8英寸晶圓的基本生產原料-8英寸晶圓有哪些優勢-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-06-04
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。二氧化硅礦石經由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達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體的材料，經過照相制版，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。
目前行業應用的晶圓主要有6英寸、8英寸和12英寸這3種，其中8英寸和12英寸的應用量最大。
而相較于12英寸產品，8英寸晶圓有諸多優勢，其中，最主要的是以下兩個：
首先，8英寸晶圓已具備了成熟的特種工藝，而特種工藝技術能夠使尺寸較小的晶粒包含較多的模擬內容，或支持較高電壓。
特種工藝技術包括高精度模擬CMOS、射頻CMOS、嵌入式存儲器CMOS、CIS、高壓CMOS、 BiCMOS和BCDMOS。這些特種技術對晶圓代工廠的工藝參數有較為嚴格的容差限制，常用的DC-DC轉換器、馬達驅動器、電池充電器IC一般都使用8英寸晶圓生產。
其次，大部分8英寸晶圓廠設備已折舊完畢，固定成本較低。8英寸晶圓廠的產能在上世紀90年代末期開始提升，大部分晶圓廠現已完全折舊完畢，因此，8英寸晶圓產品在經營成本上極具競爭力。
雖然當前設備供應商不再制造8英寸晶圓廠所用的新設備，但他們通常會與8英寸晶圓廠進一步合作，以極具成本效益的方式，使舊設備壽命延長10~15年。
在應用端，對8英寸晶圓代工的強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動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，這些產品絕大多數會采用8英寸或6英寸線生產。
當前，8英寸晶圓產能中約47%來自于Foundry，其余產能需求主要來自于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等的產能需求占比已提升至50%。
8英寸晶圓的市場需求結構
當前，市場對功率器件的需求相當強勁，而這也給了8英寸晶圓更多的商業機遇。
汽車和工業應用是功率器件增長的主要驅動力。據Gartner統計，在全球半導體市場中，工業應用和汽車電子的增速最快，而工業應用和汽車電子的應用增量主要來自于功率半導體。
據IC insights預計，在功率半導體年出貨量方面，2016~2021的年復合增長率為5.2%。2017年，功率分立器件銷售額同比增長10.4%。受益于汽車和工業應用驅動，預計未來3年功率分立器件市場仍將保持5%左右的增速。
SEMI的數據顯示，功率分立器件約占8英寸晶圓應用的16%。由于8英寸晶圓設備短缺，全球8英寸晶圓產能增長率僅為1~2%， 低于功率半導體和功率分立器件的增速。因此，汽車電子和工業應用對功率半導體需求大于供給導致功率半導體漲價，而功率半導體對8英寸晶圓產能需求大于供給，導致8英寸晶圓漲價。
在所有功率器件中，IGBT是最具增長潛力的。IHS預計，全球IGBT市場在2016~2021期間的年復合增長率為8%，汽車和工業應用是主要驅動力，而全球MOSFET市場在2016~2021期間的年復合增長率為3%，工業應用仍然是主要驅動力。
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