一、晶圓產(chǎn)業(yè)概述

　　（一）晶圓定義與制造流程

　　晶圓，作為半導(dǎo)體集成電路制作的關(guān)鍵材料，通常是由高純度的單晶硅制成的圓形薄片。其制造流程極為復(fù)雜，涵蓋多個關(guān)鍵步驟。

　　硅材料提純：硅元素在自然界中主要以二氧化硅的形式存在，如石英砂。首先需通過一系列物理和化學(xué)方法對石英砂進行提純，以獲取高純度的電子級硅，純度通常要達到99.9999999%-99.999999999%，即9N-11N的純度水平。這一過程通常采用改良西門子法，先將冶金級硅與氯化氫合成便于提純的三氯氫硅氣體，再通過精餾提純，最后利用還原反應(yīng)和化學(xué)氣相沉積技術(shù)轉(zhuǎn)化為高純度的電子級多晶硅。

　　拉晶：將高純度的多晶硅放入石英坩堝中，利用石墨加熱器加熱至約1400℃使其熔化。在惰性氣體環(huán)境中，將一顆籽晶浸入熔液，同時坩堝和籽晶作反向旋轉(zhuǎn)，籽晶緩慢向上提拉，使熔化的多晶硅按籽晶晶格排列方向生長，最終形成圓柱狀的單晶硅晶棒，此過程也稱為直拉法（CZ法）。此外，還有區(qū)熔法（Fz法）用于制備高純度的單晶硅棒，該方法不使用坩堝，通過線圈局部加熱硅棒使其部分熔化，利用旋轉(zhuǎn)籽晶進行拉制，生產(chǎn)的單晶硅純度更高，但成本也相對較高，主要用于制作高反壓元件，如可控硅、整流器等。

　　切割：使用精密鋸片或線切割技術(shù)將單晶硅晶棒切割成厚度均勻的薄片，這些薄片便是最初形態(tài)的晶圓。切割過程對設(shè)備精度和工藝要求極高，以確保晶圓的厚度一致性和表面平整度，減少切割損傷，為后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。

　　研磨：切割后的晶圓表面可能存在不平整和微觀裂紋等缺陷，需要通過旋轉(zhuǎn)研磨機和氧化鋁漿料進行機械研磨，去除表面的損傷層，使晶圓表面達到更高的平整度和光潔度，滿足后續(xù)工藝對表面質(zhì)量的嚴格要求。

　　拋光：采用化學(xué)機械拋光（CMP）技術(shù)，使用特定的拋光漿料和拋光墊，在化學(xué)和機械作用的協(xié)同下，進一步對晶圓表面進行拋光處理，使其達到鏡面效果，表面粗糙度降低到納米級，以滿足光刻等高精度工藝的需求。

　　清洗與檢測：經(jīng)過一系列加工后的晶圓，表面可能殘留有雜質(zhì)、顆粒和化學(xué)物質(zhì)等，需要使用特定的化學(xué)溶液和去離子水進行多次清洗，去除表面的污染物。同時，運用先進的檢測技術(shù)，如掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）等，對晶圓的表面質(zhì)量、幾何尺寸、晶體結(jié)構(gòu)等進行全面檢測，確保晶圓符合質(zhì)量標準。

　　（二）晶圓產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

　　晶圓產(chǎn)業(yè)鏈是一個龐大而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，涵蓋了從上游原材料和設(shè)備供應(yīng)，到中游晶圓制造、封裝測試，再到下游廣泛應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)。

　　上游：主要包括硅片、電子氣體、光刻膠、光掩模版、CMP拋光材料、靶材等原材料的供應(yīng)，以及光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備、測試設(shè)備等關(guān)鍵制造設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。硅片是晶圓制造的核心原材料，其質(zhì)量和性能直接影響晶圓的品質(zhì)。全球硅片市場高度集中，日本信越、SUMCO、環(huán)球晶圓、SK Siltron和世創(chuàng)等企業(yè)占據(jù)了主要市場份額。電子氣體在半導(dǎo)體制造過程中用于蝕刻、摻雜、氣相沉積等關(guān)鍵工藝，種類繁多，對純度和穩(wěn)定性要求極高。光刻膠是光刻工藝中的關(guān)鍵材料，能夠在紫外光等照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)電路圖案的轉(zhuǎn)移。光刻機則是晶圓制造中最核心、最昂貴的設(shè)備之一，其技術(shù)水平?jīng)Q定了芯片的最小制程尺寸，目前荷蘭ASML在高端光刻機市場處于壟斷地位。

　　中游：是晶圓制造的核心環(huán)節(jié)，包括晶圓制造、封裝和測試。晶圓制造企業(yè)通過光刻、蝕刻、離子注入、薄膜沉積等一系列復(fù)雜工藝，將設(shè)計好的電路圖案逐步構(gòu)建在晶圓上，形成具有特定功能的集成電路芯片。全球知名的晶圓制造企業(yè)有臺積電、三星、英特爾、中芯國際等。臺積電憑借其先進的制程工藝和強大的產(chǎn)能，在全球晶圓代工市場占據(jù)主導(dǎo)地位，市場份額超過50%。封裝環(huán)節(jié)則是將制造好的芯片進行保護和電氣連接，常見的封裝形式有DIP、QFP、BGA、CSP等。測試環(huán)節(jié)用于檢測芯片的性能、功能和可靠性，確保產(chǎn)品符合質(zhì)量標準。

　　下游：應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涵蓋了計算機、通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等眾多行業(yè)。在計算機領(lǐng)域，晶圓用于制造中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、內(nèi)存芯片等關(guān)鍵部件；在通信領(lǐng)域，支持5G基站、智能手機、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等的運行；在汽車電子領(lǐng)域，應(yīng)用于自動駕駛系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、動力控制系統(tǒng)等；在工業(yè)控制領(lǐng)域，用于各類自動化設(shè)備和智能工廠的運行；在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，助力醫(yī)學(xué)影像設(shè)備、生命監(jiān)測設(shè)備等的發(fā)展；在航空航天領(lǐng)域，為衛(wèi)星、飛行器等提供關(guān)鍵的電子支持。

　　二、全球晶圓產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　�。ㄒ唬� 市場規(guī)模與增長趨勢

　　近年來，全球晶圓產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢。根據(jù)Visual Capitalist的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2024年全球晶圓代工行業(yè)總收入達到了1317億美元，其中僅臺積電一家便占據(jù)了62%的市場份額。值得注意的是，2024年大陸晶圓廠在市場份額上持續(xù)增長，中芯國際占據(jù)了5%，華虹占據(jù)了2%，晶合集成占據(jù)了1%，合計拿下8%的市場份額，而且增長勢頭強勁。這一增長主要得益于新興技術(shù)的快速發(fā)展，如人工智能、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，這些技術(shù)對半導(dǎo)體芯片的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，從而帶動了晶圓市場的繁榮。

　　在人工智能領(lǐng)域，隨著深度學(xué)習(xí)算法的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的日益廣泛，對高性能計算芯片的需求急劇增加。例如，訓(xùn)練大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型需要大量的計算資源，這使得對具有強大計算能力的圖形處理器（GPU）和專用人工智能芯片（ASIC）的需求大幅上升，進而推動了晶圓市場的增長。以英偉達為例，其推出的A100和H100等GPU芯片，采用了先進的制程工藝，對晶圓的需求巨大。

　　5G通信的普及也為晶圓產(chǎn)業(yè)帶來了新的機遇。5G基站的建設(shè)需要大量的射頻芯片、基帶芯片和功率放大器等，這些芯片的制造離不開晶圓。同時，5G智能手機的市場份額不斷擴大，對芯片的性能和功能要求也越來越高，進一步刺激了晶圓市場的發(fā)展。

　　物聯(lián)網(wǎng)的興起使得各種智能設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)這些設(shè)備的智能化和數(shù)據(jù)處理能力，需要大量的傳感器芯片、微控制器芯片和通信芯片等，這也為晶圓產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了廣闊的市場空間。

　　全球晶圓市場規(guī)模在未來仍有望保持增長態(tài)勢。Counterpoint Research報告指出，展望2025年之后，全球晶圓代工行業(yè)有望實現(xiàn)持續(xù)增長，預(yù)計2025年至2028年營收復(fù)合年增長率達13%-15%。這一增長主要受到以下因素的驅(qū)動：一是新興技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，如人工智能的進一步普及、6G通信技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加等，將繼續(xù)推動對半導(dǎo)體芯片的需求；二是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能擴張，各大晶圓制造企業(yè)紛紛加大投資，建設(shè)新的晶圓廠，提高產(chǎn)能，以滿足市場需求；三是隨著技術(shù)的進步，芯片制程工藝不斷縮小，單位晶圓上可制造的芯片數(shù)量增加，從而提高了晶圓的利用率和價值。

　�。ǘ�）主要企業(yè)競爭格局

　　全球晶圓產(chǎn)業(yè)競爭格局呈現(xiàn)出寡頭壟斷的特點，少數(shù)幾家大型企業(yè)在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　臺積電：作為全球最大的晶圓代工企業(yè)，臺積電在技術(shù)和市場份額方面均處于領(lǐng)先地位。2024年，臺積電的市場份額達到62%，其先進制程工藝如3納米、5納米技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)，并且在2納米技術(shù)的研發(fā)上也取得了重要進展。臺積電擁有廣泛的客戶群體，涵蓋了全球眾多知名的芯片設(shè)計公司，如蘋果、英偉達、高通等。憑借其先進的技術(shù)和穩(wěn)定的產(chǎn)能，臺積電能夠滿足客戶對高性能芯片的需求，在高端芯片市場占據(jù)了重要地位。

　　三星：三星在晶圓代工領(lǐng)域也具有較強的競爭力，市場份額約為10%。三星不僅在先進制程工藝上與臺積電展開競爭，還在存儲芯片領(lǐng)域擁有強大的實力。三星的3納米制程工藝已實現(xiàn)量產(chǎn)，并在積極推進2納米技術(shù)的研發(fā)。同時，三星通過垂直整合的模式，將芯片設(shè)計、制造和封裝測試等環(huán)節(jié)整合在一起，能夠為客戶提供一站式的解決方案。

　　英特爾：英特爾雖然在傳統(tǒng)的微處理器市場占據(jù)重要地位，但在晶圓代工市場的份額相對較小，約為3%。不過，英特爾正在加大對晶圓代工業(yè)務(wù)的投入，計劃在2027年實現(xiàn)晶圓代工業(yè)務(wù)的盈虧平衡，并推出了先進的Intel18A制造工藝。英特爾通過與亞馬遜等公司的合作，逐步拓展其晶圓代工業(yè)務(wù)，提升市場份額。

　　中芯國際：作為中國大陸最大的晶圓代工企業(yè)，中芯國際在全球市場中占據(jù)了5%的份額。中芯國際在成熟制程工藝方面具有較強的競爭力，如28納米、14納米技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)，并在不斷推進先進制程工藝的研發(fā)。中芯國際通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能擴張，滿足了國內(nèi)市場對半導(dǎo)體芯片的需求，同時也在逐步拓展國際市場。

　　聯(lián)電：聯(lián)電是全球知名的晶圓代工企業(yè)之一，市場份額約為4%。聯(lián)電在成熟制程工藝領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗，專注于提供28納米及以上制程的晶圓代工服務(wù)。聯(lián)電通過與客戶的緊密合作，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高市場競爭力。

　　華虹：華虹在全球晶圓代工市場的份額約為2%，主要專注于功率半導(dǎo)體和嵌入式非易失性存儲器等特色工藝領(lǐng)域。華虹在上海金橋和張江建有三座8英寸晶圓廠，并在無錫建成了第二條12英寸產(chǎn)線，通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能提升，在特色工藝領(lǐng)域占據(jù)了一定的市場份額。

　　晶合集成：晶合集成是中國大陸新興的晶圓代工企業(yè)，在面板顯示驅(qū)動芯片（DDIC）代工領(lǐng)域具有較強的競爭力，市場份額約為1%。晶合集成通過不斷提升技術(shù)水平和產(chǎn)能，鞏固了其在DDIC代工市場的領(lǐng)先地位，并逐步拓展其他領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。

　　這些主要企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)能擴張、市場份額爭奪等方面展開了激烈的競爭。臺積電憑借其先進的制程工藝和強大的產(chǎn)能，在高端芯片市場占據(jù)主導(dǎo)地位；三星通過垂直整合和技術(shù)創(chuàng)新，在先進制程和存儲芯片領(lǐng)域具有較強的競爭力；英特爾則通過加大對晶圓代工業(yè)務(wù)的投入，逐步提升其市場份額；中芯國際、聯(lián)電、華虹、晶合集成等企業(yè)則在成熟制程和特色工藝領(lǐng)域發(fā)揮各自的優(yōu)勢，爭奪市場份額。隨著全球晶圓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，企業(yè)之間的競爭將更加激烈，技術(shù)創(chuàng)新和成本控制將成為企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。