晶圓代工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：Q3全球晶圓代工行業(yè)市場(chǎng)份額臺(tái)積電以59%占據(jù)主導(dǎo)地位

黃文玉 2023年12月25日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 臺(tái)積電年報(bào) 1045 66
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晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。

近日，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Counterpoint Research發(fā)布報(bào)告，2023年第三季度，全球晶圓代工行業(yè)的市場(chǎng)份額呈現(xiàn)出明顯的等級(jí)。得益于N3的產(chǎn)能提升和智能手機(jī)的補(bǔ)貨需求，臺(tái)積電以59%的市場(chǎng)份額占據(jù)了主導(dǎo)地位。排在第二位的是三星Foundry，占13%的份額。聯(lián)電、格芯和中芯國(guó)際的市場(chǎng)份額相近，各占6%左右。

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999999999%。晶圓代工就是向?qū)I(yè)的集成電路設(shè)計(jì)公司或電子廠商提供專門的制造服務(wù)。這種經(jīng)營(yíng)模式使得集成電路設(shè)計(jì)公司不需要自己承擔(dān)造價(jià)昂貴的廠房，就能生產(chǎn)。

晶圓的主要加工方式為片加工和批加工，即同時(shí)加工1片或多片晶圓。隨著半導(dǎo)體特征尺寸越來(lái)越小，加工及測(cè)量設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，使得晶圓加工出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)特點(diǎn)。同時(shí)，特征尺寸的減小，使得晶圓加工時(shí)，空氣中的顆粒數(shù)對(duì)晶圓加工后質(zhì)量及可靠性的影響增大，而隨著潔凈的提高，顆粒數(shù)也出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)特點(diǎn)。

集成電路市場(chǎng)結(jié)構(gòu)而言，集成電路可劃分為芯片設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試，其中設(shè)備材料與制造和封裝測(cè)試聯(lián)系最為緊密，對(duì)應(yīng)分為前道設(shè)備和后道設(shè)備，晶圓材料和封裝材料。半導(dǎo)體設(shè)備材料尤其是在部分晶圓制造設(shè)備高端領(lǐng)域處于美歐日壟斷狀態(tài)，“卡脖子”問題突出，是當(dāng)前及未來(lái)國(guó)產(chǎn)化重點(diǎn)突破的領(lǐng)域。

晶圓代工行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著下游消費(fèi)電子和計(jì)算機(jī)用戶高端產(chǎn)品需求逐步走高，促進(jìn)整體晶圓先進(jìn)制程需求占比持續(xù)走高，為了滿足市場(chǎng)需求，晶圓廠行業(yè)需持續(xù)加大研發(fā)同時(shí)購(gòu)買更先進(jìn)的設(shè)備生產(chǎn)先進(jìn)制程晶圓，帶動(dòng)全球晶圓代工支出金額逐年增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)顯示，全球晶圓代工行業(yè)資本開支從2020年的341.72億美元增長(zhǎng)至2022年的650美元左右。2020年全球疫情同時(shí)產(chǎn)能出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，部分企業(yè)停工導(dǎo)致整體產(chǎn)能利用率下降，實(shí)際產(chǎn)量存在明顯增長(zhǎng)，2021年晶圓需求爆發(fā)，下游汽車和消費(fèi)電子企業(yè)需求持續(xù)增長(zhǎng)，產(chǎn)能和產(chǎn)能利用率達(dá)到近年來(lái)新高，產(chǎn)能增長(zhǎng)8.5%至2.425億片(全球折合8英寸晶圓)，產(chǎn)能利用率達(dá)93.8%。

晶圓加工屬于晶圓制造領(lǐng)域，按照廠商類型可分為IDM和Foundry模式，IDM屬于重資產(chǎn)模式，為IC設(shè)計(jì)—IC制造—IC封測(cè)一體化垂直整合，主要企業(yè)為三星等，F(xiàn)oundry模式廠商相較IDM僅具備IC制造和封測(cè)能力，剝離了設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。就作用而言，晶圓專業(yè)代工廠商降低了IC產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門檻，激發(fā)了上游IC設(shè)計(jì)廠商的爆發(fā)，以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用的創(chuàng)新，繼而加速了IC產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用周期，拓展了下游IC產(chǎn)品應(yīng)用。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)晶圓代工行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報(bào)告》顯示：

半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)模式分為IDM和Fabless +Foundry，IDM集IC設(shè)計(jì)、制造與封裝測(cè)試為一體,屬于重資產(chǎn)模式，對(duì)于企業(yè)的資金要求極高，F(xiàn)abless +Foundry模式將晶圓制造生產(chǎn)部分委任給Foundry可降低Fabless設(shè)計(jì)的準(zhǔn)入門檻，降低資金投入，有助于企業(yè)技術(shù)快速突破。晶圓設(shè)備通常占比總晶圓項(xiàng)目投資額8成左右，以國(guó)內(nèi)最大的代工廠中芯國(guó)際為例，其12英寸芯片SN1項(xiàng)目的總投資額中生產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)占比80.9%。從臺(tái)積電單片晶圓成本來(lái)看，主要成本是折舊費(fèi)用，占比近5成，除此之外專利費(fèi)用也是較大成本占比?？傮w來(lái)看，晶圓生產(chǎn)中設(shè)備及技術(shù)專利等占據(jù)主要成本。

目前，半導(dǎo)體行業(yè)垂直分工成為了主流，新進(jìn)入者大多數(shù)擁抱fabless模式，部分IDM廠商也在逐漸走向fabless(無(wú)晶圓)或者fablite(輕晶圓)模式。晶圓代工商業(yè)模式，大幅降低了芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的資本門檻，推動(dòng)全球芯片設(shè)計(jì)快速崛起，已取代IDM(垂直整合模式)成為半導(dǎo)體制造主流模式。

除開高昂的設(shè)備成本外，晶圓材料作為晶圓代工生產(chǎn)基本組成，晶圓代工技術(shù)迭代離不開晶圓制造材料的發(fā)展與更新。目前晶圓制造材料眾多，包括硅片、光掩膜版、光刻膠及附屬產(chǎn)品、電子特種氣體、濕法電子化學(xué)品、CMP拋光材料等。硅片作為晶圓基本載體市場(chǎng)份額占比最高，達(dá)37%。

根據(jù)摩爾定律，約18月集成電路晶體管數(shù)量將增加一倍，技術(shù)持續(xù)發(fā)展下集成電路線寬不斷縮小，集成電路的設(shè)備投資呈指數(shù)級(jí)上升趨勢(shì)。根據(jù)IBS統(tǒng)計(jì)，5nm產(chǎn)線的設(shè)備投資高達(dá)數(shù)百億美元，是16/14nm產(chǎn)線投資的兩倍以上，是28nm的四倍左右。

2021年全球晶圓代工市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1101億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)約26%，2022年整體下游需求波動(dòng)，但整體晶圓代工市場(chǎng)波動(dòng)較小，市場(chǎng)規(guī)模仍有明顯增長(zhǎng)，較2021年增長(zhǎng)23.5%左右。2022年我國(guó)純晶圓代工銷售額已超過105億美元，較2021年增長(zhǎng)約41.1%。

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