

第三，产业链向中国转移。日本面临成本太高、模式陈旧等困境；中国台湾虽然增长，但是受市场、人力成本、电力及地震等客观条件限制，其建厂优势不如从前；韩国的三星及海力士在存储器领域的气势非凡，但产能不足。因此，对于中国来说是个极好的机遇。

第四，中国巨大市场支撑。中国电子制造业惊人的市场发展速度也推动了芯片需求的加速增长，即使目前新建的晶圆厂全部满负荷生产也难以满足中国市场的需求。随着未来几年中国大陆半导体晶圆厂商批量涌现，将逐渐削弱中国对进口芯片的依赖，目前中国仍有很大一部分的芯片依赖进口。

第五，产业资本发力。中国半导体业正处于大的变革之中，大基金的推出是一个重要标志。随着国家集成电路产业投资基金项目启动，国内龙头企业陆续启动收购、重组，带动了整个集成电路产业的大整合，集成电路的投资市场逐渐火热。

处于长远利益和发展的战略考虑，积极投入建设12寸晶圆厂以及相关产业是完全必要，也是势在必行的事，虽然短期内想要在12寸线上赶超是很苦难的，但是机遇与挑战同在！

文/半导体行业观察 刘燚