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

黃文玉 2023年12月25日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 臺積電年報 1045 66
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晶圓是指硅半導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構，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。

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

晶圓是指硅半導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構，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99.999999999%。晶圓代工就是向?qū)I(yè)的集成電路設計公司或電子廠商提供專門的制造服務。這種經(jīng)營模式使得集成電路設計公司不需要自己承擔造價昂貴的廠房，就能生產(chǎn)。

晶圓的主要加工方式為片加工和批加工，即同時加工1片或多片晶圓。隨著半導體特征尺寸越來越小，加工及測量設備越來越先進，使得晶圓加工出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)特點。同時，特征尺寸的減小，使得晶圓加工時，空氣中的顆粒數(shù)對晶圓加工后質(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。

集成電路市場結構而言，集成電路可劃分為芯片設計、制造和封裝測試，其中設備材料與制造和封裝測試聯(lián)系最為緊密，對應分為前道設備和后道設備，晶圓材料和封裝材料。半導體設備材料尤其是在部分晶圓制造設備高端領域處于美歐日壟斷狀態(tài)，“卡脖子”問題突出，是當前及未來國產(chǎn)化重點突破的領域。

晶圓代工行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

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

晶圓加工屬于晶圓制造領域，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設計—IC制造—IC封測一體化垂直整合，主要企業(yè)為三星等，F(xiàn)oundry模式廠商相較IDM僅具備IC制造和封測能力，剝離了設計業(yè)務。就作用而言，晶圓專業(yè)代工廠商降低了IC產(chǎn)業(yè)的進入門檻，激發(fā)了上游IC設計廠商的爆發(fā)，以及產(chǎn)品設計和應用的創(chuàng)新，繼而加速了IC產(chǎn)品的開發(fā)應用周期，拓展了下游IC產(chǎn)品應用。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國晶圓代工行業(yè)市場發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報告》顯示：

半導體行業(yè)的生產(chǎn)模式分為IDM和Fabless +Foundry，IDM集IC設計、制造與封裝測試為一體,屬于重資產(chǎn)模式，對于企業(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設計的準入門檻，降低資金投入，有助于企業(yè)技術快速突破。晶圓設備通常占比總晶圓項目投資額8成左右，以國內(nèi)最大的代工廠中芯國際為例，其12英寸芯片SN1項目的總投資額中生產(chǎn)設備購置及安裝費占比80.9%。從臺積電單片晶圓成本來看，主要成本是折舊費用，占比近5成，除此之外專利費用也是較大成本占比?？傮w來看，晶圓生產(chǎn)中設備及技術專利等占據(jù)主要成本。

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

除開高昂的設備成本外，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、濕法電子化學品、CMP拋光材料等。硅片作為晶圓基本載體市場份額占比最高，達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，技術持續(xù)發(fā)展下集成電路線寬不斷縮小，集成電路的設備投資呈指數(shù)級上升趨勢。根據(jù)IBS統(tǒng)計，5nm產(chǎn)線的設備投資高達數(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規(guī)模達1101億美元，占全球半導體市場約26%，2022年整體下游需求波動，但整體晶圓代工市場波動較小，市場規(guī)模仍有明顯增長，較2021年增長23.5%左右。2022年我國純晶圓代工銷售額已超過105億美元，較2021年增長約41.1%。

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