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硅晶圓:價格上漲倒逼國產化加速

2017-10-17

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。從這組數據可以看出整個行業的壟斷性之高。前六大廠的銷售份額達到92%。

相較而言,我國硅晶圓產業的差距仍然非常巨大。根據中國電子材料行業協會常務副秘書長袁桐的介紹,2016年國內企業在4~6英寸硅片(含拋光片、外延片)上的產量約為5200萬片,基本可以滿足國內4~6英寸的晶圓需求。具備8英寸硅片和外延片生產能力的有浙江金瑞泓、昆山中辰(臺灣環球晶圓子公司)、北京有研總院、河北普興、南京國盛、中國電科46所以及上海新傲,合計月產能為23.3萬片/月。2016年國內8英寸硅片產量(含拋光片和外延片)總計為120萬片。目前國內對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口,目前國內的總需求約為50萬片/月,預計到2018年后總需求為110萬~130萬片/月。而目前我國還不具備12英寸硅片的生產能力。對此,袁桐進一步指出:“2016年集成電路主要材料行業中低端產品嚴重過剩的局面得到改善,中、高端產品開始涌現。然而,如何促進高端產品的量產,提升產品的質量穩定性和批次的一致性是行業共同面臨的問題。集中行業力量攻克12英寸硅片技術難題,實現產業化迫在眉睫。”

推進產業鏈的整體協同發展

“我國12英寸硅晶圓一直依賴進口的主要原因在于目前國內還沒有掌握大規模量產IC集成電路用的高純大硅片技術。而制造高純大硅片的技術障礙主要是硅的純度和大尺寸硅片的良率問題。對于先進工藝的半導體單晶硅片,純度需要達到11個9以上(即99.999999999%),目前國內還無法實現 ,同時大尺寸硅片對倒角、精密磨削等加工工藝要求很高,國內還沒有掌握高良率的技術能力。”袁桐告訴記者。

因此,發展硅晶產業應從上游抓起,從電子級多晶硅材料著手,實現產品的高純度,然后依次推動硅晶材料、拉晶、切片、清洗、拋光等產業鏈的協同發展。資料顯示,目前國內從事電子級多晶硅材料研發生產的企業有4~5家,主要有青海黃河上游電子級多晶水電開發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噸的產量和200多噸的產量。目前進入硅材料認證和試用的僅黃河水電和云芯硅材兩家企業,但電子級產品品質還未完全達到國際高端產品水平,產品質量穩定性還需進一步提升,電子級多晶硅成本還有待于進一步下降。

不過,根據云南冶金云芯硅材股份有限公司董事長白榮林的介紹,目前電子級多晶硅國產化正面臨難得的發展機遇。“目前,我國集成電路用硅材料需求不斷擴大,國內在建或計劃開工的6英寸~12英寸的晶圓生產線達44條,全部投產后國內電子級多晶硅年需求量將增至6000噸左右。這為產業的發展提供了市場基礎。近十余年來,通過對國外技術的引進、消化、吸收、集成再創新,我國企業也形成了成熟的氫化、精餾、還原、尾氣回收等自主知識產權的技術,培養了大批專業人才,還原爐、氫化爐、直拉爐等多晶硅生產關鍵設備已實現國產化。這些都為提升電子級多晶硅的質量和降低制造成本打下了堅實的基礎。目前,云芯硅材產品滿足3英寸至6英寸硅片的要求,性能達到國外進口原料水平,已實現連續穩定供貨,8英寸至12英寸硅片正在試用中。”白榮林表示。

而隨著電子級多晶硅的國產化逐步取得突破,我國在大硅片領域也在取得進步。有消息稱,上海新昇半導體預計2017年年底將完成第一期產品投產,計劃月產12英寸硅片15萬片,到2020年第二期產品投產,計劃月產30萬片。

我國硅晶圓產業正在整體推進當中,要想取得突破性的進展,需要產業鏈的整體協同推進。


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