未来会有足够的硅晶圆吗？

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由于正在进行或传闻的交易并购的潜在影响，集成电路产业链重要组成部分的硅晶圆正在面临一些新挑战。

其实这个行业里的并购已经见惯不怪了，频发的并购事件让全球的半导体公司买少见少了。我们也知道，硅晶圆制造商的任务是将未加工的晶圆交给芯片制造商加工，后者将其做成相关的芯片。

尽管半导体的出货量持续攀升，但在硅晶圆这个市场依然面临严峻的价格压力。

在今年八月份，台湾环球晶圆小吃大，宣布将 SunEdison 半导体收归囊中。虽然这单交易还在等待各地政府的审批。如果这单交易一旦确定，新的环球晶圆将超过德国的 Siltronic （ 13% ），成为全球第三大的硅晶圆供应商，根据 2015 年的数据，其市场占有率也会增长到 17% 。屈居两大日本公司 Shin-Etsu (27%) 和 Sumco (26%) 之后。

而在并购发生之前， SunEdison 公司 2015 的市场占有率为 10% ，领先于韩国的 LG Siltron （ 9% ）、环球晶圆（ 7% ）和法国的 Soitec （ 3% ）。

交易完成之后，环球晶圆不但扩充了其 300mm 晶圆的产能，并将业务触角伸到 SOI 晶圆业务，因为 SunEdison 是全球最大的 RF 和 FD-SOI 芯片晶圆供货商，其 SOI 晶圆客户包括了 GlobalFoundries 和 Samsung 。

虽然硅晶圆市场已经成熟到可以承受任何兼并，但全球的晶圆客户还是在紧盯这单交易。市场分析机构 Sage Concepts 的主席 RichardWinegarner 也表示，如果有一天 Siltronic 和 LGSiltron 也卖盘，我们不需要感到惊讶。他还指出，由于硅晶圆业务的微薄收益，让西方的生产者对这个业务失去激情，但正在学习的制造好晶圆的中国对此非常感兴趣。

毫无疑问，这个行业是需要并购的。因为这样的话可以促使晶圆的价格走向稳定。 SummitRedstone Partners. 的分析师 Jagadish Iyer 表示。

晶圆的狂欢

硅晶圆是半导体产业的基础，每一个芯片制造者都需要购买晶圆。晶圆这个产业是从多晶硅开始的。而多晶硅是在石英坩埚里面融化的。

我们知道，在固体材料中，有一种特殊的晶体结构──单晶（ Monocrystalline ）。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性，可以形成一个平整的原子表层。因此，采用单晶做成晶圆，便可以满足以上的需求。然而，该如何产生这样的材料呢，主要有二个步骤，分别为纯化以及拉晶，之后便能完成这样的材料。

纯化分成两个阶段，第一步是冶金级纯化，此一过程主要是加入碳，以氧化还原的方式，将氧化硅转换成 98% 以上纯度的硅。大部份的金属提炼，像是铁或铜等金属，皆是采用这样的方式获得足够纯度的金属。但是， 98% 对于晶片制造来说依旧不够，仍需要进一步提升。因此，将再进一步采用西门子制程（ Siemensprocess ）作纯化，如此，将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。

接着，就是拉晶的步骤。首先，将前面所获得的高纯度多晶硅融化，形成液态的硅。之后，以单晶的硅种（ seed ）和液体表面接触，一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种，是因为硅原子排列就和人排队一样，会需要排头让后来的人该如何正确的排列，硅种便是重要的排头，让后来的原子知道该如何排队。最后，待离开液面的硅原子凝固后，排列整齐的单晶硅柱便完成了。

从目前的市场看，硅晶圆包括了 300mm/200mm 和其他更小的尺寸。

硅晶圆制造挑战重重，但制造商却获益不多。在过去的二十年，硅晶圆供应商从 20 多家，兼并成现在的 5 家大玩家。而这些并购扫除了产业的几大问题，首先是硅晶圆厂需要一个庞大的规模去和其他竞争者竞争，这样的话小型制造商就跟不上第一阵型的步伐。

但最大的问题是硅晶圆产业正在面临产能过剩的现状。这样就会给价格和利润带来重大影响。在过去的几年，只有一部分的供应商能够获得利润。而实际上硅晶圆的平均价格已经从 2009 年的每平方英寸 1.04 美元的售价降到 2015 年的 0.76 美元。

现在， 300mm 晶圆占了市场 60% 的出货量，而 200mm 晶圆的份额只有 31% 。剩下的份额则被 150mm 晶圆和其他晶圆瓜分。

200mm 晶圆的装机容量

总得来说， 300mm 晶圆每年的市场容量从 2009 年的 4300 万片晶圆成长到 2015 年的 7600 万片。

在 2015 年，半导体市场上生产了 7600 万片 300mm 硅晶圆，但市场只消耗了 5700 万片。所以从目前的市场看来，如果硅晶圆厂产能全开，所生产的硅晶圆能够满足所有 Fab 的生产需求。但根据监视可知，在 2016 年，只有 74.6% 的 Fab 投入运营。

因此不需要去扩充生产，相反，有些供应商需要关掉一些产品线去降低运营成本。

300mm 晶圆的预估需求

幸运的是，硅晶圆产业在 2015 年第四季度触底之后，开始反弹了。 Iyer 表示， 2015 年对于硅晶圆产业来说是很艰难的一年。

从 2016 年第一季度开始，硅晶圆产业开始复苏，尤其是在 TSMC 的强势影响之下。

去年的硅晶圆价格真的到达了历史新低，但相反的是产能达到了历史新高。虽然今年第一季度开始，硅晶圆的市场开始好转，但是价格还是没有回调。

但对硅晶圆生产者来说，目前面临的最大挑战是硅晶圆需求日增，但价格上调困难。硅晶圆供应商需要去说服客户接受价格调整。这是一个信号，在芯片制造商收益不错的时代，如果能够调整其价格，对硅晶圆制造商来说，是一个鼓舞。

市场预测， 2016 年的硅晶圆市场会达到 70 亿美元，较之 2015 下降了 1% 。而 2016 年的硅晶圆出货尺寸会高达 108 亿平方英寸。较之去年反而有小许上升。

但从整个行业看来，还是有一些积极的信号的。因为市场需求还会持续上升。

300mm 晶圆市场会从 Logic 和 Memory 产品的增长中收益， 200mm 晶圆依旧保持很强劲的活力。但在未来， 300mm 晶圆面临更多的挑战。因为 200mm 硅晶圆客户远比 300mm 晶圆多，所以 200mm 晶圆的产能过剩的情况不再出现。

实际上，由于汽车电子、消费电子和 IoT 市场的个多样化芯片需求激增的推动，甚至造成了 200mm 晶圆的短缺。

就我们所知，在汽车电子和 IoT 芯片市场，芯片需要不同的制程和工艺。而这些市场的应用需求也覆盖了从 28nm 到 130nm ，甚至达到 180nm 。未来在 55nm/40nm 的需求会持续增长。

去预测未来 300mm 和 200mm 需求量的一个方法就是去看设备市场的走势。如果需求增长，芯片制造商会去购买更多的设备。这样也同样给 200mm 的相关设备带来缺货现象。

Lam Research. 的相关人士表示，这并不是说 300mm 晶圆的需求下降，只是从他们的角度看，现在能提供的 300mm 晶圆相关设备比 200mm 设备多。

随着 IoT 的落地和 more than Moore 延伸到 Fab ， 200mm 晶圆的相关设备在未来会持续增加。而随着 200mm 晶圆的走热， Fab 也要购买足够的设备以保证其产能。

Applied Materials 的相关人士也透露，市场会停留在 200mm 晶圆一段时间， morethan Moore 技术的基础也会存在于庞大和增长的市场。

更多的并购会发生？

尽管现在情况看起来好了很多，但硅晶圆产业在可见的未来还会面临很多困难。因此行业可能会发生更多的并购以保持其竞争力。 SunEdison Semiconductor 在今年年初宣布将会采取一些可替代的选择来改变其亏损状况就是其中的一个代表。

SunEdison Semiconductor 寻求交易，我们也不会感到惊讶，让我们惊讶的是，买家竟然是环球晶圆，行业内的一个无名之士。

尽管如此，行业分析师也是看好这单交易。这在未来会缔造一个 12 亿美元营收的公司。丰富的产品线会满足半导体市场的广泛需求。

如果这单交易完成了，也会有一个明显的影响，那就是美国本土不再有硅晶圆供应商了。

但这个真的重要吗？因为就目前看来，没人关心美国的硅晶圆制造能力。实际上，全球只由不到 10% 的晶圆是在美国生产的。这些业务大部分都是在亚洲完成。

另外，这单交易还会有其他的象征性意义，毕竟成立于 1959 年的 SunEdisonSemiconductor 是硅晶圆这个领域的先锋，他曾经是孟山都公司的一个部门，那时候还叫做 MEMC 。在 1989 年，一个德国公司收购了 MEMC ，并发起了一连串的并购，最后 MEMC 再度作为一个美国公司亮相，并在 2009 年收购了太阳能供应商 SunEdison ，并在 2013 年改名 SunEdison 。

两年前， SunEdison