半导体硅片按直径划分,主流为12英寸(300mm)与8英寸(200mm),二者在下游应用上分工明确:8英寸硅片主要用于传感器、功率器件等90nm以上制程,12英寸硅片则对应90nm以下产品,如逻辑芯片和存储芯片。从产能结构看,2021年全球12英寸硅片产能占比67.2%、8英寸占25.5%、6英寸及以下占7.3%,需求呈现明显的分层特征。
尺寸如何对应制程与器件
半导体硅片的尺寸指硅片直径,行业趋势与光伏硅片一致,都是向大尺寸迁移,因为增加尺寸可以有效分摊生产成本和固定资产。在这一过程中,8英寸与12英寸各自找到了清晰的位置。
- 8英寸硅片:主要用来制作传感器或功率器件,制程工艺一般在90nm以上。
- 12英寸硅片:90nm以下的产品大多数使用12英寸片,典型代表是逻辑芯片和存储芯片。
此外,区熔法由于较难生长出大直径硅棒,一般只用来生产8英寸及以下的硅片,这也从制造工艺层面强化了8英寸与特色器件之间的关联。
需求结构为何持续分化
从需求量看,两类尺寸的体量与增速并不相同。据胜高(SUMCO)测算,2021年全球12英寸硅片需求已达720万片/月,未来几年保持9%以上的增速,到2026年需求量有望超1000万片/月;8英寸硅片需求量在每月600万片左右,增速低于12英寸,但也会继续增长,约每年3%-5%。
8英寸需求之所以能够延续增长,与其产线特征有关。8英寸产线建设普遍较早,大部分已完成折旧,技术也更加成熟,在一些成熟制程或特色工艺上更有优势,因此未来需求仍会继续增长。这意味着,12英寸承接先进逻辑与存储的规模化需求,8英寸则依托成熟制程与特色工艺服务传感器、功率器件等场景,两者形成互补而非简单替代。
| 尺寸 | 主要应用 | 对应制程 | 产能占比(2021年) |
|---|---|---|---|
| 12英寸 | 逻辑芯片、存储芯片 | 90nm以下 | 67.2% |
| 8英寸 | 传感器、功率器件 | 90nm以上 | 25.5% |
| 6英寸及以下 | — | — | 7.3% |
常见问题
8英寸硅片会被12英寸完全取代吗?
短期内不会。8英寸产线大部分已完成折旧、技术成熟,在成熟制程和特色工艺上更有优势,其需求预计仍将保持每年3%-5%的增长。它与12英寸服务的是不同制程区间的需求。
逻辑芯片和存储芯片为什么倾向使用12英寸硅片?
逻辑芯片和存储芯片多属于90nm以下制程,而90nm以下的产品大多数使用12英寸硅片。同时,12英寸硅片能够通过更大尺寸分摊生产成本和固定资产,契合这类芯片的规模化制造需求。
功率器件和传感器主要使用哪种尺寸的硅片?
主要使用8英寸硅片。8英寸硅片主要用于制作传感器或功率器件,制程工艺一般在90nm以上,区熔法生产的8英寸及以下硅片也常用于此类场景。