言引：8 英寸晶圆是指直径为 200 毫米的硅晶片，是制作硅半导体电路的关键材料。其制作材料主要是高纯度的硅，纯度高达 99.999999999%。经过复杂的工艺，如硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆制备等步骤，最终形成符合半导体芯片制造要求的晶圆。
在半导体材料中，8 英寸晶圆占据着重要地位。它是制造各种半导体芯片的基础平台，如 MCU 芯片、射频芯片、基站通讯设备 DSP、FPGA、功率器件、指纹识别芯片、图像传感器、电源管理芯片、显示驱动 IC、传感器芯片、嵌入式非易失性存储芯片等产品都可以在 8 英寸晶圆上进行生产。其科技含量不容小觑，涵盖了从晶体生长到晶圆加工的多个高科技环节。
8 英寸晶圆的制程范围主要集中在 90nm 以上制程，涵盖了如物联网、汽车电子、新能源、信息通信、工业控制、军工电子、消费电子等多个终端消费领域，下游市场应用广泛。与 12 英寸晶圆相比，8 英寸晶圆具有独特的优势。一方面，8 英寸产线已形成了成熟的特色工艺，特色工艺对于部分参数具有更为严格的要求，且开发所需周期较长，在 8 英寸产线投产的成熟度及成品率较高。另一方面，8 英寸产线相较于 12 英寸产线具有成本优势，设备原值本身较低且相关设备折旧已基本完成，对应产品成本相对较低。
硅提炼及提纯
将沙石原料放入一个温度超过两千摄氏度的并有碳源的电弧熔炉中，在高温下发生还原反应得到冶金级硅。然后将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢反应，生成液态的硅烷，随后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅。这个过程需要严格控制温度、压力和反应时间等参数，以确保得到的电子级硅的纯度达到 99.9999999% 以上。
单晶硅生长
- 直拉法：高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，温度维持在大约一千多摄氏度，炉中的空气通常是惰性气体，使多晶硅熔化。把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。直拉法能支持大尺寸硅片生产，如 8 英寸及以上尺寸硅片。其优势在于更容易生产出大尺寸的单晶硅棒，且高氧含量提供了晶片强化的优点。主要应用于生产低功率的集成电路元件。区熔法：采用多晶锭分区熔化和结晶的办法来完成长晶过程。工艺流程包括多晶硅棒料打磨、清洗、装炉、高频电力加热、籽晶熔接、缩颈、放肩等。区熔法生长的单晶硅棒直径低，工艺流程相对更繁琐，耗资成本大，市场占有率低。主要用于高功率的电子元件，8 英寸区熔晶圆主要用于制造功率半导体器件，其拥有较好的耐电压和电流性能。
晶圆制备
单晶硅棒经过切段，将超出客户规格的部分切除，分段成切片设备可以处理的长度。然后进行外径滚磨，由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。接着进行平边或 V 型槽处理，指定向基准平面加工，用单晶硅捧上的特定结晶方向平边或 V 型槽。之后进行切片，将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄片。再进行倒角，将切割成的晶片锐利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及品格缺陷产生。随后进行研磨，通过研磨除去切片和轮磨所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的翘曲度，平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。接着进行腐蚀，采用化学腐蚀去除经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层。最后进行抛光，包括粗抛和精抛，粗抛主要作用是去除损伤层，一般去除量约在 10 - 20um；精抛主要作用是改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量在 1um 以下。经过清洗，清除晶片表面所有的污染源，最终得到符合要求的 8 英寸晶圆。
成熟的特色工艺
8 英寸产线已形成了诸多成熟的特色工艺。例如 MCU 芯片，在 8 英寸产线上，其生产工艺经过长时间的优化和验证，能够稳定地输出高质量的产品。MCU 芯片广泛应用于物联网、汽车电子、消费电子等领域，对工艺参数有着严格的要求，而 8 英寸晶圆厂能够满足这些要求，保证较高的成品率。
功率器件也是 8 英寸产线的特色之一。8 英寸晶圆能够支持包括高压 CMOS、BiCMOS 和 BCD 在内的特种工艺技术，这些技术对工艺参数有较为严格的容差限制，在成熟的 8 英寸晶圆厂投产成品率较高。常用的 DC-DC 转换器、马达驱动器、电池充电器中的 IC 一般都使用 8 寸晶圆生产。
指纹识别芯片方面，8 英寸晶圆产线同样表现出色。手机领域的屏下光学、电容侧边、超声波等指纹识别技术逐步渗透到智能家居、金融、汽车等领域，该类产品多采用 0.11μm/0.18μm 制程，在 8 英寸晶圆产线上的成熟制程和特色工艺平台越来越受欢迎。
影像传感器也是 8 英寸晶圆的重要应用领域。手机摄像头数量不断提升，其中配套的低像素 CIS 带动 0.18μm 等制程节点需求提升，普通高像素 CIS 也只需 55nm 制程节点，进一步拉动了成熟制程代工需求。
这些特色工艺的成熟度高，开发所需周期较长，但在 8 英寸产线投产的成品率较高，为 8 英寸晶圆在市场上赢得了独特的竞争优势。
成本优势
与 12 英寸产线相比，8 英寸产线具有明显的成本优势。首先，8 英寸产线的设备原值本身较低。8 寸晶圆厂的产能在上世纪 90 年代末期开始提升，大部分晶圆厂现已完全折旧完毕，因此在设备成本方面具有较大优势。
其次，从固定成本来看，8 英寸晶圆厂完全或大部分折旧的固定资产的固定成本较低。虽然当前设备供应商不再制造 8 寸晶圆厂所用的新设备，但是他们通常会与 8 寸晶圆厂紧密合作，以具有成本效益的方式使设备寿命再延长 10 - 15 年。
在光罩及设计服务方面，8 英寸晶圆也具有成本优势。制程的金属层数随着工艺的演进不断上升，在 130nm 时典型的制程有六层金属，而到 5nm 节点时预期至少会有 14 层金属，即先进技术节点下晶圆成本较高。另外先进的技术节点需要引进新的技术，相应会增加掩膜版成本，以台积电为例，130nm 技术节点约需要 30 层掩膜版，而到 28nm 以下的技术节点需要至少 50 层掩膜版。而以 90nm、130nm 及以上工艺技术节点为主的 8 寸晶圆厂所需的资本支出较小，因此即使在小批量生产时分摊固定成本也较低。
此外，12 寸晶圆产线先进的洁净室和设备可以确保高产量、更紧密、更小的几何尺寸设计和更高的收益，同时也只容许极有限的误差，因此尽管该市场高速增长，但需要每年投入 50 - 100 亿美金才可兼具研发和在市场上的有效竞争力。而以 90nm、130nm 及以上工艺技术节点为主的 8 寸晶圆厂所需的资本支出较小，因此即使在小批量生产时分摊固定成本也较低。
综上所述，8 英寸晶圆在成本方面具有显著优势，这使得它在市场上具有较强的竞争力。
8 英寸晶圆在多个领域发挥着至关重要的作用。不同尺寸的晶圆下游应用领域不同，8 英寸晶圆主要用于 MCU 芯片、射频芯片、基站通讯设备 DSP、FPGA、功率器件、指纹识别芯片、图像传感器、电源管理芯片、显示驱动 IC、传感器芯片、嵌入式非易失性存储芯片等产品生产。其制程范围主要集中在 90nm 以上制程，涵盖了如物联网、汽车电子、新能源、信息通信、工业控制、军工电子、消费电子等多个终端消费领域，下游市场应用广泛。
在物联网领域，8 英寸晶圆生产的 MCU 芯片、传感器芯片等为物联网设备提供了核心的控制和感知功能。例如，智能家居中的智能家电、智能安防设备等都离不开这些芯片的支持。据相关数据显示，随着物联网技术的不断发展，对 8 英寸晶圆生产的各类芯片的需求将持续增长，预计未来几年，物联网领域对 8 英寸晶圆的需求增长率将保持在较高水平。
在汽车电子领域，8 英寸晶圆生产的功率器件、MCU 芯片等在汽车的动力系统、安全系统、娱乐系统等方面发挥着重要作用。例如，新能源汽车中的电池管理系统、电机控制系统等都需要高性能的功率器件和 MCU 芯片。目前，全球已有超过 20 家知名汽车厂商在车载充电系统中使用了碳化硅功率器件，而这些功率器件很多都是由 8 英寸晶圆生产的。随着汽车智能化、电动化的发展趋势，汽车电子对 8 英寸晶圆的需求也在不断增加。
此外，九峰山实验室展出的全球首片 8 英寸硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆，可实现超低损耗、超高带宽的高端光芯片规模制造，可以制造目前全球综合性能最优的光电集成芯片。该项成果为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。随着调制速率要求的提高，薄膜铌酸锂的优势将更加明显，给未来的通信技术带来巨大的潜力。据相关市场研究机构调查报告，预计 2025 年后，薄膜铌酸锂将逐渐商业化。
综上所述，8 英寸晶圆在多个领域都有着广泛的应用，其重要性不言而喻。随着科技的不断进步和市场需求的不断增长，8 英寸晶圆的应用前景将更加广阔。
近年来，8 英寸晶圆，尤其是 8 英寸碳化硅晶圆的发展备受瞩目。国内外大厂纷纷加速研发、扩产，掀起了一场激烈的竞争热潮。
从市场规模来看，随着新能源汽车、能源转型、人工智能等领域的快速发展，对碳化硅的需求显著增长。据相关数据显示，2023 年全球 8 寸晶圆市场规模达到一定规模，而预计到 2029 年，全球 8 寸晶圆市场规模将以一定的年复合增长率增长至更高水平。在碳化硅领域，与 6 英寸衬底相比，8 英寸碳化硅衬底成本可降低约 35%，且能够切割出更多晶片，边缘浪费更少，材料有效利用率大幅提升。这使得 8 英寸碳化硅晶圆在市场上的竞争力不断增强，市场规模也呈现出稳步增长的态势。
在应用领域方面，8 英寸碳化硅晶圆不断拓展。在新能源汽车领域，碳化硅功率器件的应用越来越广泛。例如，安森美宣布将于 2025 年投产 8 英寸碳化硅晶圆，其与大众汽车集团的供应协议反映了在汽车领域碳化硅地位的不断加强。全球已有超过 20 家知名汽车厂商在车载充电系统中使用了碳化硅功率器件，这些功率器件很多都是由 8 英寸晶圆生产的。随着汽车智能化、电动化的发展趋势，对 8 英寸碳化硅晶圆的需求持续增加。
在工业电力和能源领域，意法半导体与三安光电在中国重庆合作建设的 8 英寸碳化硅器件合资制造厂，预计 2025 年第四季度开始投产，旨在支持中国汽车电气化、工业电力和能源领域的快速增长需求。
此外，在通信、光伏等领域，8 英寸碳化硅晶圆也有着广阔的应用前景。例如，在通信领域，通过碳化硅衬底上制得的异质外延片，可制成的器件在通信领域发挥重要作用。在光伏领域，碳化硅的耐高温、耐高压、高热导率等原生优势，使其在光伏领域的应用不断扩大。
总的来说，8 英寸晶圆，特别是 8 英寸碳化硅晶圆，正处于快速发展阶段。国内外大厂的加速研发和扩产，市场规模的增长以及应用领域的不断拓展，都为 8 英寸晶圆的未来发展带来了巨大的机遇和挑战。
本报告关注全球及中国市场8英寸晶圆的产能、产出、销量、销售额、价格以及发展前景。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2019至2023年，预测数据则涵盖2024至2030年。
