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晶圓制造基礎原材料硅片相關探討

NVQ8_sensors_io ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-08-24 16:43 ? 次閱讀

近年來,在國內集成電路產業持續快速發展的帶動下,上游專用材料產業也迎來了快速發展。就半導體材料而言,其主要被用于晶圓制造芯片封裝環節。

據SEMI報告統計,2016年晶圓制造材料市場為 247 億美元, 封裝材料市場為 196 億美元,合計 443 億美元。在晶圓制造以及封裝材料中,硅片和封裝基板分別是規模占比最大的細分子行業,占比達 1/3 以上。

硅片作為晶圓制造基礎原材料,近來得到了國家在政策和資本等各方面的大力支持,本文將就硅片進行相關探討。

一、硅片簡介

硅片是最重要的半導體材料, 目前90%以上的芯片傳感器是基于半導體單晶硅片制造而成。硅片是由純度很高的結晶硅制成,與其他材料相比,結晶硅的分子結構非常穩定,很少有自由電子產生,因此其導電性極低。半導體器件則是通過對硅片進行光刻、離子注入等手段,改變硅的分子結構進而提高其導電性,最終獲得的一 種具備較低導電能力的產品

按照尺寸規格不同,硅片可分為 4 英寸、5 英寸、6 英寸、8 英寸和 12 英寸等,尺寸越大,晶圓能切割下的芯片就越多,成本就更低,對設備和工藝的要求則越高。

早在 20 世紀 60 年代,就有了0.75 英寸(約 20mm)左右的單晶硅片。隨后在 1965 年左右隨著摩爾定律的提出,集成電路用硅片開始進入快速發展時期。目前主流的硅片為 300mm(12 英寸)、 200mm(8 英寸) 和150mm(6 英寸), 其中, 300mm 硅片自 2009 年開始市場份額超過 50%,到 2015 年的份額已經達到 78%, 預計 2020 年300mm(12 英寸)晶圓片將成為主流, 18 英寸(450mm)的硅片則將開始投入使用。

二、硅片市場

根據 SEMI 統計數據,全球半導體硅片市場規模在 2009 年受經濟危機影響而急劇下滑,2010 年大幅反彈。2011 年到 2013 年,由于 300 毫米大硅片的普及造成硅片單位面積的制造成本下降,同時加上企業擴能競爭激烈,2013 年全球硅片的市場規模只有 75 億美金,連續兩年下降。2014 年受汽車電子智能終端的需求帶動,12 寸大硅片價格止跌反彈,全球硅片出貨量與市場規模開始復蘇。根據 Gartner的預測,到 2020 年全球硅片市場規模將達到 110 億美元左右。

資料來源 : Gartner、方正證券研究所

三、硅片產業格局

由于硅材料的高壟斷性,全球只有大約10家企業能夠制造,其中前5家企業占有92%的市場份額。

世界頭兩名集成電路用硅片制造商都集中于日本,信越(Shin-Etsu)和SUMCO,占全球60以上%;這兩家企業生產的大尺寸硅片(200毫米和300毫米)則占全球的70%以上,形成絕對壟斷和極高的技術壁壘。其他硅片生產廠商包括***環球晶圓(Global Wafer)、德國世創(Siltronic)、韓國LG Siltron、法國Soitec、***合晶(Wafer Works)、芬蘭Okmetic、***嘉晶(Episil)。

排名前五的硅片制造廠商

由于硅片生產過程非常復雜,技術壁壘極高,加上中國技術發展起步較晚,導致中國本土國產化比率相當低。

不過隨著近來國家在政策和資本等各方面給予大力支持,中國本土企業在市場、政策、資金的推動下開始快速發展。

目前中國大陸已有不少半導體硅片供應商,包括上海新昇半導體、上海新傲、有研新材料、金瑞泓,河北普興、南京國盛等。

硅片作為大多數半導體器件的基礎核心材料,其國產化在中國的高端制造領域具有非凡的國家戰略意義,我們要繼續努力推進,爭取早入實現進口替代。

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原文標題:半導體材料之硅片

文章出處:【微信號:sensors-iot,微信公眾號:sensors-iot】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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