IBS分析师：一片2nm晶圆成本3万美元，芯片制造成本将增加50%【附半导体硅片行业市场现状分析】

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近日，International Business Strategies(IBS)分析师发布报告，称制造商过渡到2nm工艺后，相比3nm工艺，制造成本将增加50%，导致每片2nm晶圆的成本为3万美元。IBS预估，一家月产能5万片晶圆的2nm晶圆厂(WSPM)成本约为280亿美元，而建设相同产能的3nm晶圆厂，预估为200亿美元。

晶圆厂增加的成本，主要原因是EUV光刻工具数量的增加，大幅提高了每片晶圆和每块芯片的成本，而这些成本自然地会转嫁给消费者。

随着物联网、人工智能、5G等新兴技术的发展，晶圆行业需求持续增加。特别是在移动设备、通讯、汽车电子等领域，对芯片的需求不断增长，推动了晶圆市场的发展。同时，新型半导体材料和工艺的不断创新也为晶圆行业带来了新的发展机遇。然而，全球晶圆产能过剩和国际贸易紧张局势等因素也给行业带来一定挑战。

——晶圆是半导体硅片

晶圆是指制作硅半导体集成电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。硅材料占比约为整个半导体市场的 95%，其他材料主要是化合物半导体材料，以第二代半导体材料 GaAs 晶圆和第三代半导体材料 SiC，GaN 晶圆为主。其中，硅晶圆以逻辑芯片，存储芯片等等为主，是应用最广泛的半导体晶圆材料。GaAs 晶圆以射频芯片为主，主要应用场景是低压，高频率;第三代半导体材料以高功率，高频率芯片为主，主要应用场景是大频率，高功率。

——半导体硅片出货面积

2022年在车用、工业、物联网以及5G建设等应用的驱动下，8英寸和12英寸半导体硅片需求同步成长。SEMI认为，尽管市场对总体经济忧虑加深，但半导体硅晶圆市场仍持续推进;据国际半导体产业协会(SEMI)统计，过去10年有9年出货量呈现增长，显示硅晶圆在半导体产业中具有重要地位。2022年全球半导体硅片出货面积达147.13亿平方英寸，同比增长3.9%。

——半导体硅片出货量结构

根据尺寸(直径)不同，半导体硅片可分为2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、5英寸(125mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)、12英寸(300mm)，在摩尔定律影响下，半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展，目前8英寸和12英寸是主流产品，合计出货面积占比超过90%，12英寸出货面积占比超60%。

——半导体硅片市场规模

近年来全球半导体硅片行业市场规模呈波动增长走势，仅2019-2020年市场规模有所下降，主要原因在于中美贸易问题和下游消费电子市场疲软。根据SEMI统计数据，2022年全球半导体硅片市场规模达到138亿美元，增速9.52%，比2016年全球半导体硅片市场规模增加66亿美元。

根据IDC最新研究显示，随着全球人工智能(AI)、高性能计算(HPC)需求爆发式提升，加上智能手机(Smartphone)、个人电脑(Notebook&PC)、服务器(Server)、汽车(Automotive)等市场需求回稳，半导体产业预计将迎来新一轮增长浪潮。

IDC预测，晶圆代工产业受到市场库存调整影响，2023年产能利用率大幅下滑，尤其28nm以上的成熟制程需求下滑较重，不过受部分消费电子需求回温与AI爆发需求提振，12英寸晶圆厂已于2023下半年逐步复苏，其中以先进制程的复苏最为明显。展望2024年，在台积电的领军、Samsung及Intel戮力发展、以及终端需求逐步回稳下，市场将持续升温，预计2024年全球半导体晶圆代工产业将呈双位数增长。

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