晶圓的案例
增加200mm晶圓產(chǎn)能是解決全球芯片短缺的關(guān)鍵？（附中國和全球8英寸晶圓廠完整清單）
臺積電目前在臺灣設(shè)有四座12吋超大晶圓廠（GIGAFAB Facilities）、四座8吋晶圓廠和一座六吋晶圓廠，在大陸設(shè)有臺積電南京12吋晶圓廠和臺積電上海8吋晶圓廠。此外，在美國設(shè)有WaferTech 8吋晶圓廠。
臺積電和中芯國際的8英寸晶圓廠（漏掉了臺積電晶圓八廠）（來源：維基百科）
中芯國際分別在上海、天津和深圳設(shè)有三座8英寸晶圓廠。該公司今年一季度財報顯示，其成熟制程到今年底產(chǎn)能將持續(xù)滿載，新增產(chǎn)能主要在下半年形成。其主要產(chǎn)能還是集中在成熟制程上，55/65納米工藝的營收占比最多，為32.8%。
中國大陸200mm晶圓廠分布
年底我國12英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約 90 萬片，較 2018 年增長 50％；8英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約100萬片，較 2018 年增長 10％；6 英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約 230 萬片，較 2018 年增長15％；5 英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約 80 萬片，較 2018 年下降 11％；4 英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約 260 萬片，較 2018 年增長 30％；3 英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能約 40 萬片，較 2018 年下降 20％。
其中8英寸晶圓廠項目包括：中芯紹興、北京燕東、中芯天津二期、寧波中芯N1、士蘭集昕、上海新進、芯恩（青島）、賽萊克斯、積塔半導(dǎo)體、寧波中芯N2、士蘭集昕二期、無錫海辰、濟南富能半導(dǎo)體、吉林華微電子、華潤微電子無錫項目（規(guī)劃中）、四川中科晶芯（規(guī)劃中）、贛州名芯（規(guī)劃中），以及英諾賽科的8 英寸氮化鎵產(chǎn)線。
展開 晶圓幾何量測系統(tǒng)支持半導(dǎo)體制造工藝量測，保障晶圓制造工藝質(zhì)量
其中TTV、BOW、Warp三個參數(shù)反映了半導(dǎo)體晶圓的平面度和厚度均勻性，對于芯片制造過程中的多個關(guān)鍵工藝質(zhì)量有直接影響。
TTV、BOW、WARP對晶圓制造工藝的影響
1.對化學(xué)機械拋光工藝的影響：拋光不均勻，可能會導(dǎo)致CMP過程中的不均勻拋光，從而造成表面粗糙和殘留應(yīng)力。
2.對薄膜沉積工藝的影響：凸凹不平的晶圓在沉積過程中會導(dǎo)致沉積薄膜厚度的不均勻，影響隨后的光刻和蝕刻過程中創(chuàng)建電路圖案的精度。
3.對光刻工藝的影響：影響聚焦；不平整的晶圓，在光刻過程中，會導(dǎo)致光刻焦點深度變化，從而影響光刻圖案的質(zhì)量。
4.對晶圓裝載工藝的影響：在自動裝載過程中，凸凹的晶圓容易損壞。如碳化硅襯底加工過程中，一般還會在切割工藝時留有余量，以便在后續(xù)研磨拋光過程中減小TTV、BOW、Warp的數(shù)值。
TTV、BOW、Warp的區(qū)別
TTV描述晶圓的厚度變化，不量測晶圓的彎曲或翹曲；BOW度量晶圓彎曲程度，主要度量考慮中心點與邊緣的彎曲；Warp更全面，度量整個晶圓表面的彎曲和翹曲。盡管這三個參數(shù)都與晶圓的幾何特性有關(guān)，但量測的關(guān)注點各有不同，對半導(dǎo)體制程和晶圓處理的影響也有所區(qū)別。
WD4000系列晶圓幾何量測系統(tǒng)功能及應(yīng)用方向
WD4000晶圓幾何量測系統(tǒng)可自動測量Wafer厚度、彎曲度、翹曲度、粗糙度、膜厚 、外延厚度等參數(shù)。該系統(tǒng)可用于測量不同大小、不同材料、不同厚度晶圓的幾何參數(shù);晶圓材質(zhì)如碳化硅、藍寶石、氮化鎵、硅、玻璃片等。
展開 300mm晶圓，3萬顆/片！走進博世耗資10億歐元的德累斯頓晶圓廠一探究竟！（含視頻）
6月7日，全球最大汽車零部件供應(yīng)商博世集團宣布，耗資10億歐元的德累斯頓晶圓廠已正式落成，將從下個月開始為全球制造汽車芯片。
來源：彭博社
據(jù)介紹，經(jīng)過三年的建設(shè)，博世高度自動化的德累斯頓工廠目前擁有約250名員工，最大規(guī)模可容納將擁有700名員工。工廠占地10萬平方米（約14個足球場），主要生產(chǎn)汽車專用集成電路（ASICs）和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。
該廠的核心工藝是65nm，主要產(chǎn)品是制造300mm晶圓，單片晶圓可生產(chǎn)超過30000顆芯片。
圖：博世新工廠的300mm硅晶圓
德累斯頓地區(qū)擁有歐洲最重要的、成熟的微電子產(chǎn)業(yè)集群。大批汽車與服務(wù)供應(yīng)商以及高等學(xué)府均在此落戶，故而被稱為“硅谷薩克森”。格芯的德國晶圓廠、英飛凌晶圓工廠以及大眾集團的全球唯一全透明汽車工廠均選址于此。
博世的德累斯頓新工廠投資約10億歐元（約合人民幣77億元），是博世集團135年歷史上最大的單筆投資項目。
除了德累斯頓晶圓廠，博世還有一家晶圓廠位于羅伊特林根。
兩家晶圓廠的區(qū)別在于，
新晶圓廠生產(chǎn)的是直徑為300毫米的晶圓，羅伊特林根工廠生產(chǎn)的是150毫米和200毫米晶圓，以及2019年新安排給它的碳化硅芯片。
關(guān)于博世半導(dǎo)體
博世集團是全球第一大汽車技術(shù)供應(yīng)商, 自1886年德國的卡爾·本茨制造出世界上第一輛以汽油為動力的三輪汽車至今，汽車已有百余年的歷史。在這將近一個半世紀中，汽車已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。
展開 18英寸晶圓，還有機會嗎？
過去多年里，我們討論了有關(guān)18英寸晶圓的一些東西。
這種直徑為450mm 晶圓的面積是 300mm 晶圓的 2.25 倍。如果您建造 450mm 晶圓廠，如果使其 wpm 輸出與 300mm 晶圓廠相同，則您需要的晶圓廠數(shù)量減少大約 2.25 倍（由于較低的邊緣芯片損失甚至更少），25 個內(nèi)存晶圓廠變成 11 個內(nèi)存晶圓廠，100 個邏輯或其他晶圓廠變成 44 個晶圓廠。這些是要建造的更易于管理的晶圓廠數(shù)量。
如果您查看運行晶圓廠所需的人員，所需的人數(shù)主要取決于晶圓的數(shù)量，通過運行更少的大晶圓，所需的人數(shù)會減少。
當 450 毫米正在積極工作時，目標是相同的晶圓產(chǎn)量（可能無法實現(xiàn)）、相同的化學(xué)品和氣體以及每個晶圓的公用事業(yè)使用量相同的工具占地面積，單位面積的使用量減少 2.25 倍。人們認識到，諸如曝光、注入和一些掃描晶圓表面的計量工具之類的光束工具的吞吐量會較低，但即使考慮到這一點，我的模擬也預(yù)計每片 450 毫米芯片的凈成本將降低 20% 到 25%。
不幸的是，開發(fā) 450mm 的努力已經(jīng)結(jié)束，唯一的 450mm 晶圓廠已經(jīng)退役。450 毫米的工作與過去的晶圓尺寸轉(zhuǎn)換不同，在 150 毫米時，英特爾是領(lǐng)導(dǎo)轉(zhuǎn)型并支付大量工作費用的公司，而在 200 毫米時則是 IBM。在 300mm 時，設(shè)備公司承擔了很多成本，他們需要很長時間才能收回投資。
450mm 的成本再次被推到設(shè)備公司身上，他們非常不愿意接受這種情況。
展開 
聚焦 | 高潮迭起的晶圓廠！
近幾天，三星、中芯國際和德州儀器（TI）接連爆出新建晶圓廠的重磅消息，又掀起了一波全球芯片產(chǎn)能擴充的小高潮。從這些龍頭企業(yè)的布局來看，美國和中國大陸的晶圓廠建設(shè)規(guī)模越來越凸出，與此同時，韓國、日本、東南亞也在跟進，而歐洲在新建晶圓廠方面似乎跟不上節(jié)奏，也正是因為如此，它們在想辦法趕上這股熱潮。因此，“瘋狂”的新建晶圓廠計劃和行動開始在全球范圍內(nèi)上演。
急迫的美國
最近兩年，全球范圍內(nèi)，想在本土大規(guī)模新建晶圓廠的地區(qū)中，美國是最為急不可待的，主要原因是還上多年在芯片制造業(yè)欠下的“債”。為此，美國給多家龍頭企業(yè)開出了多種優(yōu)厚條件，以爭取先進晶圓廠的落地。
本周，據(jù)國外媒體報道，美國德克薩斯州泰勒市已被確定為三星新晶圓代工廠所在地。不過，三星否認了這一報道。
今年 2 月，德克薩斯州的大雪導(dǎo)致三星奧斯汀工廠因停電停產(chǎn)，導(dǎo)致財務(wù)損失，三星需要探索奧斯汀以外的新地方以對沖基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)風險，預(yù)計投資170億美元新建晶圓廠。今年 6 月，三星要求泰勒市在未來 10 年提供 3.14 億美元的稅收優(yōu)惠，包括財產(chǎn)稅價值限制，該優(yōu)惠得到了泰勒市的批準。
一位三星官員表示：“關(guān)于三星新晶圓廠的選址，我們正在審查美國不同州城市提交的激勵計劃和其他形式的行政支持等細節(jié)。”
展開 8英寸晶圓產(chǎn)能短缺將持續(xù)多年
市場對成熟制程工藝芯片的需求激增，導(dǎo)致200mm（8英寸）晶圓代工產(chǎn)能和200mm晶圓廠設(shè)備都出現(xiàn)短缺，而且沒有減弱的跡象。事實上，即使今年新產(chǎn)能上線，短缺可能會持續(xù)數(shù)年，推高價格并迫使整個半導(dǎo)體供應(yīng)鏈發(fā)生重大變化。
200mm晶圓代工產(chǎn)能和設(shè)備的短缺已經(jīng)存在一段時間了，而且這種狀況仍然存在。例如，根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，200mm晶圓代工產(chǎn)能在2022上半年被預(yù)訂滿。除此之外，對200mm晶圓代工產(chǎn)能的需求將繼續(xù)超過供應(yīng)，這意味著代工客戶需要提前計劃以確保他們在未來獲得足夠的 200mm晶圓產(chǎn)能。
有兩種類型的半導(dǎo)體公司在晶圓廠制造芯片。集成設(shè)備制造商 ( IDM ) 設(shè)計自己的名牌芯片并在自己的晶圓廠中制造。與此同時，代工廠在自己的晶圓廠中為其他公司制造芯片。IDM 和代工廠都有200mm或300 mm的晶圓廠。
自 1990 年代以來，200 mm晶圓廠就已經(jīng)存在。許多芯片制造商運營著 200 mm晶圓廠，據(jù)最新統(tǒng)計，目前已有 200 多家。200mm 晶圓廠采用成熟的工藝技術(shù)制造器件，從 6μm 到 110nm 節(jié)點。在 200 mm晶圓廠生產(chǎn)的芯片用于所有電子產(chǎn)品，包括模擬、顯示 IC、微控制器 (MCU)、電源管理 IC (PMIC) 和射頻。
這些芯片中的一些也可以在更先進的 300 mm晶圓廠中生產(chǎn)。這些較大的晶圓廠處理從 90nm 到 5nm 節(jié)點的器件。
盡管如此，IDM 和代工廠在所有節(jié)點上都看到了前所未有的芯片需求。在 2020 年 Covid-19 爆發(fā)期間，各國實施了各種措施來緩解疫情，例如居家令。許多人開始在家工作或遠程上學(xué)，助長了購買新 PC 和電視的熱潮。然后，在 2021 年，對汽車、智能手機和其他產(chǎn)品的需求激增。
展開 TOP 10專屬代工廠，建了多少晶圓廠？
據(jù)我們不完全統(tǒng)計，這十家代工廠商共計在全球約擁有60座晶圓廠。
根據(jù)各晶圓代工廠商公開數(shù)據(jù)整理
（制表：半導(dǎo)體行業(yè)觀察）
臺積電（TSMC）
臺積電目前在臺灣擁有四座12英寸超大晶圓廠、四座8英寸晶圓廠和一座6英寸晶圓廠，還有一座臺積電（南京）有限公司的12英寸晶圓廠，同時，還有2家100%持股的WaferTech美國子公司、臺積電（中國）有限公司的8英寸晶圓廠產(chǎn)能支援。
臺積電四座12英寸超大晶圓廠分別是，位于臺灣新竹的Fab 12A/Fab 12B、位于臺南科學(xué)園的Fab 14、中部科學(xué)園的Fab 15、位于臺南科學(xué)園的Fab18。據(jù)臺積電2021年財報中的數(shù)據(jù)，1999年臺積電首座全規(guī)模12英寸晶圓廠Fab 12在新竹科學(xué)園興建；2004年，F(xiàn)ab 14第一期開始量產(chǎn)；2011年，F(xiàn)ab 15一期開始量產(chǎn)；2020年，F(xiàn)ab 18第一期、第二期開始量產(chǎn)。
以上這四座超大晶圓廠的總產(chǎn)能已超過1,000萬片十二英寸晶圓。目前提供0.13微米、90納米、65納米、40納米、28納米、20納米、16納米、10納米、7納米和5納米全世代，以及其半世代設(shè)計的制程技術(shù)。3納米于晶圓十八廠進行風險試產(chǎn)，預(yù)計于2022年下半年量產(chǎn)。此外，為提供更先進的制造技術(shù)，亦在Fab 12建置部分產(chǎn)能作為研發(fā)用途，以支援2納米及更先進制程的技術(shù)發(fā)展。
此外，臺積電南京的12英寸晶圓廠Fab 16于2018年開始量產(chǎn)。
2021年，臺積電及其子公司所擁有及管理的年產(chǎn)能超過1,300萬片十二英寸晶圓約當量
。
展開 晶圓切割機，切割過程如何控制良品率？
晶圓的成本以及能否量產(chǎn)最終取決于良率。晶圓的良率非常重要。在開發(fā)過程中，我們關(guān)注芯片的性能，但在量產(chǎn)階段必須要看良率，有時為了良率不得不降低性能。
那么晶圓切割的良率是多少呢？
晶圓是通過芯片的最佳測試。合格芯片數(shù)/總芯片數(shù)就是晶圓的良率。普通IC晶圓一般可以在晶圓級進行測試和分發(fā)。
良率還需要細分為晶圓良率、裸片良率和封測良率，總良率就是這三種良率的總和。總費率將決定晶圓廠是虧本還是賺錢。
例如，如果晶圓廠的一條生產(chǎn)線上的每道工序的良率高達99%，那么600道工序后的整體良率是多少？答案是 0.24%，幾乎是 0。
所以，代工企業(yè)都會把總良率作為最高機密，對外公布的數(shù)據(jù)往往并不是公司真實的總良率。
晶圓的最終良率主要由各工序良率的乘積構(gòu)成。從晶圓制造、中期測試、封裝到最終測試，每一步都會對良率產(chǎn)生影響。工藝復(fù)雜，工藝步驟（約300步）成為影響良率的主要因素。可以看出，晶圓良率越高，在同一晶圓上可以生產(chǎn)出越多好的芯片。如果晶圓價格是固定的，好的芯片越多，意味著每片晶圓的產(chǎn)量。成本越高，每顆芯片的成本就越低，當然利潤也就越高。
晶圓良率受制程設(shè)備、原材料等因素影響較大，要獲得更高的晶圓良率，首先要穩(wěn)定制程設(shè)備，定期恢復(fù)制程能力。另外，環(huán)境因素對wafer、Die、封測良率這三個良率都有一定的影響。常見的環(huán)境因素包括灰塵、濕度、溫度和光線亮度。因此，芯片制造和封裝測試的過程需要在超潔凈的工作環(huán)境中進行。最后，還有技術(shù)成熟度的問題。一般情況下，新工藝出來時，良率會很低。
展開 晶圓缺陷查找方法解析
它們通常在晶圓上具有相當平滑的梯度，這意味著測得的芯片特性將對晶圓上相鄰芯片的特性具有一定水平的預(yù)測值。你可以說，'是的，但他們有隨機缺陷，隨機沒有預(yù)測價值。事情并沒有那么簡單，因為如果您查看晶圓制造缺陷，就會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這些缺陷的機制。例如，它可能從晶圓邊緣剝落，或在等離子體源中。關(guān)鍵是存在缺陷的來源，而且它們幾乎從未以真正隨機的方式出現(xiàn)。”
可以在數(shù)據(jù)分析平臺中查看地理模式，它們可用于產(chǎn)量管理以識別有問題的工具或工具組合。英特爾工程師（1999 年至 2005 年）進行的一系列工程研究使用晶圓測試數(shù)據(jù)、xy 位置和電子芯片識別 (ECID) 來研究晶圓與可靠性缺陷密度之間的關(guān)系。擁有 ECID 有助于跨多個測試步驟進行數(shù)據(jù)分析。這使他們能夠在芯片的晶圓測試結(jié)果中找到與批次、晶圓、xy 位置和局部區(qū)域及其相鄰以及老化過程后最終測試中芯片的后續(xù)行為相關(guān)的不同模式。對于本地區(qū)域（又名鄰域），他們查看了 5 x 5 區(qū)域內(nèi)的芯片，并計算了標記為 N、D、T 的芯片的產(chǎn)量數(shù)字。
?圖 2：基于 xy 位置和 N、D、T 位置確定的鄰域
在他們的分析中，英特爾工程師指出，晶圓間差異是批次間差異的兩倍。“事實證明，可追溯性是一種強大的工具，”他們指出，“用于揭示此類故障的晶圓模式中的特征。對于隱藏在生產(chǎn)老化數(shù)據(jù)中的細微信號尤其如此。故障分析表明，這些亞群總是因新的系統(tǒng)故障模式或缺陷分布而不同。”
1999 年觀察到，這種本地化水平說明了 0.25 微米 CMOS 工藝的復(fù)雜性。
展開 科普 | ASML晶圓平臺模組
而晶圓從傳送模組傳送并放置在晶圓平臺上，會產(chǎn)生一定的機械誤差，而精密機械的誤差是微米等級（1微米=1,000納米），也就是說每片晶圓上了晶圓平臺，總是有個數(shù)千納米以上的偏移。
要怎么才能做到每次的疊加套刻精度在1~2納米呢？
從垂直面上，由于光刻機的投影物鏡太巨大，在對焦點上下可接受的清楚影像范圍小于100納米。而從微觀的角度來看，晶圓表面是高低不平的，若累加晶圓平臺的高低差，在晶圓表面不同位置的光阻高度可以相差500~1,000納米。
這些巨大的偏移和高低差，使得每次曝光之前，必須針對每片晶圓做精密的量測，截取到晶圓每一個區(qū)塊納米等級的微小誤差。在曝光階段實時校正，達到納米等級的準度。
雙晶圓平臺也是ASML光刻機為了同時達到快和準所發(fā)展出來的。精準量測不可少，但需要花不少時間，雙晶圓平臺在一個晶圓平臺在給晶圓進行曝光時，另一個平臺可對下一片晶圓進行量測校正。實現(xiàn)測量和曝光的無縫銜接，極大地提高了生產(chǎn)效率。
在保證了快和準之后，機臺的穩(wěn)定程度就是我們不得不去考慮的重要問題了。沒有穩(wěn)定的機臺，是不可能做到精準納米級別的成像的，ASML光刻機需要做到好幾個層面的穩(wěn)定。
光刻機以極高的加速度進行掃描曝光（scan）, 在不到0.1秒的時間，又要急停并回頭往反方向掃描，這么大的力量如果不做控制，會讓整機產(chǎn)生振動，是不可能達到完美成像的。ASML光刻機利用所謂的balance mass來吸收平衡晶圓平臺所施加于機座的反作用力，完美平衡，整座機臺完全靜止，穩(wěn)如泰山。
展開 從最新財報，看晶圓代工市場！
（聯(lián)電產(chǎn)能利用率情況）
中芯國際的月產(chǎn)能由2020年第四季的 520,750 片8吋約當晶圓增加至2021年第一季的 540,750 片8吋約當晶圓，公司財報中指出這主要由于本季度 200mm 晶圓廠產(chǎn)能擴充所致。
（中芯國際付運晶圓情況）
華虹宏力方面在本季度末月產(chǎn)能達241,000片8吋等值晶圓。總體產(chǎn)能利用率為104.2%，環(huán)比上升5.2個百分點。本季度付運晶圓669,000片，同比增加44.5%，環(huán)比增加6.5%。
（華虹宏力付運晶圓情況）
Part 3：缺貨情況還要持續(xù)多久，及新建廠計劃
從上述情況來看，即便是所有晶圓代工廠的產(chǎn)線都處于滿載狀態(tài)，也加大了付運晶圓的數(shù)量，但當下的產(chǎn)能緊缺情況依舊難以緩解。
此前，我們也在很多文章中討論過，產(chǎn)能短缺對半導(dǎo)體設(shè)計廠商們的影響——這不僅可能會對未來芯片競爭格局產(chǎn)生影響，或許還會加速一些小型芯片設(shè)計企業(yè)的“死亡”。
因此，晶圓產(chǎn)能短缺的情況何時才能得到緩解，成為了業(yè)界最為關(guān)注的一個話題。對此，各大晶圓廠商們也給出了一些他們的看法。
臺積電總裁魏哲家也第一季度財報會議中針對外界關(guān)心的市場需求和芯片缺貨情況進行了回應(yīng)。他表示，整體半導(dǎo)體需求依舊強勁，產(chǎn)能短缺將至2022年；其中，成熟制程因為新產(chǎn)能要到2023年才會開出，短缺期間更將持續(xù)到2023年。
展開 
大陸FAB高歌猛進，引爆再生晶圓熱潮
反正也不需要考慮晶圓的質(zhì)量，特別是那些填充位置用的，用正片簡直就是暴殄天物。
測試片最初是來自于硅片的次品，比如硅錠兩頭切割出來的品質(zhì)較差的硅片，或者是篩選出正片后剩下的有瑕疵的硅片，做正片不行，當測試片用還是可以的。測試片畢竟也要花錢買，而且用量巨大，能省則省，對于晶圓廠常來說，省下來的都是利潤。
于是再生晶圓（Reclaim Wafer）應(yīng)運而生。再生晶圓是和測試片緊密聯(lián)系在一起的，再生晶圓的目的是為了回收測試片，經(jīng)過二次加工主要通過刻蝕、研磨、化學(xué)機械拋光及清洗等工藝，將晶圓表面恢復(fù)到初始狀態(tài)，再投入晶圓制造過程使用，達到重復(fù)利用的目的。
根據(jù)根據(jù)SEMI發(fā)布的《2018年再生硅晶圓預(yù)測分析報告》，2018年再生硅晶圓市場規(guī)模達到6.03億美元的規(guī)模，其中12英寸再生晶圓市場份額占比75.8%。再生晶圓產(chǎn)主要為日本和臺灣地區(qū)企業(yè)控制，控制了全球80%以上的再生晶圓產(chǎn)能，主力廠商包括日本RS Technologies和臺灣中砂、辛耘、升陽。國內(nèi)晶圓廠商通常將晶圓外送到臺灣、日本等地做晶圓再生（中芯國際再生晶圓產(chǎn)能自產(chǎn)自用，不足部分外購）。
再生晶圓的市場規(guī)模和全球百億美金的硅片市場規(guī)模相比不值一提，但再小的蚊子也是肉啊。
展開 中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈實力全面對比（附晶圓廠完整清單）
ASPENCORE全球分析師團隊根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）與BCG聯(lián)合發(fā)布的研究報告《在不確定時代下加強全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈》，以及維基百科《全球半導(dǎo)體晶圓廠分布》清單，對中國大陸和美國在半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈上的實力進行的全方位對比，并詳細列出了美國本土和中國大陸本土正常運營的晶圓廠清單。本文主要包括如下部分：
晶圓制造發(fā)展簡史
全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價值鏈劃分
中美半導(dǎo)體供應(yīng)鏈實力對比
中美半導(dǎo)體未來發(fā)展
附錄：中國大陸和美國晶圓廠地域分布及完全清單
全球晶圓制造發(fā)展簡史
1965年，當Gordon Moore發(fā)表他的“芯片晶體管數(shù)量每隔18個月翻倍”的文章時（這就是我們熟悉的“摩爾定律”），芯片是在1.25英寸（30毫米）的晶圓上制造出來的。當時，建造一座晶圓廠的成本約為100萬美元。過去半個世紀以來，芯片制造商一直遵循摩爾定律的節(jié)奏開發(fā)和制造芯片，在這個過程中將更多功能集成到單個芯片上，從而推動了電腦、智能手機和其他電子產(chǎn)品的增長和普及。
隨著時間的推移，芯片制造商開始轉(zhuǎn)向更大的晶圓尺寸，因為更大的晶圓可以切割出更多的裸片，從而可以降低芯片成本。從2000年開始，芯片制造商開始從200毫米（8英寸）晶圓升級到現(xiàn)代的300毫米（12英寸）晶圓。最初，建造200毫米晶圓廠的成本約為7億-13億美元，而建造300毫米晶圓廠的成本約為20億美元。根據(jù)IBS的數(shù)據(jù)，在2001年，全球有18家芯片制造商擁有可以處理130nm芯片的晶圓廠，這在當時是最先進的工藝。
與此同時，以臺積電為首的晶圓代工廠商開始引起業(yè)界的重視，他們不設(shè)計和銷售自己的芯片，而專門為外部客戶提供芯片制造服務(wù)。
展開 中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈實力全面對比（附晶圓廠完整清單）
附錄：美國和中國大陸晶圓廠分布圖表。
中美兩國國內(nèi)晶圓廠分布圖（ASPENCORE電子工程專輯制作）
美國晶圓廠分布圖（ASPENCORE電子工程專輯制作）
中國晶圓廠分布圖（ASPENCORE電子工程專輯制作）
全球高科技公司晶圓廠競爭（制作：電子工程專輯）
全球各國晶圓廠競爭（制作：電子工程專輯）
科普 | 一塊晶圓到底可以生產(chǎn)多少芯片？
但從目前的數(shù)據(jù)來看，12英寸晶圓的出貨面積占全部半導(dǎo)體硅片出貨面積的65%左右，8英寸的占20%左右，其它的主要是更小尺寸的晶圓片了。那如果用12寸的晶圓來制作芯片，一塊能夠制作出多少塊芯片呢？
12英寸晶圓的表面積大約為70659平方毫米。芯片這邊呢，咱們就拿華為麒麟990 5G來舉例，它的芯片面積為113.31平方毫米（就這么點地方集成了多達103億個晶體管），如果100%利用的話，可以生產(chǎn)出700塊芯片。但是這是不可能的，原因是因為芯片是方形的，晶圓是圓形的，一定會有邊角料留下，所以就不能簡單的用晶圓的面積除以晶片的面積。
晶圓上的芯片其實可以看作是圓形所能容納下的所有方形的集合。可以采用以下公式：
每個晶圓的晶片數(shù)=（晶圓的面積/晶片的面積）-（晶圓的周長/（2*晶片面積）的開方數(shù)）
晶圓的周長=圓周率π *晶圓直徑
業(yè)界所謂的6寸，12寸還是18寸晶圓其實就是晶圓直徑的簡稱，只不過這個寸是估算值。實際上的晶圓直徑是分為150mm，300mm以及450mm這三種。所以最終計算出大概是在640塊左右，但考慮到良品率等問題，實際能生產(chǎn)的芯片大約在500-600塊左右。所以一個月的產(chǎn)能是多少片12寸的圓晶時，就可以計算出一個月能生產(chǎn)多少芯片了。
上面說到臺積電每月的產(chǎn)能達到了100萬片晶圓，那就相當于每月可以提供5-6億部手機的芯片。那么作為目前國內(nèi)最大最先進的晶圓廠——中芯國際，它這邊的產(chǎn)能是怎么樣的呢？
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