由于正在進行或傳聞的交易并購的潛在影響，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈重要組成部分的硅晶圓正在面臨一些新挑戰(zhàn)。

　　其實這個行業(yè)里的并購已經(jīng)見慣不怪了，頻發(fā)的并購事件讓全球的半導(dǎo)體公司買少見少了。我們也知道，硅晶圓制造商的任務(wù)是將未加工的晶圓交給芯片制造商加工，后者將其做成相關(guān)的芯片。

　　盡管半導(dǎo)體的出貨量持續(xù)攀升，但在硅晶圓這個市場依然面臨嚴(yán)峻的價格壓力。

　　在今年八月份，***環(huán)球晶圓小吃大，宣布將SunEdison半導(dǎo)體收歸囊中。雖然這單交易還在等待各地政府的審批。如果這單交易一旦確定，新的環(huán)球晶圓將超過德國的Siltronic（13%），成為全球第三大的硅晶圓供應(yīng)商，根據(jù)2015年的數(shù)據(jù)，其市場占有率也會增長到17%。屈居兩大日本公司Shin-Etsu （27%） 和Sumco （26%）之后。

　　而在并購發(fā)生之前，SunEdison公司2015的市場占有率為10%，領(lǐng)先于韓國的LG Siltron（9%）、環(huán)球晶圓（7%）和法國的Soitec（3%）。

　　交易完成之后，環(huán)球晶圓不但擴充了其300mm晶圓的產(chǎn)能，并將業(yè)務(wù)觸角伸到SOI晶圓業(yè)務(wù)，因為SunEdison是全球最大的RF和FD-SOI芯片晶圓供貨商，其SOI晶圓客戶包括了GlobalFoundries 和 Samsung。

　　雖然硅晶圓市場已經(jīng)成熟到可以承受任何兼并，但全球的晶圓客戶還是在緊盯這單交易。市場分析機構(gòu)Sage Concepts的主席RichardWinegarner也表示，如果有一天Siltronic和 LGSiltron也賣盤，我們不需要感到驚訝。他還指出，由于硅晶圓業(yè)務(wù)的微薄收益，讓西方的生產(chǎn)者對這個業(yè)務(wù)失去激情，但正在學(xué)習(xí)的制造好晶圓的中國對此非常感興趣。

　　毫無疑問，這個行業(yè)是需要并購的。因為這樣的話可以促使晶圓的價格走向穩(wěn)定。SummitRedstone Partners.的分析師Jagadish Iyer表示。

　　晶圓的狂歡

　　硅晶圓是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，每一個芯片制造者都需要購買晶圓。晶圓這個產(chǎn)業(yè)是從多晶硅開始的。而多晶硅是在石英坩堝里面融化的。

　　我們知道，在固體材料中，有一種特殊的晶體結(jié)構(gòu)──單晶（Monocrystalline）。它具有原子一個接著一個緊密排列在一起的特性，可以形成一個平整的原子表層。因此，采用單晶做成晶圓，便可以滿足以上的需求。然而，該如何產(chǎn)生這樣的材料呢，主要有二個步驟，分別為純化以及拉晶，之后便能完成這樣的材料。

　　純化分成兩個階段，第一步是冶金級純化，此一過程主要是加入碳，以氧化還原的方式，將氧化硅轉(zhuǎn)換成98%以上純度的硅。大部份的金屬提煉，像是鐵或銅等金屬，皆是采用這樣的方式獲得足夠純度的金屬。但是，98%對于晶片制造來說依舊不夠，仍需要進一步提升。因此，將再進一步采用西門子制程（Siemensprocess）作純化，如此，將獲得半導(dǎo)體制程所需的高純度多晶硅。

　　接著，就是拉晶的步驟。首先，將前面所獲得的高純度多晶硅融化，形成液態(tài)的硅。之后，以單晶的硅種（seed）和液體表面接觸，一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩慢的向上拉起。至于為何需要單晶的硅種，是因為硅原子排列就和人排隊一樣，會需要排頭讓后來的人該如何正確的排列，硅種便是重要的排頭，讓后來的原子知道該如何排隊。最后，待離開液面的硅原子凝固后，排列整齊的單晶硅柱便完成了。

　　從目前的市場看，硅晶圓包括了300mm/200mm和其他更小的尺寸。

　　硅晶圓制造挑戰(zhàn)重重，但制造商卻獲益不多。在過去的二十年，硅晶圓供應(yīng)商從20多家，兼并成現(xiàn)在的5家大玩家。而這些并購掃除了產(chǎn)業(yè)的幾大問題，首先是硅晶圓廠需要一個龐大的規(guī)模去和其他競爭者競爭，這樣的話小型制造商就跟不上第一陣型的步伐。

　　但最大的問題是硅晶圓產(chǎn)業(yè)正在面臨產(chǎn)能過剩的現(xiàn)狀。這樣就會給價格和利潤帶來重大影響。在過去的幾年，只有一部分的供應(yīng)商能夠獲得利潤。而實際上硅晶圓的平均價格已經(jīng)從2009年的每平方英寸1.04美元的售價降到2015年的0.76美元。

　　現(xiàn)在，300mm晶圓占了市場60%的出貨量，而200mm晶圓的份額只有31%。剩下的份額則被150mm晶圓和其他晶圓瓜分。

　　200mm晶圓的裝機容量

　　總得來說，300mm晶圓每年的市場容量從2009年的4300萬片晶圓成長到2015年的7600萬片。

　　在2015年，半導(dǎo)體市場上生產(chǎn)了7600萬片300mm硅晶圓，但市場只消耗了5700萬片。所以從目前的市場看來，如果硅晶圓廠產(chǎn)能全開，所生產(chǎn)的硅晶圓能夠滿足所有Fab的生產(chǎn)需求。但根據(jù)監(jiān)視可知，在2016年，只有74.6%的Fab投入運營。

　　因此不需要去擴充生產(chǎn)，相反，有些供應(yīng)商需要關(guān)掉一些產(chǎn)品線去降低運營成本。

　　300mm晶圓的預(yù)估需求

　　幸運的是，硅晶圓產(chǎn)業(yè)在2015年第四季度觸底之后，開始反彈了。Iyer表示，2015年對于硅晶圓產(chǎn)業(yè)來說是很艱難的一年。

　　從2016年第一季度開始，硅晶圓產(chǎn)業(yè)開始復(fù)蘇，尤其是在TSMC的強勢影響之下。

　　去年的硅晶圓價格真的到達了歷史新低，但相反的是產(chǎn)能達到了歷史新高。雖然今年第一季度開始，硅晶圓的市場開始好轉(zhuǎn)，但是價格還是沒有回調(diào)。

　　但對硅晶圓生產(chǎn)者來說，目前面臨的最大挑戰(zhàn)是硅晶圓需求日增，但價格上調(diào)困難。硅晶圓供應(yīng)商需要去說服客戶接受價格調(diào)整。這是一個信號，在芯片制造商收益不錯的時代，如果能夠調(diào)整其價格，對硅晶圓制造商來說，是一個鼓舞。

　　市場預(yù)測，2016年的硅晶圓市場會達到70億美元，較之2015下降了1%。而2016年的硅晶圓出貨尺寸會高達108億平方英寸。較之去年反而有小許上升。

　　但從整個行業(yè)看來，還是有一些積極的信號的。因為市場需求還會持續(xù)上升。

　　300mm晶圓市場會從Logic和Memory產(chǎn)品的增長中收益，200mm晶圓依舊保持很強勁的活力。但在未來，300mm晶圓面臨更多的挑戰(zhàn)。因為200mm硅晶圓客戶遠比300mm晶圓多，所以200mm晶圓的產(chǎn)能過剩的情況不再出現(xiàn)。

　　實際上，由于汽車電子、消費電子和IoT市場的個多樣化芯片需求激增的推動，甚至造成了200mm晶圓的短缺。

　　就我們所知，在汽車電子和IoT芯片市場，芯片需要不同的制程和工藝。而這些市場的應(yīng)用需求也覆蓋了從28nm到130nm，甚至達到180nm。未來在 55nm/40nm的需求會持續(xù)增長。

　　去預(yù)測未來300mm和200mm需求量的一個方法就是去看設(shè)備市場的走勢。如果需求增長，芯片制造商會去購買更多的設(shè)備。這樣也同樣給200mm的相關(guān)設(shè)備帶來缺貨現(xiàn)象。

　　Lam Research.的相關(guān)人士表示，這并不是說300mm晶圓的需求下降，只是從他們的角度看，現(xiàn)在能提供的300mm晶圓相關(guān)設(shè)備比200mm設(shè)備多。

　　隨著IoT的落地和more than Moore延伸到Fab，200mm晶圓的相關(guān)設(shè)備在未來會持續(xù)增加。而隨著200mm晶圓的走熱，F(xiàn)ab也要購買足夠的設(shè)備以保證其產(chǎn)能。

　　Applied Materials的相關(guān)人士也透露，市場會停留在200mm晶圓一段時間，morethan Moore技術(shù)的基礎(chǔ)也會存在于龐大和增長的市場。

　　更多的并購會發(fā)生？

　　盡管現(xiàn)在情況看起來好了很多，但硅晶圓產(chǎn)業(yè)在可見的未來還會面臨很多困難。因此行業(yè)可能會發(fā)生更多的并購以保持其競爭力。SunEdison Semiconductor在今年年初宣布將會采取一些可替代的選擇來改變其虧損狀況就是其中的一個代表。

　　SunEdison Semiconductor尋求交易，我們也不會感到驚訝，讓我們驚訝的是，買家竟然是環(huán)球晶圓，行業(yè)內(nèi)的一個無名之士。

　　盡管如此，行業(yè)分析師也是看好這單交易。這在未來會締造一個12億美元營收的公司。豐富的產(chǎn)品線會滿足半導(dǎo)體市場的廣泛需求。

　　如果這單交易完成了，也會有一個明顯的影響，那就是美國本土不再有硅晶圓供應(yīng)商了。

　　但這個真的重要嗎？因為就目前看來，沒人關(guān)心美國的硅晶圓制造能力。實際上，全球只由不到10%的晶圓是在美國生產(chǎn)的。這些業(yè)務(wù)大部分都是在亞洲完成。

　　另外，這單交易還會有其他的象征性意義，畢竟成立于1959年的SunEdisonSemiconductor是硅晶圓這個領(lǐng)域的先鋒，他曾經(jīng)是孟山都公司的一個部門，那時候還叫做MEMC。在1989年，一個德國公司收購了MEMC，并發(fā)起了一連串的并購，最后MEMC再度作為一個美國公司亮相，并在2009年收購了太陽能供應(yīng)商SunEdison，并在2013年改名SunEdison。

　　兩年前，SunEdison分拆其硅晶圓業(yè)務(wù)，聚焦在太陽能。并將其硅晶圓業(yè)務(wù)的公司改為SunEdisonSemiconductor。而SunEdison最后卻破產(chǎn)了。

　　而環(huán)球晶圓曾經(jīng)是Sino-AmericanSilicon的一個部門。在2011年，Sino-AmericanSilicon分拆其硅晶圓業(yè)務(wù)，成立了現(xiàn)在環(huán)球晶圓。

　　與此同時，Sino-AmericanSilicon收購了一個從Toshiba手上買下了硅晶圓供應(yīng)商 CovalentMaterials，在2016年，Sino-AmericanSilicon將其并入環(huán)球晶圓。

　　展望未來，硅晶圓產(chǎn)業(yè)的并購是在所難免的。而下一波并購潮可能會來自中國。正在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大興土木的中國對硅晶圓很感興趣，尤其是大尺寸的硅晶圓。

　　技術(shù)類型

　　硅晶圓行業(yè)的動蕩表明，硅晶圓供應(yīng)商必須緊跟Fab廠在技術(shù)方面的進步，滿足需求。從現(xiàn)狀看來，有幾種不同類型的硅晶圓，其中更包括了anneal，epitaxial， polished 和 SOI.

　　SOI晶圓市場是值得關(guān)注的一個重點。環(huán)球晶圓發(fā)起這單交易的一個原因就是看中了SOI的市場。

　　從構(gòu)成上看，一個SOIsubstrates在其隱埋氧化層上面包括了一個超薄的硅層，而絕緣層就抑制了設(shè)備的泄漏。

　　SOI晶圓被應(yīng)用到數(shù)字、電源和RF應(yīng)用。在數(shù)字領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)推進到了一個叫做FD-SOI的平面工藝。

　　對于芯片制造商來說，F(xiàn)D-SOI是他們在塊狀硅上面的一個可替代選擇。當(dāng)中包括28nm的plannar和FinFET。FD-SOI的存在給產(chǎn)業(yè)界未來的路線提供了一個新選擇。當(dāng)中的領(lǐng)導(dǎo)者是 GlobalFoundries.。

　　但關(guān)于SOI，有兩點值得注意，那就是晶圓成本和供應(yīng)鏈?，F(xiàn)在只有幾個SOI晶圓供應(yīng)商，分別是Shin-Etsu，Soitec， Sumco 和SunEdisonSemi.

　　即使 GlobalWafers-SunEdison的交易最終確定，也不會影響SOI晶圓的供應(yīng)。我認為關(guān)于SOI晶圓的供應(yīng)量是不需要擔(dān)心的，三星的相關(guān)人士表示。

　　成本在SOI市場是應(yīng)該值得關(guān)注的。晶圓制造商過去幾年在降低SOI晶圓的成本上做了很多努力。主要的挑戰(zhàn)在設(shè)備層的厚薄均勻性和反射率上面，這兩項都在設(shè)備層或以下。尤其是厚薄均勻性，對于SOI晶圓來說是最大的挑戰(zhàn)。

　　有人說SOI的成本是最主要的問題，但有些專家并不這樣認為。因為SOI技術(shù)在過去幾年得到了很大的提升，例如一個簡單的 STI，就可以消除SOI晶圓的成本差異。

　　三星則認為，尺寸會是SOI晶圓的一個挑戰(zhàn)，隨著工藝進展到FDSOI，三星希望能降低SOI晶圓的substrates成本。

　　但總的看來，SOI晶圓市場還非常小，Polished和epitaxial晶圓依然是市場上的大頭。

　　Polished 晶圓被應(yīng)用到Memory，這就要求有平滑和干凈平面的超平substrates，而substrates 晶圓責(zé)備廣泛應(yīng)用到Logic和其他市場。

　　Anneal-based晶圓也關(guān)注日增，anneal晶圓的制造成本比epi晶圓更低，所以前者的平均成本較后者更低。

　　通常epi晶圓是用但晶圓設(shè)備加工，而anneal 晶圓則一次把大約30個拋光晶圓放置在一個分層式熔爐。這是基于一個分層工藝制造的，這樣你就會耗費更少的成本。

　　硅晶圓市場非常關(guān)鍵，我們希望他會變得越來越好。