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台积电淘汰6英寸晶圆,未来属于谁?碳化硅、金刚石晶圆加速上场

08/15 15:38
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8月13日,台积电在董事会会议后,确定将在两年内淘汰6英寸晶圆生产,并对8英寸晶圆产能进行调整。具体来说,负责6英寸生产的Fab 2与部分8英寸产能的Fab 5,将于2027年底停产。台积电表示,将协助客户转向12英寸晶圆厂,并重新部署部分员工到先进封装业务,以提升生产效率。

在全球范围内,6英寸与8英寸晶圆主要承载功率半导体射频器件、传感器等领域,而这些领域正是碳化硅SiC)、氮化镓GaN)、金刚石等第三、四代半导体材料的舞台。此次台积电的调整,不仅是工艺升级的信号,也映射出产业正加速迈向更大尺寸、更高性能的新材料路线。

从4英寸到12英寸

过去二十年,晶圆尺寸经历了4英寸 → 6英寸 → 8英寸 → 12英寸的演进。尺寸放大带来的优势很直接:在同样的生产批次中可以制造更多芯片,摊薄成本,提高产能效率。

碳化硅(SiC):主流量产尺寸已从4英寸过渡到6英寸,8英寸正在加速布局,2020-2024年,6英寸外延片销售额由3亿美元增长至8亿美元,年复合增长率为29.5%。8英寸市场规模快速提升,2024年8英寸外延片市场规模提升至3.12亿美元,2020-2024年复合增长率186.3%。英飞凌、Wolfspeed等厂商已布局8英寸SiC晶圆,预计2026年前后将成为行业主流,良率爬坡仍是瓶颈。

氮化镓(GaN):早期依赖6英寸硅基外延,如今部分厂商已在8英寸上量产,正探索12英寸路线,但成本和外延缺陷控制是挑战。

金刚石(Diamond):目前还处于2-4英寸阶段的研发和小批量生产,受制于单晶大尺寸生长技术和成本,未来一旦突破,将可能直接跳跃到高功率器件与高频通讯领域。

但对于碳化硅、氮化镓、金刚石等新材料来说,尺寸升级不仅仅是“放大”这么简单,还伴随着良率、缺陷密度、翘曲度、热应力等技术挑战。晶圆尺寸放大带来的最大挑战是良率、成本、工艺兼容性。同时,下游客户设备以及工艺需要同步升级,这也影响了材料的产业化节奏。

台积电动作的产业信号

台积电淘汰6英寸晶圆,实际上释放了一个产业节奏信号:低代工艺节点与小尺寸产线将逐步退出历史舞台,取而代之的是更大尺寸、更高性能的材料平台。对于碳化硅、金刚石这样的新材料来说,这是一次向主流制造体系靠拢的契机,也可能成为未来3-5年内半导体行业新一轮资本与技术竞赛的焦点。

从6英寸到12英寸,不只是台积电的生产线变化,而是半导体材料与工艺一次整体的代际升级。碳化硅、金刚石、氮化镓等材料正沿着晶圆尺寸放大的路径前行,而谁能率先突破技术瓶颈、实现成本可控,谁就有机会在下一轮半导体竞赛中占据高地。

台积电

台积电

台湾集成电路制造股份有限公司(台湾证券交易所代码:2330,美国NYSE代码:TSM)成立于1987年,在半导体产业中首创专业集成电路制造服务模式。2023年,台积公司为528 个客户提供服务,生产11,895 种不同产品,被广泛地运用在各种终端市场,例如高效能运算、智能型手机、物联网、车用电子与消费性电子产品等;同时,台积公司及其子公司所拥有及管理的年产能超过一千六百万片十二吋晶圆约当量。台积公司在台湾设有四座十二吋超大晶圆厂(GIGAFAB® Facilities)、四座八吋晶圆厂和一座六吋晶圆厂,并拥有一家百分之百持有之海外子公司—台积电(南京)有限公司之十二吋晶圆厂及二家百分之百持有之海外子公司—TSMC Washington美国子公司、台积电(中国)有限公司之八吋晶圆厂产能支援。

台湾集成电路制造股份有限公司(台湾证券交易所代码:2330,美国NYSE代码:TSM)成立于1987年,在半导体产业中首创专业集成电路制造服务模式。2023年,台积公司为528 个客户提供服务,生产11,895 种不同产品,被广泛地运用在各种终端市场,例如高效能运算、智能型手机、物联网、车用电子与消费性电子产品等;同时,台积公司及其子公司所拥有及管理的年产能超过一千六百万片十二吋晶圆约当量。台积公司在台湾设有四座十二吋超大晶圆厂(GIGAFAB® Facilities)、四座八吋晶圆厂和一座六吋晶圆厂,并拥有一家百分之百持有之海外子公司—台积电(南京)有限公司之十二吋晶圆厂及二家百分之百持有之海外子公司—TSMC Washington美国子公司、台积电(中国)有限公司之八吋晶圆厂产能支援。收起

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