[零组件/半导体] 为什么12英寸芯片所占市场越来越大?

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12英寸芯片(晶圆)相比8英寸更受市场欢迎的核心原因可归结为生产效率、成本控制、技术适配性三大维度:

一、生产效率与成本优势

1. 切割数量与成本分摊

  12英寸晶圆(直径300mm)的面积是8英寸(200mm)的2.25倍。如果一片12英寸晶圆可切割约800颗芯片,那么8英寸仅约300颗,数量提升2.6倍。单位芯片的制造成本因此显著降低(约1/2.6)。
   
- 边角料浪费减少:晶圆越大,边缘区域相对比例越小,良率更高,进一步降低损耗。

- 规模化效应:12英寸产线更适合大规模量产,例如台积电的5/4nm制程产能利用率接近满载,支撑苹果、英伟达等大客户需求。

2. 设备与产线投资效率

  尽管12英寸产线的初始设备投入更高(例如光刻机价格是8英寸的数倍),但长期来看,单位芯片的成本更低。例如,台积电计划在2025年前新增12英寸产线,以应对AI芯片等需求。

- 成熟制程的补充:8英寸产线虽然设备成本低(部分设备可改造自12英寸),但主要用于90nm以上成熟工艺,而12英寸覆盖65nm以下先进制程,适配性更广。

二、技术适配性与市场需求

1. 先进制程的必然选择

  12英寸晶圆是5nm、3nm等先进制程的唯一载体。例如,台积电3nm制程营收占比在2024年第二季度已达15%,主要服务于AI芯片和高性能计算(HPC)需求。

- 工艺节点匹配:12英寸产线支持90nm以下工艺,而8英寸主要用于90nm以上成熟制程(如功率器件、MCU)。
   
- 高性能芯片需求:CPU、GPU、存储器等高端逻辑芯片需依赖12英寸的高精度制造能力。例如,中芯国际的12英寸产线已接近满载,用于生产高附加值的逻辑芯片。

2. 新兴领域驱动

  AI、自动驾驶、数据中心等对算力的需求激增,推动12英寸晶圆在先进制程上的应用。例如,台积电预计2025年5/4nm晶圆价格将上调,反映市场对先进技术的强烈需求。

三、市场格局与产能扩张

1. 全球产能分布

  目前12英寸晶圆占全球市场的80%以上,8英寸仅约15%。到2026年,12英寸月产能预计达960万片,中国大陆将占25%(240万片/月),超越韩国、中国台湾成为全球第一。
   
- 中国大陆的追赶:尽管在8英寸产能上已连续5年全球第一(2022年占21%),但12英寸领域仍需突破技术封锁。预计到2026年,中国大陆12英寸产能将覆盖全球25%,形成双赛道领先。

2. 产业链协同与技术壁垒
  头部企业(如台积电、三星)通过技术升级扩大12英寸产能,形成规模优势。中芯国际、华虹等中国大陆厂商也在加速12英寸布局,例如华虹无锡二期12英寸厂预计2025年投产。

- 设备与工艺迭代:12英寸产线依赖先进光刻机、刻蚀机等设备,中国大陆在国产化设备(如中微半导体刻蚀机)上逐步突破,但仍面临国际供应链限制。

四、8英寸的不可替代性与挑战

1. 特定领域的稳定需求

  8英寸晶圆在汽车电子、工业控制等领域仍有不可替代性。例如,功率器件(IGBT)、传感器、MCU等成熟芯片依赖8英寸产线,华虹的8英寸产能利用率甚至超过100%。

- 成本与灵活性:对于无需先进制程的芯片,8英寸的性价比更高。例如,电源管理IC(PMIC)短期内仍以8英寸为主,但中芯国际已尝试转向12英寸生产。

2. 产能紧缺与转型压力

  8英寸设备供应受限(部分依赖二手或改造设备),而12英寸扩产成为长期趋势。例如,全球8英寸产能增速(6%)远低于12英寸(14%),未来市场份额或进一步压缩。


总结

12英寸晶圆的主导地位由成本效率、技术适配性、市场需求共同决定。尽管8英寸在成熟领域仍有需求,但12英寸的先进制程能力与规模化优势使其成为高性能芯片市场的核心选择。中国大陆在产能扩张上的快速追赶,既是机遇(如2026年预计全球第一),也需突破技术瓶颈(如先进设备国产化)以巩固竞争力。


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