中國硅片月需100萬片 為何幾乎依靠進(jìn)口？

　　硅片是生產(chǎn)集成電路的主要原材料。硅片尺寸越大則每片硅片上可以制造的芯片數(shù)量就越多，從而制造成本就越低。硅片尺寸的擴(kuò)大和芯片線寬的減小是集成電路行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的兩條主線?，F(xiàn)在12 寸硅片的出貨量占比超過60%，是目前主流的硅片尺寸。

　　半導(dǎo)體硅片通常釆用查克洛斯法(CZ Method)將高純度的多晶硅錠拉成不同電阻率的硅單晶錠。硅片加工過程要經(jīng)過晶體定向→外園滾磨→加工主、副參考面→切片→倒角→熱處理→研磨→化學(xué)腐蝕→拋光→清洗→檢測→包裝等工序。

　　根據(jù)硅純度的不同要求，可分為太陽能等級99.9999%，6個(gè)“9”純度，以及半導(dǎo)體等級11個(gè)“9”。本文只涉及半導(dǎo)體用的硅片。

　　硅晶園

　　在半導(dǎo)體制造業(yè)中廣泛使用各種不同尺寸與規(guī)格的硅片，通常包括4英寸、5英寸、6英寸、8英寸及12英寸，它們的基本規(guī)格如下表所示。

　　來源：半導(dǎo)體制程技術(shù)導(dǎo)論;2001年肖宏P(guān)102

　　按IC Insight資料，2015年底全球半導(dǎo)體安裝產(chǎn)能總計(jì)月產(chǎn)1635.3萬片(8英寸計(jì))。按地區(qū)分布，臺灣地區(qū)依月產(chǎn)354.7萬片，市占率達(dá)21.7%，居全球首位;韓國依月產(chǎn)335.7萬片，市占率20.5%，居第二;日本依月產(chǎn)282.4萬片，市占率17.3%，居第三;北美依月產(chǎn)232萬片，市占率14.2%，居第四;中國依月產(chǎn)159.1萬片，市占率9.7%，居第五位;歐洲依月產(chǎn)104.6萬片，市占率6.4%，居第六位;其它地區(qū)市占率10.2%。

　　由于缺乏統(tǒng)一定義，硅片尺寸過渡的時(shí)間無法達(dá)成共識，其中有一種觀點(diǎn)認(rèn)為累積硅片的出貨量超過100萬片時(shí)，表示該進(jìn)入硅片尺寸時(shí)代。實(shí)際上如英特爾等總是領(lǐng)先其它業(yè)者，首先進(jìn)入更大尺寸的硅片。

　　現(xiàn)據(jù)SEMI 2006年的說法，將全球硅片尺寸的過渡時(shí)間表列于如下：4英寸硅片于1986年;6英寸于1992年;8英寸于1997年;12英寸于2005年。但如果依英特爾的芯片生產(chǎn)線建設(shè)(見intel’s all fab list)，它的3英寸生產(chǎn)線是建于1972年的FAB2 ;4英寸生產(chǎn)線是建于1973年的FAB4;6英寸生產(chǎn)線是建于1978年的FAB5;8英寸生產(chǎn)線是建于1992年的FAB15;第一條12英寸生產(chǎn)線建于2002年FAB12( in Hillsboro)，與IBM同步。

　　業(yè)界較為公認(rèn)的說法，1980年代是4英寸硅片占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代是8英寸占主流，到2002年時(shí)英特爾與IBM首先建12英寸生產(chǎn)線，到2005年己占20%，到2008年占30%，而那時(shí)8英寸己下降至54%，6英寸更下降至11%。

　　多晶硅的原材料是高純度的石英，目前已知的全世界儲量中，中國量最多、品質(zhì)最好，但是我國之前卻是將石英礦沙在高溫下還原成金屬硅后低價(jià)外銷，再高價(jià)進(jìn)口多晶硅，并且石英還原成金屬硅的階段是高度污染的。好在近些年光伏產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)了國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前太陽能等級的多晶硅，我國的產(chǎn)量已經(jīng)是全球第一。

　　截止2014年，全球300mm硅片實(shí)際出片量已占各種硅片出片量的65%左右，平均約450萬片/月。2015年第1至第2季度每月平均需求量約500萬片。

　　現(xiàn)在300mm半導(dǎo)體級的硅片，國內(nèi)一個(gè)月需求量約45-50萬片，而目前國內(nèi)的產(chǎn)量幾乎為零，這是產(chǎn)業(yè)鏈上最為緊缺的一環(huán)，預(yù)計(jì)未來的5年內(nèi)僅300mm硅片中國的需求量要超過月產(chǎn)100萬片以上。而從硅片的市場供應(yīng)，全球日本生產(chǎn)的最多，日本信越和SUMCO，這兩家的產(chǎn)能和實(shí)際供應(yīng)量總和占全球2/3以上。300mm半導(dǎo)體級的大硅片，不僅是產(chǎn)業(yè)鏈缺失的重要一環(huán)，也是國家安全戰(zhàn)略發(fā)展的需要。