12英寸硅片行业技术水平及技术发展趋势
思瀚产业研究院    2024-12-02

（1）12 英寸硅片是市场、技术和经济效益动态均衡的产品

12 英寸硅片目前主要应用于技术迭代最快的存储和逻辑芯片领域。目前全球最先进的逻辑芯片已进入 3 纳米制程，DRAM 已进入 1β际代，NAND Flash已进入 2YY 层堆叠结构。随着芯片线宽进一步升级，结构堆叠层数进一步增加，对作为“地基”的 12 英寸硅片的晶体缺陷控制水平、低翘曲度、超平坦度、超清洁度和外延膜层形貌与电学性能提出了更苛刻的要求。

对于拉晶工艺，需要更高的控制精度，通过对温度、提拉速度、籽晶和石英坩埚旋转速度、超导磁场等方面施加更为精密控制，不断提升晶体缺陷控制水平；对于成型、抛光和清洗工艺，需要不断优化设备、改进工艺、完善原材料配比，保障硅片品质；对于外延工艺，需要在外延设备的基础上自主优化核心部件，控制多重工艺参数，满足客户规格要求。

同时，12 英寸硅片投资规模大，一方面需要不断切入晶圆厂新工艺研发，增加认证种类，确保规模效应，消化固定成本；一方面需要通过工艺优化提升不同工序的投入产出比，确保成本竞争力。因此，12 英寸硅片是市场、技术和经济效益动态均衡的产品。

（2）晶圆产能不断向 12 英寸切换导致 12 英寸硅片产品种类更加丰富

首先，12 英寸硅片现有产品规格种类繁多。尤其是对于逻辑芯片晶圆代工厂客户，即使同一制程同一品类芯片制造，不同客户的工艺平台会有差异，对所采购硅片规格具有差别。同时，基于经济性考虑和产业技术水平迭代升级趋势，以功率分立器件和 CIS 为代表的晶圆厂产线开始从 8 英寸向 12 英寸切换。12英寸硅片厂商需要依据对未来下游市场发展趋势的研判，提前研发相应技术路线和新建产能。例如根据掺杂剂种类的不同，12 英寸硅片进一步细分为 P 型和 N型；根据掺杂浓度的不同，不同类别又可进一步分为轻掺和重掺。

鉴于逻辑和存储芯片主要采用 12 英寸晶圆产能制造，参考上表产品应用场景， P 型硅片全球 12 英寸硅片市场占比超过 90%，公司目前主要生产 12 英寸P 型硅片，第二工厂将生产 12 英寸 N 型硅片。

（3）国产厂商不仅需要自身努力，更需与国内产业链形成合力实现突破

首先，全球前五大厂商已形成较强技术优势，各家专利申请量门槛在 1,000项左右，最多达 3,500 项以上，国产厂商需要制定差异化的技术路线，规避知识产权风险。

其次，设备是工艺的核心。尤其是拉晶设备，全球前五大半导体硅片厂商或自主研发制造，或者购买第三方的拉晶设备供应商产品，并对与设备商联合研发的 IP 和 Know-How 签有严格的技术保密协议，其他厂商无法直接购买具有国际友商知识产权的设备。

即使采购第三方拉晶设备，也需硅片厂商自主设计所匹配的热场、石英坩埚和磁场等核心部件，形成自身的 IP 和 Know-How，方能保证晶体品质。第三，国内 12 英寸硅片产业起步晚，上游配套设备、原材料和耗材的国产化率极低。基于目前国际贸易摩擦风险，与国产供应商联合研发，不断验证是保障产业链安全的必然手段。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。