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CMIC:大硅片——新入局者面临技术大考
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发布时间:2019-05-07 09:57:27   来源:赛迪-中国电子报   作者:诸玲珍

  【CMIC讯】——集成电路材料系列报道之一
  
  编者按:随着8英寸、12英寸晶圆新建产线不断落地,对集成电路材料从产能、产量、质量都提出更大挑战。目前,我国在集成电路材料领域的本地化配套,还有很长的路要走。《中国电子报》特推出“集成电路材料”系列报道,针对业界关注的大硅片、光刻胶、电子特种气体领域的热点进行解读。
  
  随着集成电路生产技术的不断提高,作为其核心材料的硅片向大尺寸发展的趋势不可避免,8英寸和12英寸硅片已成为集成电路硅片的主流产品。目前,国内陆续出现多家企业投资8英寸和12英寸硅片生产。面对如此局面,业内专家表示,在发展路径上,国内硅片企业应优先提升技术水平,待技术成熟后再扩大产能,以避免资源的浪费。
  
  大硅片需求量大
  
  近年来,由于智能手机、IoT、人工智能等产业的快速发展,致使各类集成电路产品需求不断增长,相应的,硅片的市场需求也随之水涨船高。根据Gartner的数据,到2020年,全球硅片市场规模将达110亿美元。全球前5家硅片生产商(日本信越、日本SUMCO、我国台湾Global Wafer、德国Siltronic和韩国LG Siltron)占据硅片市场94%的份额,在12英寸硅片领域,前五家厂商更是将这一数字提高到了97.8%。
  
  赛迪智库集成电路所集成电路制造研究室主任史强在接受《中国电子报》记者采访时给出了一组数据,在12英寸硅片方面,目前国内的总需求超过50万片/月,在现有产线扩产和13条在建产线的需求预期的驱动下,未来两年,国内市场需求将成倍增长。在8英寸硅片方面,国内需求约90万片/月,在建产线仍有超过20万片/月的需求空间。
  
  据国内权威机构预测,到2020年,国内对12英寸大硅片需求将增加到105万片/月,对8英寸硅片需求将增加到96.5万片/月。而现实情况是,目前8英寸硅片国内市场占比较小,12英寸更是接近空白。“8英寸方面,国内在衬底片、外延片方面已形成较高的国产化能力;12英寸方面,虽然已经有多家企业已展开布局,但受限于技术能力和产量水平,远远不能满足国内市场需求。”史强表示。
  
  国内企业发力
  
  最近两年,国内掀起了一股集成电路硅片建设潮,上海新昇、浙江金瑞泓、中环领先、宁夏银和、郑州合晶、上海超硅……一系列耳熟能详的名字成为各媒体争相报道的对象。今年1月下旬,总投资110亿元的年产480万片300mm大硅片项目落户嘉兴;今年年初,中环半导体发布非公开发行预案,拟非公开发行股票不超过5.57亿股,募资金额不超过50亿元,用于公司“集成电路用8英寸、12英寸半导体硅片之生产线项目”和补充流动资金。相信未来国内硅片产线建设的报道仍将此起彼伏。
  
  中国电子材料行业协会信息部副主任刘伟鑫告诉《中国电子报》记者,截至2018年年底,按各公司已量产产线披露的产能,8英寸硅片产能已达139万片/月,兴建中的产能达270万片/月;12英寸硅片产能28.5万片/月,兴建中的产能达315万片/月,如果都能如期开出,单纯从产能数据来看,完全能够满足下游用户需求。
  
  业内人士表示,国内企业在大硅片领域的布局十分必要,因为只有充分参与市场竞争,才可能逐步抢占市场。赛迪智库集成电路所所长王世江对《中国电子报》记者说,如果按照现在国家对集成电路产业的重视程度,从长远看,作为关键配套的大硅片未来仍会有大量需求。“只要有市场需求,就会有企业愿意参与其中。”王世江表示。
  
  应优先提升技术水平
  
  巨大的市场需求让国内企业在大硅片生产领域跃跃欲试,但同时也考验进入者的耐心和决心。王世江告诉记者,国内企业目前正处于布局阶段。从建厂到硅片生产,要有一两年甚至更长时间。而硅片生产出来后,还要进行验证,要进行小试、中试、大试,这个验证过程,行业专家认为至少要3到5年时间,之后才能开始批量供应。
  
  现在很多资本愿意投资半导体产业,在大硅片领域也不乏资本的影子。王世江认为,这应该是好事,大浪淘沙,总会留下能够满足国内市场需求的硅片制造企业。但对每个投资商来讲,面临的风险会很大,真要取得成功,技术、资金和决心,缺一不可。
  
  大硅片生产技术在硅材料纯度、材料切割、打磨等加工过程的精度方面具有很高要求,因此,对国内硅片生产企业来说,要逾越很多技术壁垒,包括“大直径、控缺陷、精抛光和少杂质”。史强认为,国内大硅片产业要取得突破,应做好三方面工作:一是国内硅片企业在技术研发和品质控制方面仍有待提升,硅片特性的稳定性与一致性和国外供应商还存在相当的差距。追赶国外厂商技术还是要在Know-how上加强积累。二是国内硅片企业的原材料仍有很多需要进口,后续应进一步加强上游原材料的研发和供给合作。三是应紧抓全球硅片供应紧张的窗口期,在已形成技术能力的产品线扩大产能,提升对国内制造企业的供给。刘伟鑫建议有实力的大企业适当进行并购,整合资源,集中攻关。
  
  王世江认为,前几年国内太阳能多晶硅的突破路径值得借鉴,尽管二者在技术难度上不可同日而语,但仍有很多类似的地方。他介绍,当初国内太阳能多晶硅产业之所以能够发展起来,就是强调让用户“用”,在用的过程中,不断发现问题,及时改进,进行技术迭代,并逐渐完善。而一旦技术突破后,发展会很快,会不断从低端向高端迈进。“因此,让用户愿意用国产硅片是产业发展的保证。市场占有率从0到1%或5%,时间会很长,但从5%涨到50%,周期会很短。我认为,我们有这样的能力,因为全球制造业集中在中国。”王世江说。

责任编辑:言笑晏晏

 
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