作为半导体产业链上游原材料，硅晶圆供应紧张已经不是一天两天了，可全球主要供应商胜高表示其2026 年产能已售罄的消息，依旧让不少科技粉震惊，半导体上游供应已经如此紧张了吗？

　　近日，半导体行业硅晶圆的主要供应商 Sumco（胜高）表示，其到 2026 年的产能已经售罄，这表明硅晶圆的短缺状况可能在未来几年都不会缓解。

　　Sumco表示，未来五年所有300mm晶圆产量都已被订购。对于150mm和200mm晶圆，没有接受这么长期的订单，但未来几年需求可能会继续超过供应。2021年晶圆价格比前一年上涨10%，Sumco预计这种涨势将至少持续到2024年。

　　目前，球九成以上的市场份额将被信越化学（日本）、环球晶圆（中国）、日本胜高（SUMCO）、韩国 SK siltron 四巨头占据。

　　由于终端需求强劲，台胜科、合晶发布涨价通知，涨幅至少一成，合晶部分产品更是大涨三成。据国际半导体产业协会数据，2021 年底全球有19 座高产能晶圆厂迈入建置期，另有十座晶圆厂将于2022 年动工，由于一座晶圆厂月产能三、五万片起跳，对硅晶圆用量也随之直线上升，但在市场供给有限、新产能还来不及开出下，促成此波硅晶圆涨价潮。

　　作为半导体产业链的重要上游材料，硅晶圆每一次供需紧张都会带来整个半导体产业链的动荡，甚至格局变化，而这一次，国产硅晶圆和国产芯片能否获得弯道超车的机会呢？

　　晶圆是制造半导体芯片的基本材料，半导体集成电路最主要的原料是硅，因此对应的就是硅晶圆。金属硅便属于晶圆的上游产品。

　　高纯度的多晶硅经过单晶硅再研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片。目前全球芯片市场上，使用最主流的晶圆有三种规格：6寸、8寸、12寸。现在市场上12寸的晶圆是主流，将近7成的产能都是12寸晶圆。晶圆的尺寸越大，制造的难度也就越高，当然这些大晶圆切割出来的芯片也就越多。对12寸晶圆需求最强的是存储芯片（NAND和DRAM），8寸晶圆更多的是用于汽车电子等领域。

　　硅晶圆由于对纯度要求超高，行业壁垒极高、呈现高度垄断格局。目前以日本信越半导体、日本三菱住友SUMCO、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltronic，为代表的五家公司掌握90%以上的市场份额。

　　硅晶圆在芯片制造材料中占比最高，达到 37%，是芯片供应链中的重要环节。虽然中国是全球硅晶圆的重要市场，但国产自给率很低。中国的半导体硅晶圆国内企业只能达到4～6寸硅片的性能需要，并少量供应8寸市场，12寸处于刚起步阶段。

　　国内半导体材料产业起步较晚，由于受到技术、资金、以及人才的限制，国内半导体材料产业总体表现出数量偏少、企业规模偏小、技术水平偏低以及产业布局分散的特征。虽然有有研半导体、金瑞泓、上海新傲、南京国盛、宁夏银河、中环股份、河北普兴和上海新晟等一批从事硅片的供应商，但这些供应商在大尺寸硅片上的生产极少，中国大尺寸硅晶圆主要依赖进口。

　　硅晶圆在整个半导体生态中的重要性不言而喻，纵观国内半导体产业发展史，硅晶圆并非没有出现过“断供”局面。

　　早在2017年，在全球硅晶圆供需极为紧张的情况下，就传出过日本硅晶圆大厂Sumco决定砍掉NORFlash厂武汉新芯的硅晶圆订单，优先供货给台积电、英特尔(Intel)、美光(Micron)等大厂，不仅加重NORFlash短缺情况，日系供应商供货明显偏向台、美、日厂，也让半导体发展陷入硅晶圆不足困境。

　　据SEMI统计，2016至2017年间确定新建的晶圆厂就有19座，其中就占了10座，总投资7816亿元。而2017年到2020年四年间，还会有26座新晶圆厂投产，成为全球新建晶圆厂最积极的地区。

　　与此同时，成立于2014年的上海新昇成为国内首个12英寸大硅片项目的承担主体，也是目前唯一获得国家重大项目支持的硅片公司，承担了国家02专项核心工程之一的“40-28 纳米集成电路制造用300毫米硅片”项目，其12英寸大硅片项目在2017年四季度已经实现了量产，成功实现国产12英寸大硅片从0到1的突破！

　　不过在硅晶圆领域，特别是大硅片，由于中国起步较晚、技术底子薄，因此无论是已实现量产的沪硅产业（上海新昇）12英寸硅片项目，还是正在筹建、以及爬坡的各个产线，都还只是处于国产大硅片自给之路的开端，后期任重而道远，还需要不断努力、坚持和投入。

　　晶圆代工或晶圆专工(Foundry)，半导体产业的一种营运模式，专门从事半导体晶圆制造生产，接受其他IC设计公司委托制造，而不自己从事设计的公司。有些拥有晶圆厂的半导体公司，如英特尔(Intel)、AMD等，会因产能或成本等因素，也会将部份产品委由晶圆代工公司生产制造。台积电、联电为世界排名第一与第二的晶圆代工公司。反之，专门从事IC电路设计而不从事生产且无半导体厂房的公司称为无厂半导体公司(Fabless)。

　　无厂半导体公司依赖晶圆代工公司生产产品，因此产能、技术都受限于晶圆代工公司，但优点是不必自己兴建、营运晶圆厂。随着芯片制成微缩、晶圆尺寸成长，建设一间晶圆厂动辄百亿美金的经费，往往不是一般中小型公司所能够负担得起;而透过此模式与晶圆代工厂合作，IC设计公司就不必负担高阶制程高额的研发与兴建费用，晶圆代工厂能够专注于制造，开出的产能也可售予多个用户，将市场波动、产能供需失衡的风险减到最小。

　　随着市场需求的扩张和芯片代工水平的提升，国内厂商产能持续提高，中国在半导体制造加工的话语权逐步增强，其中最为知名的就是台积电和中芯国际，除此之外，华虹集团、武汉新芯等同样拥有不错的市场份额。

　　长期来看，国内持续落地的晶圆厂和终端芯片需求，都为晶圆代工产业提供了较为确定的成长机会。短期而言，当前半导体供应链中以晶圆产能不足问题最为严重，虽然全球主要晶圆代工厂均已实施扩建计划，但是产能放量仍需时间，Trend Force 的预测显示 8英寸晶圆的缺货态势将延续到 2023 年下半年。

　　当然，国内晶圆代工厂的发展也不是绝对一帆风顺的，从产能端来看，“两头在外”现象严重，本土晶圆制造代工厂给国外设计公司做代工，国内设计公司也依靠海外代工厂去制造芯片。从晶圆代工工艺角度来看，目前国内晶圆代工厂在特色工艺领域（BCD等模拟工艺、射频、e-NVM、功率器件等）同国外晶圆代工厂差别不大，基本能满足国内设计公司要求，同时也承接了大规模海外设计公司的需求，但国内晶圆代工厂难以满足国内设计公司对主流工艺（16nm及以下）和高性能模拟工艺的需求。

　　从制程端来看，与海外巨头有2~3技术代的差距。本土IC设计公司近年来设计工艺逐渐向90nm以内节点发展。2017年，设计公司采用0.13um节点占比53%，2018年90nm及以下节点制程的需求将超过0.13um，至2025年中国设计公司70%会用到90nm以内制程。

　　而目前最先进的工艺制程为28纳米，仅有中芯可提供，第一代FinFET 14纳米技术进入客户验证阶段，而全球最领先的台积电则已向5纳米进军。与英特尔和三星对比，代表最先进水平的中芯在量产14纳米与其有近5年的时间差距。

　　面对新一轮的硅晶圆供需紧张，唯有早做准备、未雨绸缪，才能抓住危机下的机遇，进而推动国内半导体产业的成长。

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