8英寸晶圓的基本生產(chǎn)原料-8英寸晶圓有哪些優(yōu)勢-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-06-04
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%。
8英寸晶圓的基本原料，硅是由石英砂所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，經(jīng)過照相制版，研磨，拋光，切片等程序，將多晶硅融解拉出單晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圓。
目前行業(yè)應(yīng)用的晶圓主要有6英寸、8英寸和12英寸這3種，其中8英寸和12英寸的應(yīng)用量最大。
而相較于12英寸產(chǎn)品，8英寸晶圓有諸多優(yōu)勢，其中，最主要的是以下兩個(gè)：
首先，8英寸晶圓已具備了成熟的特種工藝，而特種工藝技術(shù)能夠使尺寸較小的晶粒包含較多的模擬內(nèi)容，或支持較高電壓。
特種工藝技術(shù)包括高精度模擬CMOS、射頻CMOS、嵌入式存儲器CMOS、CIS、高壓CMOS、 BiCMOS和BCDMOS。這些特種技術(shù)對晶圓代工廠的工藝參數(shù)有較為嚴(yán)格的容差限制，常用的DC-DC轉(zhuǎn)換器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、電池充電器IC一般都使用8英寸晶圓生產(chǎn)。
其次，大部分8英寸晶圓廠設(shè)備已折舊完畢，固定成本較低。8英寸晶圓廠的產(chǎn)能在上世紀(jì)90年代末期開始提升，大部分晶圓廠現(xiàn)已完全折舊完畢，因此，8英寸晶圓產(chǎn)品在經(jīng)營成本上極具競爭力。
雖然當(dāng)前設(shè)備供應(yīng)商不再制造8英寸晶圓廠所用的新設(shè)備，但他們通常會(huì)與8英寸晶圓廠進(jìn)一步合作，以極具成本效益的方式，使舊設(shè)備壽命延長10~15年。
在應(yīng)用端，對8英寸晶圓代工的強(qiáng)勁需求主要來源于功率器件、電源管理IC、影像傳感器、指紋識別芯片和顯示驅(qū)動(dòng)IC等。由于模擬/分立器件擁有成熟制程+特種工藝的特性，因此，這些產(chǎn)品絕大多數(shù)會(huì)采用8英寸或6英寸線生產(chǎn)。
當(dāng)前，8英寸晶圓產(chǎn)能中約47%來自于Foundry，其余產(chǎn)能需求主要來自于IDM的模擬芯片、分立器件、邏輯芯片和MEMS，其中模擬芯片、分立器件和邏輯芯片（主要為MCU、指紋識別芯片、CMOS等）、MEMS等的產(chǎn)能需求占比已提升至50%。
8英寸晶圓的市場需求結(jié)構(gòu)
當(dāng)前，市場對功率器件的需求相當(dāng)強(qiáng)勁，而這也給了8英寸晶圓更多的商業(yè)機(jī)遇。
汽車和工業(yè)應(yīng)用是功率器件增長的主要驅(qū)動(dòng)力。據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，在全球半導(dǎo)體市場中，工業(yè)應(yīng)用和汽車電子的增速最快，而工業(yè)應(yīng)用和汽車電子的應(yīng)用增量主要來自于功率半導(dǎo)體。
據(jù)IC insights預(yù)計(jì)，在功率半導(dǎo)體年出貨量方面，2016~2021的年復(fù)合增長率為5.2%。2017年，功率分立器件銷售額同比增長10.4%。受益于汽車和工業(yè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)未來3年功率分立器件市場仍將保持5%左右的增速。
SEMI的數(shù)據(jù)顯示，功率分立器件約占8英寸晶圓應(yīng)用的16%。由于8英寸晶圓設(shè)備短缺，全球8英寸晶圓產(chǎn)能增長率僅為1~2%， 低于功率半導(dǎo)體和功率分立器件的增速。因此，汽車電子和工業(yè)應(yīng)用對功率半導(dǎo)體需求大于供給導(dǎo)致功率半導(dǎo)體漲價(jià)，而功率半導(dǎo)體對8英寸晶圓產(chǎn)能需求大于供給，導(dǎo)致8英寸晶圓漲價(jià)。
在所有功率器件中，IGBT是最具增長潛力的。IHS預(yù)計(jì)，全球IGBT市場在2016~2021期間的年復(fù)合增長率為8%，汽車和工業(yè)應(yīng)用是主要驅(qū)動(dòng)力，而全球MOSFET市場在2016~2021期間的年復(fù)合增長率為3%，工業(yè)應(yīng)用仍然是主要驅(qū)動(dòng)力。
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