SOI硅片(绝缘体上硅片)属于半导体硅片按制造工艺划分出的一类产品,处于晶圆制造的上游材料环节。其价值分配并非由单一环节独占:衬底厂商掌握键合等专属工艺与良率积累,晶圆厂则掌握下游制程需求与产能节奏,话语权随供需松紧与产品良率水平动态变化。 从产业链分工看,SOI硅片由硅片厂商完成制造并交付,下游晶圆厂在其基础上进行芯片制造,两者是上下游供应关系而非替代关系。国内已实现SOI硅片布局的厂商包括沪硅产业旗下新傲科技与Okmetic,其中新傲科技SOI硅片月产能3万片/月,Okmetic SOI硅片月产能2万片/月。
一、链条分工:材料端先行,制造端承接
半导体硅片是半导体产业的基石,属于产业链上游材料端。从单晶硅棒到硅片成品,需经历滚磨、线切、倒角、抛光、清洗等多道工艺,主要目的有三点:修正硅片的物理性能、减少表面损伤,以及消除表面的玷污和颗粒。SOI硅片正是在这一材料制造环节中,按制造工艺划分出的品类之一,与抛光片、外延片并列。
晶圆厂则位于其下游,采购硅片后进入芯片制造流程。资料显示,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;90nm以下的产品大多数使用12英寸片,比如逻辑芯片和存储芯片。这意味着SOI硅片厂商的客户结构与产品定位,需与下游晶圆厂的制程需求相匹配。
二、附加值来源:键合工艺与良率积累
SOI硅片的附加值,主要来自键合等专属工艺。资料在对比半导体硅片与光伏硅片的工艺路径时提到,光伏硅片在拉晶后经历切片、研磨、刻蚀、外延、键合、清洗等环节,而半导体硅片在拉晶后经历磨圆、切片、倒角、抛光、清洗等步骤,外延片是半导体硅片独有的工艺。键合作为SOI硅片形成绝缘层结构的关键工序,构成衬底厂商技术壁垒的一部分。
但工艺本身并不自动转化为议价能力。材料环节具有非常高的技术壁垒,核心体现在产品良率上:芯片制程已精细到纳米级别,硅片上非常微小的瑕疵都会对芯片性能造成严重干扰。良率与规模关系不大,考验的更多是厂家的技术积累。资料显示,日本两家头部企业在硅片行业深耕多年,12寸片(28nm以上)良率可做到95%以上,而国内企业良率普遍不到60%;一般来说,良率要达到70%以后,规模效应才会凸显出来。对SOI硅片厂商而言,良率水平直接决定其能否稳定供货并实现盈亏平衡。
三、话语权归属:供需与良率的双向博弈
话语权并非固定归属某一方,而是取决于两个变量。
其一是供需格局。资料显示,全球半导体硅片主要由信越化学、胜高等五大巨头垄断,头部厂商在经历此前行业盲目扩张导致供需严重失衡、价格连续多年下跌的教训后,对扩产非常谨慎,直到2021年下半年才开始陆续推出扩产计划。而硅片扩产周期较长,即使经验丰富的大厂,从建厂到量产也需要两到三年时间。供给弹性有限时,材料端的议价条件相对改善。
其二是客户优先级。资料提到,在供给紧张的情况下,海外硅片大厂一般会优先保障台积电、三星这些大牌晶圆厂,对大陆厂商的供给相应有所减少。这说明晶圆厂的规模与地位,同样会影响其在供应序列中的位置。
因此,衬底厂商与晶圆厂之间更接近相互依存的关系:前者以键合工艺和良率积累提供不可替代的材料能力,后者以制程需求和采购规模影响材料端的产能分配与价值实现。
常见问题
SOI硅片在产业链中处于什么位置?
SOI硅片即绝缘体上硅片,是半导体硅片按制造工艺划分的一种类型,与抛光片、外延片并列,处于晶圆制造的上游材料环节。硅片本身是半导体产业的基石,需经拉晶及后续多道工艺制成成品后交付下游晶圆厂。
键合工艺带来的附加值归谁?
键合是SOI硅片形成结构的关键工序,属于衬底厂商的制造环节。但附加值能否兑现,取决于厂商的良率水平——良率不足会直接影响供货稳定性与盈亏平衡,因此这部分价值并非自动归属于某一方。
衬底厂商和晶圆厂谁的话语权更大?
没有固定答案。供给紧张、扩产周期长时,材料端的议价条件相对改善;而晶圆厂的规模与地位会影响其在供应序列中的优先级。双方话语权随供需格局与良率水平动态变化,需结合具体时点的市场状况判断。