全球前五大半导体硅晶圆厂商盘点
就半导体产业而言，芯片是最为人熟知和关注的领域，而对于行业起着支持作用的材料和设备领域却相当低调，但低调不等于不重要，如半导体制造的基础——硅晶圆，在行业中的地位就不容忽视。
研究数据显示硅晶圆市场基本被日韩厂商垄断，五大供货商全球市占率达到了92%，其中信越半导体市占率27%，胜高科技（SUMCO）市占率26%，环球晶圆市占率17%，Silitronic市占率13%，LG市占率9%。
1、信越（Shin-Etsu）
信越集团于1967年设立了“信越半导体”，对高质量半导体硅的生产做出了巨大贡献。信越的半导体硅事业始终奔驰在大口径化及高平直度的最尖端。最早研制成功了最尖端的300mm硅片及实现了SOI硅片的产品化。
2、胜高（SUMCO）
SUMCO是全球第二大半导体硅晶圆供货商，已于近日宣布投资约3.97亿美元增产旗下伊万里工厂，是近十年来首次大规模增产，预计于2019年上半年将12寸硅晶圆的月产能提高11万片。
3、环球晶圆
环球晶圆是中美矽晶的子公司，2012年收购通过前身为东芝陶瓷的CovalentMaterials（现为CoorsTek）的半导体晶圆业务，扩大了业务范围。后通过收购全球第四大半导体硅晶圆制造与供货商SunEdisonSemiconductor一跃成为第三大硅晶圆供货商。
4、Siltronic
全球第四大硅晶圆厂商Siltronic总部位于德国慕尼黑，资料显示公司在德国拥有
150/200/300mm的产线，在美国有一座200mm的晶圆厂，在新加波则拥有200和300mm的产线。
5、LG Siltron
LG Siltron是LG旗下制造半导体芯片基础材料——半导体硅晶片——的专门企业。SK集团于今年1月份收购了LGSiltron51%的股份，并于今年5月份表示将收购公司剩余49%的股份，以此打入半导体材料和零件领域，实现各项业务的垂直整合。
在我国积极发展半导体产业大力投资12寸晶圆厂和智能手机、云端服务器需求的驱动下，硅晶圆的市场需求大增。SEMI公布的数据显示，今年第二季全球硅晶圆出货面积达2,978百万平方英寸，连续5季出货量创下历史新高。硅晶圆价格持续走高且几大厂商少有扩产动作，因此普遍认为硅晶圆将持续供不应求。
对于半导体硅晶圆而言，大陆产业发展远不及世界先进水平，这对于芯片产业的后续发展是一个不利的因素，因此要实现芯片自主替代目标亟需打破硅晶圆等材料方面的国外垄断。
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2019年晶圆代工行业华虹半导体分析报告 2019年7月
目录 一、全球领先的特色工艺纯晶圆代工企业 (5) 二、Fabless长期增长属性更强，下半年产业景气度上行压力仍存.. 9 1、Fabless长期增长属性更强，公司受产业周期影响相对较小 (9) 2、行业周期底部已过，然下半年产业景气度上行压力仍存 (12) 三、专注特色工艺，定位细分市场 (17) 1、嵌入式非易失性存储器：下游需求稳步增长 (18) （1）工艺不断改善，有望持续受益智能卡市场的稳步增长 (18) （2）MCU：持续受益物联网的应用以及汽车电动化与智能化的逐步渗透 (23) 2、功率分立器件：快速增长趋势有望继续保持 (33) 3、模拟与电源管理：汽车电子产品占比有望逐步提高 (41) 四、折旧与研发占比相对平稳，毛利率改善助推利润率稳步提升 . 45 1、Foundry市场格局：公司全球排名第十 (45) 2、收入（供给端）：产能稳步增长，利用率处相对低点，ASP 逐季攀升 .. 46 3、收入（需求端-按制程）：专注特色工艺，加权平均制程较高 (48) 4、收入（需求端-按下游应用）：公司来源于消费电子的收入占比较高 (49) 5、收入（需求端-按地域）：本土收入占比最高 (50) 6、盈利能力：折旧与研发占比相对平稳，毛利率改善助推利润率稳步提升 (52) 7、无锡项目有望于4Q量产，收入占比有望逐步提升 (55) 五、盈利预测 (56) 六、主要风险 (58)
1、中美贸易格局改变的风险 (58) 2、全球宏观经济不及预期的风险 (58) 3、公司无锡项目折旧政策的不确定性风险 (59) 4、无锡项目获得政府补助不及预期的风险 (59)
?从大的方面来讲，晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤，它又可细分为以下几道主要工序（其中晶棒制造只包括下面的第一道工序，其余的全部属晶片制造，所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序）： 晶棒成长--> 晶棒裁切与检测--> 外径研磨--> 切片--> 圆边--> 表层研磨--> 蚀刻--> 去疵--> 抛光--> 清洗--> 检验--> 包装 1 晶棒成长工序：它又可细分为： 1）融化（Melt Down） 将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内，加热到其熔点1420°C以上，使其完全融化。 2）颈部成长（Neck Growth） 待硅融浆的温度稳定之后，将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中，接着将晶种慢慢往上提升，使其直径缩小到一定尺寸（一般约6mm左右），维持此直径并拉长 100-200mm，以消除晶种内的晶粒排列取向差异。 3）晶冠成长（Crown Growth） 颈部成长完成后，慢慢降低提升速度和温度，使颈部直径逐渐加大到所需尺寸（如 5、6、8、12吋等）。 4）晶体成长（Body Growth） 不断调整提升速度和融炼温度，维持固定的晶棒直径，只到晶棒长度达到预定值。 5）尾部成长（Tail Growth） 1
当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度，使晶棒直径逐渐变小，以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生，最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。 2 晶棒裁切与检测（Cutting & Inspection） 将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分，并对尺寸进行检测，以决定下步加工的工艺参数。 3 外径研磨（Su rf ace Grinding & Shaping） 由于在晶棒成长过程中，其外径尺寸和圆度均有一定偏差，其外园柱面也凹凸不平，所以必须对外径进行修整、研磨，使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。 4 切片（Wire Saw Sl ic ing） 由于硅的硬度非常大，所以在本工序里，采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。 5 圆边（Edge Profiling） 由于刚切下来的晶片外边缘很锋利，硅单晶又是脆性材料，为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒，必须用专用的电脑控制设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸。 ? 6 研磨（Lapping） 研磨的目的在于去掉切割时在晶片表面产生的锯痕和破损，使晶片表面达到所要求的光洁度。 7 蚀刻（Etching） 1
A.晶圆封装测试工序 一、 IC检测 1. 缺陷检查Defect Inspection 2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy) 用来检测出晶圆上是否有瑕疵，主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。此外，对已印有电路图案的图案晶圆成品而言，则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。一般来说，图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线，并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。 3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement) 对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。 二、 IC封装 1. 构装（Packaging） IC构装依使用材料可分为陶瓷（ceramic）及塑胶（plastic）两种，而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例，其步骤依序为晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、焊线（wire bond）、封胶（mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、电镀（plating）及检验（inspection）等。 (1) 晶片切割（die saw） 晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒（die）切割分离。举例来说：以0.2微米制程技术生产，每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M微量。 欲进行晶片切割，首先必须进行晶圆黏片，而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上，而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。 (2) 黏晶（die mount / die bond） 黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶（epoxy）粘着固定。黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣（magazine）内，以送至下一制程进行焊线。 (3) 焊线（wire bond） IC构装制程（Packaging）则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路（Integrated Circuit；简称IC），此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架（Pin），称之为打线，作为与外界电路板连接之用。
2010年全球十大晶圆代工厂 新公司是做晶圆代工的，作为新知识补充或者纪念新工作，就爱Top10特别整理了一下2010年全球十大晶圆代工厂，也算帮助大家了解一下高科技时代很重要的一个组成部分。 IC Inghts 2010年全球前十大晶圆代工排名出炉，台积电继续稳居第一，联电依然排行第二，合并特许半导体后的全球晶圆（Globalfoundries）挤入第三，但营收与联电才差4亿多美元，三星屈居第十。 IC Insights指出，三星多年以来一直希望成为晶圆代工领域的重要企业，虽然去年获得了苹果、高通和赛灵思等重要客户，仍仅位居全球第十大晶圆代工厂。但三星今年有新的晶圆厂计划，近期还传出三星将跨入模拟晶圆代工，未来三星排名仍有机会攀升。
以下是2010年的前十大晶圆代工具体排名： Top1 台积电，收入133.07亿美元，同比增长48% 台湾集成电路制造股份有限公司 (LSE：TMSD)，简称台积电或台积，英文简写“TSMC”，为世界上最大的独立半导体晶圆代工企业，与联华电子并称“晶圆双雄”。本部以及主要营业皆设于台湾新竹市新竹科学工业园区。台积公司目前总产能已达全年430万片晶圆，其营收约占全球晶圆代工市场的百分之六十。 Top2 台联电，收入 39.65亿美元，同比增长41% UMC---联华电子公司，简称台联电。是世界著名的半导体承包制造商。该公司利用先进的工艺技术专为主要的半导体应用方案生产各种集成电路（IC）。联华电子拥有先进的承包生产技术，可以支持先进的片上系统（SOC）设计，其中包括0.13 微米 (micron)铜互连、嵌入式 DRAM、以及混合信号/RFCMOS。 Top3 Globalfoundries，收入35.1亿美元，同比增长219% GlobalFoundries是从美国AMD公司分拆出的半导体晶圆代工公司，成立于2009年3月2日，母公司分别为AMD及阿布达比的Advanced Technology Investment Company（ATIC），其中ATIC占公司股权65.8%，两公司均享有均等投票权。2010年1月13日，GlobalFoundries收购了新加坡特许半导体。 公司除会生产AMD产品外，也会为其它公司（如ARM、Broadcom、NVIDIA、高通公司、意法半导体、德州仪器等）担当晶圆代工。现时投产中的晶圆厂为德国德
半导体制造基本概念 晶圆（Wafer） 晶圆（Wafer）的生产由砂即（二氧化硅）开始，经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅，再经由盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透过慢速分解过程，制成棒状或粒状的「多晶硅」。一般晶圆制造厂，将多晶硅融解后，再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分长，重76.6公斤的8?? 硅晶棒，约需2天半时间长成。经研磨、??光、切片后，即成半导体之原料晶圆片。 光学显影 光学显影是在光阻上经过曝光和显影的程序，把光罩上的图形转换到光阻 下面的薄膜层或硅晶上。光学显影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。小尺寸之显像分辨率，更在IC 制程的进步上，扮演着最关键的角色。由于光学上的需要，此段制程之照明采用偏黄色的可见光。因此俗称此区为黄光区。 干式蚀刻技术 在半导体的制程中，蚀刻被用来将某种材质自晶圆表面上移除。干式蚀刻（又称为电浆蚀刻）是目前最常用的蚀刻方式，其以气体作为主要的蚀刻媒介，并藉由电浆能量来驱动反应。 电浆对蚀刻制程有物理性与化学性两方面的影响。首先，电浆会将蚀刻气体分子分解，产生能够快速蚀去材料的高活性分子。此外，电浆也会把这些化学成份离子化，使其带有电荷。 晶圆系置于带负电的阴极之上，因此当带正电荷的离子被阴极吸引并加速向阴极方向前进时，会以垂直角度撞击到晶圆表面。芯片制造商即是运用此特性来获得绝佳的垂直蚀刻，而后者也是干式蚀刻的重要角色。 基本上，随着所欲去除的材质与所使用的蚀刻化学物质之不同，蚀刻由下列两种模式单独或混会进行：
1. 电浆内部所产生的活性反应离子与自由基在撞击晶圆表面后，将与某特定成份之表面材质起化学反应而使之气化。如此即可将表面材质移出晶圆表面，并透过抽气动作将其排出。 2. 电浆离子可因加速而具有足够的动能来扯断薄膜的化学键，进而将晶圆表面材质分子一个个的打击或溅击（sputtering）出来。 化学气相沉积技术 化学气相沉积是制造微电子组件时，被用来沉积出某种薄膜(film)的技术，所沉积出的薄膜可能是介电材料(绝缘体)(dielectrics)、导体、或半导体。在进行化学气相沉积制程时，包含有被沉积材料之原子的气体，会被导入受到严密控制的制程反应室内。当这些原子在受热的昌圆表面上起化学反应时，会在晶圆表面产生一层固态薄膜。而此一化学反应通常必须使用单一或多种能量源(例如热能或无线电频率功率)。 CVD制程产生的薄膜厚度从低于0.5微米到数微米都有，不过最重要的是其厚度都必须足够均匀。较为常见的CVD薄膜包括有： ■二气化硅（通常直接称为氧化层） ■氮化硅 ■多晶硅 ■耐火金属与这类金属之其硅化物 可作为半导体组件绝缘体的二氧化硅薄膜与电浆氮化物介电层（plasmas nitride dielectrics）是目前CVD技术最广泛的应用。这类薄膜材料可以在芯片内部构成三种主要的介质薄膜：内层介电层（ILD）、内金属介电层（IMD）、以及保护层。此外、金层化学气相沉积（包括钨、铝、氮化钛、以及其它金属等）也是一种热门的CVD应用。 物理气相沉积技术 如其名称所示，物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）主要是一种物理制程而非化学制程。此技术一般使用氩等钝气，藉由在高真空中将氩离子加速以撞击溅镀靶材后，可将靶材原子一个个溅击出来，并使被溅击出来的材质（通常为铝、钛或其合金）如雪片般沉积在晶圆表面。制程反应室内部的高温与高真空环境，可使这些金属原子结成晶粒，再透过微影图案化（patterned）与蚀刻，来得到半导体组件所要的导电电路。 解离金属电浆（IMP）物理气相沉积技术
目前中国大陆晶圆厂分布、产能及生产项目（8寸12寸，最全） Date： 2018-06-05 中国大陆正在成为全球半导体产业扩张宝地。继大陆最大晶圆代工厂中芯国际近一个月接连在上海、深圳建12寸厂后，晶圆代工厂联电16日也宣布，厦门12寸合资晶圆厂联芯集成电路制造（厦门）开始营运。
从上表中可以看出，中芯国际扩张可谓明显。那么，中芯国际启动此次大幅扩张策略的信心来自哪里呢？首先，中芯国际是国内芯片制造业的领头羊。其次，中芯国际股价大幅上扬。再次，中芯国际2020年有望进入全球代工前三。最后，中芯国际的产能扩充效果明显。因此，现阶段对中芯国际而言，可能扩充产能是提高销售额的有效方法之一，销售额的提升将有利于中芯国际的折旧能力提高，可以使其负担更大的投资。” 台积电(TSMC)是晶圆代工产业的2015年销售业绩龙头，去年销售额达到了264亿美元；从12英寸计，目前台积电的月产能约是100万片，但是依然供不应求，产能相当吃紧。台积电在南京市建设的12寸生产线，产能规划为2万片/月，预计于2018年量产16纳米制程，但是理论上来说，这样的产能扩充，似乎还不能满足大陆客户日益增长的市场需求，据称后续产能可能会扩到4万片。 联电晶圆代工厂，于11月16日宣布，厦门12寸合资晶圆厂联芯集成电路制造（厦门）开始营运（加入中国大陆现有12寸晶圆厂之列），这是首座两岸合资12寸晶圆厂。 英特尔、三星与SK 海力士大厂早已在中国插旗，并将主力放在存储产业。特别的是英特尔大连12 寸晶圆厂在2010 年完工当时，厂房规划用以生产65 纳米制程CPU ，但在产能利用率低落下，2015 年10 月英特尔宣布与大连市政府合作，投资55 亿美元转型生产3D-NANDFlash 并在今年7 月底重新宣告投产。中国本土厂商现有12 寸厂的为中芯国际与华力微，两者分别在上海都有厂房，中芯在北京还有B1、B2 两座晶圆厂，其中 B2 厂制程已至28纳米。 5月联电宣布与福建晋华集成电路签署技术合作协定，协助晋华集成开发DRAM 相关制程技术，在泉州市建立12 寸晶圆厂，从事利基型DRAM 代工，早在台积电之前，走“联电模式”在中国建厂的还有力晶，力晶与合肥市政府合作，成立晶合集成在当地打造12 寸晶圆厂，从事最高90 纳米面板驱动代工服务。 今年6月份GlobalFoundries公司与重庆政府签署了合作协议，联合建设一座12英寸晶圆厂，但是现在这个合作恐怕要黄了，GF公司只原意二手设备升级晶圆厂，但要占51%的股份，重庆政府认为他们的二手设备不值这么多，导致合作搁浅。 长江存储将以武汉新芯现有的12英寸先进集成电路技术研发与生产制造能力为基础，继续拓展武汉新芯目前的物联网业务布局，并着力发展大规模存储器。 士兰集成作为国内第一条民营8寸线落户杭州下沙，淮安德科玛则是图像传感器芯片项目，将填补我国自主产权CIS的空白。
晶圆级封装产业(WLP) 晶圆级封装产业(WLP),晶圆级封装产业(WLP)是什么意思 一、晶圆级封装(Wafer Level Packaging)简介晶圆级封装(WLP，Wafer Level Package) 的一般定义为直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割(singulation)制成单颗组件。而重新分配(redistribution)与凸块(bumping)技术为其I/O绕线的一般选择。WLP 一、晶圆级封装(Wafer Level Packaging)简介 晶圆级封装(WLP，Wafer Level Package) 的一般定义为直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割(singulation)制成单颗组件。而重新分配(redistribution)与凸块(bumping)技术为其I/O绕线的一般选择。WLP封装具有较小封装尺寸(CSP)与较佳电性表现的优势，目前多用于低脚数消费性IC的封装应用(轻薄短小)。 晶圆级封装(WLP)简介 常见的WLP封装绕线方式如下：1. Redistribution (Thin film), 2. Encapsulated Glass substrate, 3. Gold stud/Copper post, 4. Flex Tape等。此外，传统的WLP封装多采用Fan-in 型态，但是伴随IC信号输出pin 数目增加，对ball pitch的要求趋于严格，加上部分组件对于封装后尺寸以及信号输出脚位位置的调整需求，因此变化衍生出Fan-out 与Fan-in + Fan-out 等各式新型WLP封装型态，其制程概念甚至跳脱传统WLP 封装，目前德商英飞凌与台商育霈均已经发展相关技术。 二、WLP的主要应用领域 整体而言，WLP的主要应用范围为Analog IC(累比IC)、PA/RF(手机放大器与前端模块)与CIS(CMOS Ima ge Sensor)等各式半导体产品，其需求主要来自于可携式产品(iPod, iPhone)对轻薄短小的特性需求，而部分NOR Flash/SRAM也采用WLP封装。此外，基于电气性能考虑，DDR III考虑采用WLP或FC封装，惟目前JEDEC仍未制定最终规格(注：至目前为止，Hynix, Samsung与Elpida已发表DDR III产品仍采F BGA封装)，至于SiP应用则属于长期发展目标。此外，采用塑料封装型态(如PBGA)因其molding compo und 会对MEMS组件的可动部份与光学传感器(optical sensors)造成损害，因此MEMS组件也多采用WLP
2010年全球十大晶圆代工厂【就爱Top10-十大经典收藏】 发布:托普坦| 发布时间: 2011年2月12日 新公司是做晶圆代工的，作为新知识补充或者纪念新工作，就爱Top10特别整理了一下2010年全球十大晶圆代工厂，也算帮助大家了解一下高科技时代很重要的一个组成部分。 IC Inghts 2010年全球前十大晶圆代工排名出炉，台积电继续稳居第一，联电依然排行第二，合并特许半导体后的全球晶圆（Globalfoundries）挤入第三，但营收与联电才差4亿多美元，三星屈居第十。 IC Insights指出，三星多年以来一直希望成为晶圆代工领域的重要企业，虽然去年获得了苹果、高通和赛灵思等重要客户，仍仅位居全球第十大晶圆代工厂。但三星今年有新的晶圆厂计划，近期还传出三星将跨入模拟晶圆代工，未来三星排名仍有机会攀升。 以下是2010年的前十大晶圆代工具体排名： Top1 台积电，收入133.07亿美元，同比增长48% 台湾集成电路制造股份有限公司(LSE：TMSD)，简称台积电或台积，英文简写“TSMC”，为世界上最大的独立半导体晶圆代工企业，与联华电子并称“晶圆双雄”。本部以及主要营业皆设于台湾新竹市新竹科学工业园区。台积公司目前总产能已达全年430万片晶圆，其营收约占全球晶圆代工市场的百分之六十。 Top2 台联电，收入39.65亿美元，同比增长41% UMC---联华电子公司，简称台联电。是世界著名的半导体承包制造商。该公司利用先进的工艺技术专为主要的半导体应用方案生产各种集成电路（IC）。联华电子拥有先进的承包生产技术，可以支持先进的片上系统（SOC）设计，其中包括0.13 微米(micron)铜互连、嵌入式DRAM、以及混合信号/RFCMOS。 Top3 Globalfoundries，收入35.1亿美元，同比增长219% GlobalFoundries是从美国AMD公司分拆出的半导体晶圆代工公司，成立于2009年3月2日，母公司分别为AMD及阿布达比的Advanced Technology Investment Company（ATIC），其中ATIC占公司股权65.8%，两公司均享有均等投票权。 2010年1月13日，GlobalFoundries收购了新加坡特许半导体。 公司除会生产AMD产品外，也会为其它公司（如ARM、Broadcom、NVIDIA、高通公司、意法半导体、德州仪器等）担当晶圆代工。现时投产中的晶圆厂为德国德累斯顿的一厂（Fab 1，即原AMD的Fab 36和Fab 38），而位于美国纽约州的二厂于2009年7月24日动工，预计于2012年投产。
目录 1.01晶圆 2.01制造过程 3.01著名晶圆厂商 4.01制造工艺 4.02表面清洗 4.03初次氧化 4.04热CVD 4.05热处理 4.06除氮化硅 4.07离子注入 4.08退火处理 4.09去除氮化硅层 4.10去除SIO2层 4.11干法氧化法 4.12湿法氧化 4.13氧化 4.14形成源漏极 4.15沉积 4.16沉积掺杂硼磷的氧化层 4.17深处理 5.01专业术语 1.01晶圆
晶圆（Wafer）是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。 晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格（14英吋、15英吋、16英吋、……20英吋以上等）。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。一般认为硅晶圆的直径越大，代表着这座晶圆厂有更好的技术，在生产晶圆的过程当中，良品率是很重要的条件。 2.01制造过程 二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999%，因在精密电子元件当中，硅晶圆需要有相当的纯度，不然会产生缺陷。晶圆制造厂再以柴可拉斯基法将此多晶硅熔解，再于溶液内掺入一小粒的硅晶体晶种，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶粒在融熔态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切片、研磨、抛光后，即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。 很简单的说，单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过切片、抛光之后，就成为了晶圆。 晶圆经多次光掩模处理，其中每一次的步骤包括感光剂涂布、曝光、显影、腐蚀、渗透、植入、刻蚀或蒸著等等，将其光掩模上的电路复制到层层晶圆上，制成具有多层线路与元件的IC晶圆，再交由后段的测试、切割、封装厂，以制成实体的集成电路成品，从晶圆要加工成为产品需要专业精细的分工。 3.01著名晶圆厂商 只制造硅晶圆基片的厂商 例如合晶（台湾股票代号：6182）、中美晶（台湾股票代号：5483）、信越化学等。 晶圆制造厂 著名晶圆代工厂有台积电、联华电子、格罗方德（Global Fundries）及中芯国际等。英特尔（Intel）等公司则自行设计并制造自己的IC晶圆直至完成并行销其产品。三星电子等则兼有晶圆代工及自制业务。南亚科技、瑞晶科技(现已并入美光科技，更名台湾美光内存)、Hynix、美光科技（Micron）等则专于内存产品。日月光半导体等则为晶圆产业后段的封装、测试厂商。 4.01制造工艺 4.02表面清洗 晶圆表面附着大约2um的Al2O3和甘晶圆，油混合液保护层,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。
1,NICHIA 日亚化学，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，开发出世界第一颗蓝色LED(1993年) ,世界第一颗纯绿LED(1995年),在世界各地建有子公司。 2,CREE 著名LED芯片制造商，美国公司，产品以碳化硅(SiC),氮化镓(GaN),硅(Si)及相关的化合物为基础,包括蓝,绿,紫外发光二极管(LED),近紫外激光,射频(RF)及微波器件,功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)晶圆片 3,OSRAM OSRAM 是世界第二大光电半导体制造商，产品有照明，传感器，和影像处理器。公司总部位于德国，研发和制造基地在马来西亚，约有3400名员工，2004年销售额为45.9亿欧元。 OSRAM最出名的产品是LED，长度仅几个毫米，有多种颜色，低功耗，寿命长 4,Toyoda Gosei Toyoda Gosei 丰田合成，总部位于日本爱知，生产汽车部件和LED，LED约占收入10%, 丰田合成与东芝所共同开发的白光LED，是采用紫外光LED与萤光体组合的方式，与一般蓝光LED与萤光体组合的方式不同。 5,Agilent 作为世界领先的LED供应商，其产品为汽车、电子信息板及交通讯号灯、工业设备、蜂窝电话及消费产品等为数众多的产品提供高效、可靠的光源。这些元件的高可靠性通常可保证在设备使用寿命期间不用再更换光源。安捷伦低成本的点阵LED显示器、品种繁多的七段码显示器及安捷伦LED光条系列产品都有多种封装及颜色供选择 6,TOSHIBA 东芝半导体是汽车用LED的主要供货商，特别是仪表盘背光，车子电台，导航系统，气候控制等单元。使用的技术是InGaAlP，波长从560nm（pure green）到630nm（red）。近期，东芝开发了新技术UV+phosphor（紫外+荧光），LED芯片可发出紫外线，激发荧光粉后组合发出各种光，如白光，粉红，青绿等光。 7,LUMILEDS Lumileds Lighting是全球大功率LED和固体照明的领导厂商，其产品广泛用于照明，电视，交通信号和通用照明，Luxeon Power Light Sources是其专利产品，结合了传统灯具和LED 的小尺寸，长寿命的特点。还提供各种LED晶片和LED封装，有红，绿，蓝，琥珀，白等LED. Lumileds Lighting总部在美国，工厂位于荷兰，日本，马来西亚，由安捷伦和飞利浦合资组建于1999年，2005年飞利浦完全收购了该公司。 8,SSC 首尔半导体乃韩国最大的LED环保照明技术生产商，并且是全球八大生产商之一(资料来源：Strategies Unlimited--LED市场研究公司)。首尔半导体的主要业务乃生产全线LED组装及定制模组产品，包括采用交流电驱动的半导体光源产品如：Acriche、侧光LED、顶光LED、
光刻和晶圆级键合技术在3D互连中的研究 作者：Margarete Zoberbier、Erwin Hell、Kathy Cook、Marc Hennemayer、Dr.-Ing. Barbara Neuber t，SUSS MicroTec 日益增长的消费类电子产品市场正在推动当今半导体技术的不断创新发展。各种应用对增加集成度、降低功耗和减小外形因数的要求不断提高，促使众多结合了不同技术的新结构应运而生，从而又催生出诸多不同的封装方法，因此可在最小的空间内封装最多的功能。正因如此，三维集成被认为是下一代的封装方案。 本文将探讨与三维互连技术相关的一些光刻挑战。还将讨论三维封装使用的晶圆键合技术、所面临的各种挑战、有效的解决方案及未来发展趋势。 多种多样的三维封装技术 为了适应更小引脚、更短互连和更高性能的要求，目前已开发出系统封装（SiP）、系统芯片（SoC）和封装系统（SoP）等许多不同的三维封装方案。SiP即“单封装系统”，它是在一个IC封装中装有多个引线键合或倒装芯片的多功能系统或子系统。无源元件、SAW/BA W滤波器、预封装IC、接头和微机械部件等其他元件都安装在母板上。这一技术造就了一种外形因数相对较小的堆叠式芯片封装方案。 SoC可以将所有不同的功能块，如处理器、嵌入式存储器、逻辑心和模拟电路等以单片集成的方式装在一起。在一块半导体芯片上集成系统设计需要这些功能块来实现。通常，So C设计与之所取代的多芯片系统相比，它的功耗更小，成本更低，可靠性更高。而且由于系统中需要的封装更少，因而组装成本也会有所降低。 SoP采用穿透通孔和高密度布线以实现更高的小型化。它是一种将整个系统安装在一个芯片尺寸封装上的新兴的微电子技术。过去，“系统”往往是一些容纳了数百个元件的笨重的盒子，而SoP可以将系统的计算、通信和消费电子功能全部在一块芯片上完成，从而节约了互连时间，减少了热量的产生。 最近穿透硅通孔（TSV）得到迅速发展，已成为三维集成和晶圆级封装（WLP）的关键技术之一。三维TSV已显现出有朝一日取代引线键合技术的潜力，因此它可以使封装尺寸进
晶圆处理制程 基本晶圆处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之后，送到热炉管（Furnace ）内，在含氧的环境中，以加热氧化（Oxidation）的方式在晶圆的表面形成一层厚约数百个的二氧化硅层，紧接着厚约1000到2000的氮化硅层将以化学气相沈积Chemical Vapor Deposition；CVP）的方式沈积（Deposition）在刚刚长成的二氧化硅上，然后整个晶圆将进行微影（Lithography）的制程，先在晶圆上上一层光阻（Photoresist），再将光罩上的图案移转到光阻上面。接着利用蚀刻（Etching）技术，将部份未被光阻保护的氮化硅层加以除去，留下的就是所需要的线路图部份。接着以磷为离子源（Ion Source），对整片晶圆进行磷原子的植入（Ion Implantation），然后再把光阻剂去除（Photoresist Scrip）。制程进行至此，我们已将构成集成电路所需的晶体管及部份的字符线（Word Lines），依光罩所提供的设计图案，依次的在晶圆上建立完成，接着进行金属化制程（Metallization），制作金属导线，以便将各个晶体管与组件加以连接，而在每一道步骤加工完后都必须进行一些电性、或是物理特性量测，以检验加工结果是否在规格内（Inspection and Measurement）；如此重复步骤制作第一层、第二层．．．的电路部份，以在硅晶圆上制造晶体管等其它电子组件；最后所加工完成的产品会被送到电性测试区作电性量测。 根据上述制程之需要，FAB厂内通常可分为四大区： 1）黄光本区的作用在于利用照相显微缩小的技术，定义出每一层次所需要的电路图，因为采用感光剂易曝光，得在黄色灯光照明区域内工作，所以叫做「黄光区」。 2）蚀刻经过黄光定义出我们所需要的电路图，把不要的部份去除掉，此去除的步骤就> 称之为蚀刻，因为它好像雕刻，一刀一刀的削去不必要不必要的木屑，完成作品，期间又利用酸液来腐蚀的，所 以叫做「蚀刻区」。 3）扩散本区的制造过程都在高温中进行，又称为「高温区」，利用高温给予物质能量而产生运动，因为本区的机台大都为一根根的炉管，所以也有人称为「炉管区」，每一根炉管都有不同的作用。 4）真空本区机器操作时，机器中都需要抽成真空，所以称之为真空区，真空区的机器多用来作沈积暨离子植入，也就是在Wafer上覆盖一层薄薄的薄膜，所以又称之为「薄膜区」。在真空区中有一站称为 晶圆允收区，可接受芯片的测试，针对我们所制造的芯片，其过程是否有缺陷，电性的流通上是否 有问题，由工程师根据其经验与电子学上知识做一全程的检测，由某一电性量测值的变异判断某一 道相关制程是否发生任何异常。此检测不同于测试区（Wafer Probe）的检测，前者是细部的电子 特性测试与物理特性测试，后者所做的测试是针对产品的电性功能作检测。
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人 A.晶圆封装测试工序 一、IC检测 1. 缺陷检查Defect Inspection 2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electro n Microscopy) 用来检测出晶圆上是否有瑕疵，主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。此外，对已印有电路图案的图案晶圆成品而言，则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。一般来说，图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线，并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。 3. CD-SEM(Critical Dime nsioi n Measureme nt) 对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。 二、IC封装 1. 构装(Packaging) IC构装依使用材料可分为陶瓷(ceramic )及塑胶(plastic )两种，而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例，其步骤依序为晶片切割( die saw)、黏晶(die mount / die bond)、焊线(wire bon d)、圭寸胶(mold )、剪切/ 成形(trim / form )、印字(mark )、电镀(plating )及检验(inspection )等。 (1) 晶片切割(die saw ) 晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒(die )切割分离。举例来说：以 0.2微米制程技术生产，每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M微量。 欲进行晶片切割，首先必须进行晶圆黏片，而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之 晶粒井然有序排列于胶带上，而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。 (2) 黏晶(die mou nt / die bo nd ) 黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶(epoxy)粘着固定。黏晶完成后之导线 架则经由传输设备送至弹匣( magazi ne )内，以送至下一制程进行焊线。 ⑶焊线(wire bond ) IC构装制程(Packaging )则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路( Integrated Circuit ;简称IC)，此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层，避免电路受到机械
2020年半导体晶圆代工行业分析报告 2020年6月
目录 一、晶圆代工诞生到壮大：顺天应人，时来天地皆同力 (4) 1、起步：岁在丁卯，台积电诞生扩张顺天应人 (4) （1）台积电及其代表的晶圆代工模式首先解决的是产业中资金的问题 (6) （2）台积电的代工模式还解决了一个产业技术标准的问题 (8) 2、发展：时来同力，亚洲晶圆代工多地开花 (9) 二、晶圆代工再细化发展：吉无不利，短长肥瘦各有态 (13) 1、先进制程：台积电鳌头独占，三星中芯壮志待酬 (14) 2、特色工艺：环肥燕瘦，细分市场竞争步步为营 (18) 3、指引作用：春江水暖鸭先知 (22) 三、相关企业简析 (25) 1、中芯国际 (25) （1）国内晶圆代工龙头厂商，收益行业周期上行预期 (25) （2）先进制程持续推进，产业政策支持力度增加 (26) 2、长电科技 (26) （1）国内封装测试的龙头厂商，有望受益行业上行周期 (26) （2）并购整合逐步完成，盈利能力受惠于核心客户的增量 (27)
在进入21世纪之后，半导体行业周期变化从“供给”驱动周期向“需求+库存”转移，而存储器成为行业库存波动的风向标，产品价格在一段时间内领先行业的波动方向，并且也能够为我们的投资策略带来前瞻性的指导。尽管观察行业指标可以发现行业周期变化的规律，但是我们仍然需要探讨其背后原因，晶圆代工成为我们找寻答案的细分领域。以晶圆代工厂商的诞生和发展壮大过程与行业周期变化过程存在较好的时间吻合，并且其发展既是以台积电为代表的优秀企业开疆拓土，也是顺应了行业发展的内在需求。 晶圆代工产业起步顺天应人：晶圆代工行业由台湾地区的台积电作为行业标志性企业而发展起来，从起步和发展的过程看，集成电路厂商由于追随摩尔定律带来的资本开支持续增加而选择将相关资产 较重的业务外包，晶圆代工厂商顺应了这种产业发展需求，因此从台积电的收入和盈利的状况，始终处于相对较好的应力状态。尤其是在2000年前后以及2008年前后的互联网泡沫和金融危机中，资本负担使得更多的IDM厂商转向纯设计或者轻加工模式，这给了晶圆代工产业整体的发展机会。时至今日，晶圆代工的产业规模于半导体行业总规模相比持续增大，并且Fabless纯设计厂商的收入增速也高于IDM模式。 先进工艺和成熟工艺，未来晶圆代工细分发展：进入2017年之后，晶圆代工业务的发展逐步出现了分化细化的状况。一方面，追求摩尔定律的高集成度先进工艺制程主要剩下台积电、三星、中芯国际少数几家，凭借雄厚的资本实力继续业务的推进。另一方面，以成熟工艺和特色工艺在各自细分市场中占据更加有利位置，通过可控的资本技
晶圆制备 硅是一种灰色、易碎、四价的非金属化学元素。地壳成分中27.8%是硅元素构成的，其次是氧元素，硅是自然界中最丰富的元素。在石英、玛瑙、燧石和普通的滩石中就可以发现硅元素。硅是建筑材料水泥、砖、和玻璃中的主要成分，也是大多数半导体和微电子芯片的主要原料。有意思的是，硅自身的导电性并不是很好。然而，可以通过添加适当的搀杂剂来精确控制它的电阻率。 半导体硅制备 半导体器件和电路在半导体材料晶圆的表层形成，半导体材料通常是硅。这些晶圆的杂质含量水平必须非常低，必须掺杂到指定的电阻率水平，必须是指定的晶体结构，必须是光学的平面，并达到许多机械及清洁度的规格要求。制造IC级的硅晶圆分四个阶段进行： 矿石到高纯气体的转变； 气体到多晶的转变； 多晶到单晶，掺杂晶棒的转变； 晶棒到晶圆的制备。 半导体制造的第一个阶段是从泥土里选取和提纯半导体材料的原料。提纯从化学反应开始。对于硅，化学反应是矿石到硅化物气体，例如四氯化硅或三氯硅烷。杂质，例如其他金属，留在矿石残渣里。硅化物再和氢反应生成半导体级的硅。这样的硅的纯度达99.9999999%，是地球上最纯的物质之一。它有一种称为多晶或多晶硅的晶体结构。 制造半导体前，必须将硅转换为晶圆片。这要从硅锭的生长开始。单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体，这种模式贯穿整个材料。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。 加工硅晶片 生成一个硅锭要花一周到一个月的时间，这取决于很多因素，包括大小、质量和终端用户要求。超过 75%的单晶硅晶圆片都是通过 Czochralski (CZ) 直拉法生长的。CZ 硅锭生长需要大块的纯净多晶硅将这些块状物连同少量的特殊III、V族元素放置在石英坩埚中，这称为搀杂。加入的搀杂剂使那些长大的硅锭表现出所需要的电特性。最普通的搀杂剂是硼、磷、砷和锑。因使用的搀杂剂不同，会成为一个 P 型或N型的硅锭（P 型 / 硼， N 型 / 磷、锑、砷），然后将这些物质加热到硅的熔点--摄氏1420度之上。一旦多晶硅和搀杂剂混合物熔解，便将单晶硅种子放在熔解物的上面，只接触表面。种子与要求的成品硅锭有相同的晶向。为了使搀杂均匀，子晶和用来熔化硅的坩埚要以相反的方向旋转。一旦达到晶体生长的条件，子晶就从熔化物中慢慢被提起。生长过程开始于快速提拉子晶，以便使生长过程初期中子晶内的晶缺陷降到最少。然后降低拖拉速度，使晶体的直径增大。当达到所要求的直径时，生长条件就稳定下来以保持该直径。因为种子是慢慢浮出熔化物的，种子和熔化物间的表面张力在子晶表面上形成一层薄的硅膜，然后冷却。冷却时，已熔化硅中的原子会按照子晶的晶体结构自我定向。
全球前五大半导体硅晶圆厂商盘点 就半导体产业而言，芯片是最为人熟知和关注的领域，而对于行业起着支持作用的材料和设备领域却相当低调，但低调不等于不重要，如半导体制造的基础——硅晶圆，在行业中的地位就不容忽视。 研究数据显示硅晶圆市场基本被日韩厂商垄断，五大供货商全球市占率达到了92%，其中信越半导体市占率27%，胜高科技（SUMCO）市占率26%，环球晶圆市占率17%，Silitronic市占率13%，LG市占率9%。 1、信越（Shin-Etsu） 信越集团于1967年设立了“信越半导体”，对高质量半导体硅的生产做出了巨大贡献。信越的半导体硅事业始终奔驰在大口径化及高平直度的最尖端。最早研制成功了最尖端的300mm硅片及实现了SOI硅片的产品化。 2、胜高（SUMCO） SUMCO是全球第二大半导体硅晶圆供货商，已于近日宣布投资约3.97亿美元增产旗下伊万里工厂，是近十年来首次大规模增产，预计于2019年上半年将12寸硅晶圆的月产能提高11万片。 3、环球晶圆 环球晶圆是中美矽晶的子公司，2012年收购通过前身为东芝陶瓷的CovalentMaterials（现为CoorsTek）的半导体晶圆业务，扩大了业务范围。后通过收购全球第四大半导体硅晶圆制造与供货商SunEdisonSemiconductor一跃成为第三大硅晶圆供货商。 4、Siltronic 全球第四大硅晶圆厂商Siltronic总部位于德国慕尼黑，资料显示公司在德国拥有 150/200/300mm的产线，在美国有一座200mm的晶圆厂，在新加波则拥有200和300mm的产线。 5、LG Siltron
LG Siltron是LG旗下制造半导体芯片基础材料——半导体硅晶片——的专门企业。SK集团于今年1月份收购了LGSiltron51%的股份，并于今年5月份表示将收购公司剩余49%的股份，以此打入半导体材料和零件领域，实现各项业务的垂直整合。 在我国积极发展半导体产业大力投资12寸晶圆厂和智能手机、云端服务器需求的驱动下，硅晶圆的市场需求大增。SEMI公布的数据显示，今年第二季全球硅晶圆出货面积达2,978百万平方英寸，连续5季出货量创下历史新高。硅晶圆价格持续走高且几大厂商少有扩产动作，因此普遍认为硅晶圆将持续供不应求。 对于半导体硅晶圆而言，大陆产业发展远不及世界先进水平，这对于芯片产业的后续发展是一个不利的因素，因此要实现芯片自主替代目标亟需打破硅晶圆等材料方面的国外垄断。 猎芯网是由深圳市猎芯科技有限公司开发运营的电子元器件B2B交易服务平台。于2015年7月上线，总部位于深圳，在北京、香港设有分公司，拥有专业的行业和互联网人才团队，迄今已获得多轮风险投资。猎芯网可以为用户提供涵盖购买、报关、仓储、金融等整个交易环节的全闭环服务；提供免费开放平台，客户可进行自由交易。此外，猎芯网还提供联营、专卖、寄售、供应链金融等服务，极大的提升了效率，降低了交易成本。
By Dianne Shi and Ilan Weisshas 本文介绍，先进圭寸装（advaneed packaging的后端工艺（back-end）之一: xx 圆切片(wafer dicing)。 在过去三十年期间，切片(dieing)系统与刀片(blade)已经不断地改进以对付工艺的挑战和接纳不同类型基板的要求。最新的、对生产率造成最大影响的设备进展包括: 采用两个切割(two cuts)同时进行的、将超程(overtravel)减到最小的双轴(dual-spindle)切片系统，代表性的有日本东精精密的AD3000T和AD2000T;自动心轴扭力监测和自动冷却剂流量调节能力。重大的切片刀片进步包括一些刀片，它们用于很窄条和/或较高芯片尺寸的晶圆、以铜金属化的晶圆、非常薄的晶圆、和在切片之后要求表面抛光的元件用的晶圆。许多今天要求高的应用都要求设备能力和刀片特性两方面都最优化的工艺，以尽可能最低的成本提供尽可能高的效率。 最近，日本东精精密又向市场推出了非接触式的激光切割设备ML200和 ML300 型 切片机制(The Dicing Mechanism) 硅晶圆切片工艺是在“后端”装配工艺中的第一步。该工艺将晶圆分成单个的芯片，用于随后的芯片接合(die bon di ng)、弓I线接合(wire bonding)和测试工序。 一个转动的研磨盘(刀片)完成切片(dicing)。一根心轴以高速， 30,000~60,000rpm (83~175m/sec的线性速度)转动刀片。该刀片由嵌入电镀镍矩 阵黏合剂中的研磨金刚石制成。 在芯片的分割期间，刀片碾碎基础材料(晶圆)，同时去掉所产生的碎片。材料的去掉沿着晶方(dice)的有源区域之间的专用切割线(迹道)发生的。冷却剂(通常是去离子水)指到切割缝内，改善切割品质，和通过帮助去掉碎片而延长刀片寿命。每条迹道(street)的宽度(切口)与刀片的厚度成比例。 关键工艺参数 硅圆片切割应用的目的是将产量和合格率最大，同时资产拥有的成本最