再生晶圓，半導體概念還是環(huán)保概念？

再生晶圓這個話題，其實當時滬硅產業(yè)上市的時候，就想聊一聊。

當時滬硅產業(yè) IPO 的時候，招股書里曾披露過幾個關于 12 英寸大硅片的信息，其中一個就是關于硅片價格的：

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眾所周知，就跟買燒餅一樣，硅片當然也是越大越貴。然而滬硅產業(yè)的 300mm（12 英寸）硅片居然賣的比 200mm（8 英寸）都便宜，這不是一個正?，F象。

業(yè)內人士當時就一針見血指出，滬硅產業(yè)出貨的 12 英寸大硅片當中，因為產品性能等各方面原因，有一大部分還是 Dummy Wafer，晶圓廠也不敢貿然拿他們的大硅片去當正片用。

測試片，價格當然不可能和正片同日而語，一片 12 英寸正片的價格在 500 元左右，而一片 12 英寸測試片，價格只有正片的三分之一，在 150 元左右。

這也是為什么滬硅產業(yè)的 12 英寸硅片價格如此低的原因，因為里面有相當一部分的測試片啊，拉低了整體的平均單價。

單純從價格角度匡算，滬硅產業(yè)的正片比例大概只有 40%左右。

正好昨天，跟朋友聊起關于協(xié)鑫集成募投再生晶圓的問題，索性把這個話題重新拾起來。

因為再生晶圓和測試片，有著密切的聯(lián)系。

協(xié)鑫集成早在 2018 年就曾公告，擬通過非公開發(fā)行募集資金 50 億元，主要用于大尺寸再生晶圓半導體項目。

不過由于種種不可知的原因，直到現在，增發(fā)尚未完成。而項目地址也由原來的徐州遷往合肥，并于 2 月 25 日與合肥正式簽約，投資 28.7 億元，建設年產 8 英寸 60 萬片、12 英寸 300 萬片的可再生晶圓項目。

根據協(xié)鑫集成的新聞稿，大尺寸可再生晶圓加工為我國半導體產業(yè)鏈上緊缺的一環(huán)，當前國內尚沒有能提供穩(wěn)定產能及高品質的再生晶圓廠。產能主要集中在日本和中國臺灣地區(qū)，僅 RS、中砂、辛耘、升陽半 4 家就控制了全球 80%以上的再生晶圓市場份額。

那么，問題來了，什么是再生晶圓？什么是測試片？

再生晶圓，顧名思義，就是用過的晶圓回收利用。但這里的用過，并不是指經過正常的流片工藝。而是在芯片制造過程中，用于特殊目的的晶圓（測試片）。

測試片，包括控片(Monitor Wafer)和擋片(Dummy Wafer)。前面提到過的 Dummy Wafer，就是測試片的一種。

在芯片制造過程中，控片和擋片也是必不可少的。

控片，監(jiān)控的控，主要作用是監(jiān)控產線上的機器設備的穩(wěn)定性和可靠性。產品投產之前、生產過程中，都需要用到控片。產品投產之前，需要用控片來試加工一下，檢驗一下產線的穩(wěn)定性，即所謂的離線測試（off-line）；產品生產過程中，需要在正片中混雜一些控片，工藝完成后，可以用控片來判斷該批次是否正常，即所謂的在線測試（on-line）。

而擋片的原理就更簡單一些了，就是占位子用的。特別是在爐子（PVD/CVD/ 氧化擴散等）里，如果該批次的片子不滿，留有空隙，可能會影響氣流穩(wěn)定性和均勻性，因此需要加一些擋片，來把空余的位置填充起來。

比如下面這張圖，SiC 晶圓在 CVD 設備中，就同時用到了控片和擋片。

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為什么要用控片和擋片？難道用正片大硅片不行么？

原因只有一個，價格便宜啊，正片多少錢，半次品的測試片才幾個錢？反正也不需要考慮晶圓的質量，特別是那些填充位置用的，用正片簡直就是暴殄天物。

當然了，如果測試片能回收重新利用，當然就更好了，于是就出現了再生晶圓的概念。

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，經過二次加工（化學浸泡，物理研磨等去掉氧化膜和殘留），將用過的測試片復原，已達到重復利用的目的。

采用再生晶圓的一個原因，是測試片在整個流程中用量不少，而且制程工藝越先進，越需要密切關注產線性能，對測試片的需求量也越大。據統(tǒng)計，28nm 制程工藝中，每生產 10 片正片，就需要加 15-20 片測試片。

另一個原因，測試片的價格也不便宜啊，一片一兩百，而且用量這么大，能省則省，對于 FAB 常來說，省下來的都是利潤。

當然了，測試片也不全部都是來自再生晶圓，畢竟重復回收幾次，晶圓也會被弄糙，性能連控擋片的要求都不能滿足。

而新的測試片，主要來自于硅片的次品，比如硅錠兩頭切割出來的品質較差的硅片，或者像滬硅產業(yè)的產品一樣，篩選出正片后剩下的有瑕疵的硅片，做正片不行，當控擋片用用還是可以的。

從再生晶圓的市場規(guī)模和格局方面，之所以國內企業(yè)紛紛布局，包括已經入局的高芯眾科、至純科技，馬上入局的協(xié)鑫集成，都說明市場機會還是存在的。

根據根據 SEMI 發(fā)布的《2018 年再生硅晶圓預測分析報告》，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%。

當然這和全球百億美金的硅片市場規(guī)模相比不值一提，但也是一個小而美的市場。

根據 RS Technologies 報告，預計 2021 年再生晶圓市場規(guī)模達 200 萬片 / 月以上。目前全球再生晶圓產能主要被日本和中國臺灣企業(yè)控制，2019 年全球 12 英寸再生晶圓市場中，僅 RS（日本）、升陽半導體（中國臺灣）、中砂（中國臺灣）、辛耘（中國臺灣）4 家就控制了全球 80%以上的市場。（數據來源，協(xié)鑫集成募集資金使用可行性分析報告）