8吋和12吋晶圆差别在哪里?

8 吋晶圆代工产能自2019 年底开始吃紧，至今仍未看到纾解迹象，甚至越来越严峻，世界、联电已相继证实涨价消息，并表示订单将满到2021 年。过去一段时间， 8 吋晶圆代工被视为落后、老旧的产线，到底是什么样的原因，现在却能让客户不惜捧着现金加价，也要抢到8 吋产能呢？本文带读者一窥中国台湾主要厂在8 吋市场的布局与策略。
8吋、12吋晶圆差别在哪？
两种尺寸的晶圆表面积的大小不同，以相同的良率标准做假设，十二吋大概一片可以生产200多颗IC ，是8吋的两倍，在生产成本不需大幅提高哪么多的话，比较符合成本效益。但也因为12吋一片产出的IC数量比较多，对应到终端需求，也是要足够的出货量去支撑，这也是很多厂商会停留在8吋的原因，一些中小型IC设计厂可能需要的量只有约几十片，要重新设计跨到12吋未必有利。

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以IC类型来看的话，粗略的划分，包括电源管理IC、驱动IC、指纹识别IC、CMOS、MosFET、功率元件等主力下在8吋晶圆；而采十二吋生产的则多是90nm制程以下，需要高效能、高速运算的产品，包括CPU、GPU、手机AP及通讯芯片等。
为何供不应求？
5G、远距商机催化8吋需求大爆发。世界先进董事长方略认为，与2017 年相比，这次有「结构性」的变化，包含生活形态改变所带动的需求，以及智能手机、5G对半导体需求提升，特别是电源管理IC用量非常的大，而且这次来自车用的需求还不高。预计直到2021 年上半年，公司都将维持高产能利用率水准，看好这些结构性转变将支撑8 吋代工中长期需求。
部分8吋设备停产，设备取得不易。全球8吋厂数量在2007年达到高峰，之后许多厂房陆续关闭或转型成12吋厂。由于12吋仍是现今主流的晶圆尺寸，目前不少设备商皆已停止生产部分8吋机台，设备取得不易，这也是8吋厂难以扩充产能的原因之一。
【8吋和12吋晶圆差别在哪里?】 SEMI统计， 2020年8吋晶圆代工产能约600万片，至2022年成长将增至650万片，复合成长8% 。
SEMI统计， 2020年12吋晶圆厂投资较去年成长13% ，创历年新高，预计在2023年将再创高峰。
中国台湾8吋设备供应
目前台厂也有自制8吋设备的能力，主要专精在半导体湿制程（wet processing）领域。
虽然8吋代工需求相当旺盛，但直接盖一个新厂并非优选。根据过去统计数计，投资一座8吋厂约需要8到10亿元美金，换算成台币约几百亿的水准，对比其他同业早已折旧完了，在竞争上就是会输了一大截。因此，从提升生产效率、购买二手设备（或改机）与并购着手，对业者来说相对有利；不过，好标的难寻，加上设备供给有限， 8吋产能仍无法快速增加。
IC设计如何因应？
「现在就是卖方市场，这是以前从来没有出现过的。」 IC设计厂高层坦言。今年至今8吋晶圆需求明显增加，逐步出现吃紧的态势，甚至今年第4季比起第3季还来得更紧。目前几乎所有产能量来说，代工厂只能给到今年的9成量，价格则是涨1~2成不等，并且将在明年1月1日开始实施。
解方1：新增中国台湾合作伙伴，先拿到量再说
多数IC设计业者开始寻求更多供应商来因应挑战，像是义隆过去多数投片于联电，但从今年新增投片台积电， 11月开始出货，第3家代工厂也将在明年下半年开始供货，应用于指纹辨识、LTDDI（带笔功能的驱动暨触控晶片）等，因此积极拓展伙伴之下，使得义隆明年整体产量总量，有机会较今年增加2成左右。
解方2：新增中国大陆伙伴，双供应链保障
有厂商逆势操作，当中国芯片设计业者逃来台湾之时，将部分的产品投片中国代工厂，不但好协调，更能直供当地供应链，虽然较具有风险，但确实价、量都更具成本优势。
解方3：转12吋？
大多数的厂商给的答案都是「当然不会。」对于大型IC设计业者来说，由于具有经济规模，投片12吋光罩成本容易分摊，因此已经是常态；但对于中小型厂商来说，最大的挑战在于光罩的成本实在高，一个光罩就要上千万，要摊提多久才能开始获利？这在成熟消费性芯片当中，并不合乎成本考量。
责任编辑：tzh
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