《電子技術(shù)應(yīng)用》
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硅晶圓:價(jià)格上漲倒逼國(guó)產(chǎn)化加速

2017-10-17
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 硅晶圓 器件 高端

or、LG Siltron和Global Wafer三家的銷售額在7億~8億美元之間,其他公司的銷售額都在 3 億美元以下。從這組數(shù)據(jù)可以看出整個(gè)行業(yè)的壟斷性之高。前六大廠的銷售份額達(dá)到92%。

相較而言,我國(guó)硅晶圓產(chǎn)業(yè)的差距仍然非常巨大。根據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)袁桐的介紹,2016年國(guó)內(nèi)企業(yè)在4~6英寸硅片(含拋光片、外延片)上的產(chǎn)量約為5200萬片,基本可以滿足國(guó)內(nèi)4~6英寸的晶圓需求。具備8英寸硅片和外延片生產(chǎn)能力的有浙江金瑞泓、昆山中辰(臺(tái)灣環(huán)球晶圓子公司)、北京有研總院、河北普興、南京國(guó)盛、中國(guó)電科46所以及上海新傲,合計(jì)月產(chǎn)能為23.3萬片/月。2016年國(guó)內(nèi)8英寸硅片產(chǎn)量(含拋光片和外延片)總計(jì)為120萬片。目前國(guó)內(nèi)對(duì)8英寸硅片月需求量約80萬片,2020年開始月需求約750萬~800萬片。供需缺口極大。

至于12英寸硅晶圓片則一直依賴進(jìn)口,目前國(guó)內(nèi)的總需求約為50萬片/月,預(yù)計(jì)到2018年后總需求為110萬~130萬片/月。而目前我國(guó)還不具備12英寸硅片的生產(chǎn)能力。對(duì)此,袁桐進(jìn)一步指出:“2016年集成電路主要材料行業(yè)中低端產(chǎn)品嚴(yán)重過剩的局面得到改善,中、高端產(chǎn)品開始涌現(xiàn)。然而,如何促進(jìn)高端產(chǎn)品的量產(chǎn),提升產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和批次的一致性是行業(yè)共同面臨的問題。集中行業(yè)力量攻克12英寸硅片技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫。”

推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的整體協(xié)同發(fā)展

“我國(guó)12英寸硅晶圓一直依賴進(jìn)口的主要原因在于目前國(guó)內(nèi)還沒有掌握大規(guī)模量產(chǎn)IC集成電路用的高純大硅片技術(shù)。而制造高純大硅片的技術(shù)障礙主要是硅的純度和大尺寸硅片的良率問題。對(duì)于先進(jìn)工藝的半導(dǎo)體單晶硅片,純度需要達(dá)到11個(gè)9以上(即99.999999999%),目前國(guó)內(nèi)還無法實(shí)現(xiàn) ,同時(shí)大尺寸硅片對(duì)倒角、精密磨削等加工工藝要求很高,國(guó)內(nèi)還沒有掌握高良率的技術(shù)能力。”袁桐告訴記者。

因此,發(fā)展硅晶產(chǎn)業(yè)應(yīng)從上游抓起,從電子級(jí)多晶硅材料著手,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高純度,然后依次推動(dòng)硅晶材料、拉晶、切片、清洗、拋光等產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。資料顯示,目前國(guó)內(nèi)從事電子級(jí)多晶硅材料研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)有4~5家,主要有青海黃河上游電子級(jí)多晶水電開發(fā)有限公司新能源公司、云南冶金云芯硅材股份有限公司、江蘇鑫華半導(dǎo)體材料科技有限公司、洛陽中硅高新科技有限公司等。黃河水電和云芯硅材分別有2200噸的產(chǎn)量和200多噸的產(chǎn)量。目前進(jìn)入硅材料認(rèn)證和試用的僅黃河水電和云芯硅材兩家企業(yè),但電子級(jí)產(chǎn)品品質(zhì)還未完全達(dá)到國(guó)際高端產(chǎn)品水平,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提升,電子級(jí)多晶硅成本還有待于進(jìn)一步下降。

不過,根據(jù)云南冶金云芯硅材股份有限公司董事長(zhǎng)白榮林的介紹,目前電子級(jí)多晶硅國(guó)產(chǎn)化正面臨難得的發(fā)展機(jī)遇。“目前,我國(guó)集成電路用硅材料需求不斷擴(kuò)大,國(guó)內(nèi)在建或計(jì)劃開工的6英寸~12英寸的晶圓生產(chǎn)線達(dá)44條,全部投產(chǎn)后國(guó)內(nèi)電子級(jí)多晶硅年需求量將增至6000噸左右。這為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了市場(chǎng)基礎(chǔ)。近十余年來,通過對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、集成再創(chuàng)新,我國(guó)企業(yè)也形成了成熟的氫化、精餾、還原、尾氣回收等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù),培養(yǎng)了大批專業(yè)人才,還原爐、氫化爐、直拉爐等多晶硅生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。這些都為提升電子級(jí)多晶硅的質(zhì)量和降低制造成本打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前,云芯硅材產(chǎn)品滿足3英寸至6英寸硅片的要求,性能達(dá)到國(guó)外進(jìn)口原料水平,已實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定供貨,8英寸至12英寸硅片正在試用中。”白榮林表示。

而隨著電子級(jí)多晶硅的國(guó)產(chǎn)化逐步取得突破,我國(guó)在大硅片領(lǐng)域也在取得進(jìn)步。有消息稱,上海新昇半導(dǎo)體預(yù)計(jì)2017年年底將完成第一期產(chǎn)品投產(chǎn),計(jì)劃月產(chǎn)12英寸硅片15萬片,到2020年第二期產(chǎn)品投產(chǎn),計(jì)劃月產(chǎn)30萬片。

我國(guó)硅晶圓產(chǎn)業(yè)正在整體推進(jìn)當(dāng)中,要想取得突破性的進(jìn)展,需要產(chǎn)業(yè)鏈的整體協(xié)同推進(jìn)。


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