全球硅晶圆出货量2024年实现强劲增长：国产替代大硅片晶圆

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。 晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1 片或多片晶圆。

随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。

硅晶圆(wafer)用来制造集成电路(IC)的载板，在上面布满晶粒，将晶粒切开后得到芯片，将芯片经过封装测试，制成集成电路。硅晶圆尺寸是它的直径，目前较常见的有6、8、12英寸。硅晶圆的尺寸越大越贵，生产成本愈高，但能额外产出的芯片数量是好几倍，例如：12寸晶圆的生产成本大约是6寸晶圆的「2倍」，但是12寸晶圆的「面积」是6寸晶圆的「4倍」(边长2倍，面积4倍)，最后得到的芯片数目是4倍，大的硅晶圆成本虽然较高，但单位成本是降低的，一片硅晶圆可以产生上百或上千个相同的芯片，但大的硅晶圆制程技术与环境设备要求，也相对来说更为严苛。

先回想一下小时候在玩乐高积木时，积木的表面都会有一个一个小小圆型的凸出物，藉由这个构造，我们可将两块积木稳固的叠在一起，且不需使用胶水。晶片制造，也是以类似这样的方式，将后续添加的原子和基板固定在一起。因此，我们需要寻找表面整齐的基板，以满足后续制造所需的条件。

在固体材料中，有一种特殊的晶体结构──单晶(Monocrystalline)。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性，可以形成一个平整的原子表层。因此，采用单晶做成晶圆，便可以满足以上的需求。然而，该如何产生这样的材料呢，主要有二个步骤，分别为纯化以及拉晶，之后便能完成这样的材料。

国际半导体产业协会(SEMI)发布的半导体产业年度硅晶圆出货预测报告中指出，全球硅晶圆出货量预计将在2024年实现强劲增长，2021年硅晶圆出货面积同比增长13.9%，创下近14000百万平方英寸(MSI)的历史新高，成长主要体现在logic，foundry和 memory领域。

全球硅晶圆产业前景，预测出货量将一路走强至2024年。SEMI预估今年硅晶圆出货量较去年同期大增13.9%，达到近14000百万平方英寸的历史新高。

华泰证券表示，下半年硅晶圆合约价已经逐步调涨，2021年全年涨幅约达5%-10%，此外，考虑到各家硅晶圆厂目前产能利用率均达100%满载，但在未来2-3年内新增产能开出十分有限，预期2022年下半年硅晶圆供给短缺，2023年缺货情况会更严重。

据国外媒体报道，在汽车、消费电子等多领域芯片供应紧张，多家芯片厂商新建工厂的推动下，芯片厂商对芯片制造设备的需求明显增加。而多领域芯片供应紧张，多家芯片代工商满负荷运营，也拉升了对硅晶圆的需求。在业内人士普遍认为芯片短缺还将持续一段时间的情况下，对硅晶圆的强劲需求，也就预计还会持续一段时间。值得注意的是，全球重要的硅晶圆供应商环球晶圆，在今年5月份就预计，芯片厂商对硅晶圆的强劲需求，将持续到2023年。国际半导体产业协会预计的增长势头延续时间，还要长于环球晶圆此前的预期。

相信大家都知道，目前我们所使用的芯片产品全部都是硅晶圆所生产出来，而硅晶圆片又是从沙子提纯(达到11个九纯度)，再形成硅锭—硅棒(切片、打磨)—硅晶圆(可制造芯片原材料)，而目前市面上主流的硅晶圆片尺寸只要有12寸、8寸以及6寸等，其中12寸硅晶圆片产销量最大，达到了惊人的80%，其他尺寸的硅晶圆片仅占比20%，而国内第一家可以制造12寸硅晶圆片的厂商，是张汝京创建的上海新昇，但就在近日，国内又一芯片巨头正式官宣，成为了国内首家实现12英寸单晶、抛光到外延研发、生产的企业，它就是中欣晶圆。

根据统计数据显示，虽然我们国内也有不少芯片制造厂商，其中最为著名就是中芯国际以及华虹半导体，但即便如此，国内绝大部分的硅晶圆片都依赖于进口，整体硅晶圆片进口份额占比超过90%，而全球硅晶圆片生产主要被美国、日本、韩国以及中国台湾的厂商所垄断，虽然此前我们国内也有企业可以生产12寸晶圆片，但都是以抛光片为主，而这次直接搞定了12寸硅晶圆片生产的全产业链，无疑也直接解决掉制约我国集成电路产业发展道路上的重要技术瓶颈。