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降低產業鏈安全風險 國產大尺寸硅片跨越技術關
作者/編輯來源:本站 時間:2018-07-18 瀏覽次數:
日前,由杭州立昂微電子股份有限公司投資83億元、年產360萬片集成電路用12英寸硅片項目在浙江衢州集聚區正式簽約。類似的集成電路大硅片項目投資的新聞近來常見諸各網站。在資本和地方政府的支持下,最近兩年,8英寸、12英寸硅片項目在國內各地相繼落地,這些項目或獨資或合資…信息摘要:

日前,由杭州立昂微電子股份有限公司投資83億元、年產360萬片集成電路用12英寸硅片項目在浙江衢州集聚區正式簽約。類似的集成電路大硅片項目投資的新聞近來常見諸各網站。在資本和地方政府的支持下,最近兩年,8英寸、12英寸硅片項目在國內各地相繼落地,這些項目或獨資或合資,其目的都是為了迎合中國大陸集成電路建線熱潮。大硅片項目的上馬是否能跟上國內集成電路建線的節奏?在技術、人才,乃至市場策略上需要解決哪些問題?這無疑是目前業內人士十分關注又期待解決的問題。

硅片作為集成電路產業鏈上游材料,是半導體產業的“糧食”,它占芯片制造各類材料總成本的1/3左右。長期以來,半導體硅片的市場由日本信越化學、勝高(SUMCO),我國臺灣環球晶圓,德國世創,韓國SK Siltron五大公司把控,它們共占據了全球硅片市場90%%以上的市場份額。在12英寸硅片市場,占有率更是超過97%%。

“大尺寸硅片生產是我國集成電路發展最薄弱的環節。目前,中國12英寸大硅片幾乎100%%依賴進口,8英寸硅片90%%依賴進口,國內只有硅產業集團實現了300mm硅片的量產。”上海新昇半導體科技有限公司CEO李煒告訴《中國電子報》記者,“12英寸硅片技術和產能缺失,將使國內集成電路產業面臨供應鏈安全風險。”

從2016年下半年開始,全球范圍內硅片價格持續處于上漲態勢。今年年初,有機構預測,2018年12英寸硅片價格將上漲20%%。面對來自國際硅片廠商開啟的漲價窗口,中國半導體制造企業絲毫沒有話語權,只能“聽之任之”。因此,發展中國大硅片產業,補齊上游材料的短板,將能夠大大提升下游半導體制造廠商對進口供應商的議價能力,對促進中國半導體產業的發展具有重大意義。

需求大增 大硅片項目相繼開建

隨著高端制程工藝競賽,儲存器市場(云計算、移動應用)持續火爆,消費電子、汽車電子、人工智能、5G、物聯網等行業的需求增加,市場對12英寸芯片的需求越來越大,相應的對大尺寸硅片的需求也隨之水漲船高。

有資料顯示,到目前為止,中國已經投產的8英寸、12英寸晶圓生產線分別為20和12條,在建或擬建的生產線分別為3條和22條。“為滿足這些產線的需求,到2020年,12英寸硅片需求將超過125萬片/每月,其中約80萬片為新增需求,新增量約為現有產能的2倍。”李煒向記者表示,“近幾年,隨著國家、地方、社會資本對半導體行業的大力投資,加上硅材料市場向好,投向硅片的資本越來越多。據不完全統計,國內硅材料企業已經投入和未來幾年計劃投入的總投資已超過700億元人民幣。”中國12英寸硅片的國產化,將助推國內整個半導體產業發展。

上海申和熱磁電子有限公司常務副總裁郭建岳表示:“大硅片是集成電路產業非常基礎的材料,沒有它,IC制造廠即使設備已安裝好,也無濟于事。目前看,國內對12英寸硅片需求不會有問題,據統計,每個月會有60萬片左右的需求量。兩三年之后,每個月的需求量會達到100萬片或更多。”這個數字跟之前李煒說的大致相同。郭建岳告訴記者:“從目前各大硅片廠商發布的消息看,他們已和芯片制造廠簽訂長期合同,即原有的訂單將被長期客戶消化,留給中國芯片制造企業的產能很少。因此,從這個角度看,中國發展大尺寸硅片非常有必要。這也是為什么國內近期建設大硅片熱度不減的原因。”

補齊技術和人才短板 拾級而上發展硅片產業

從技術和成本的角度看,硅片直徑越大,在一個硅片上可制作的集成電路芯片數就越多,每個芯片的成本也就越低。因此,大硅片是硅片制備技術的發展方向。但硅片尺寸越大,對微電子工藝設備、材料和技術的要求也就越高。從國際范圍來看,半導體硅材料是發展了幾十年的成熟行業,主要專利被國際巨頭把控。我國在技術、人才的積累方面相當薄弱,成為制約國內半導體硅片業發展的短板。

“12英寸大硅片不僅是資本密集型,更是技術密集型的產業。相比于光伏硅片(9個9純度),半導體硅片純度必須達到11個9以上,硅片生產有很高的技術壁壘。”李煒說。

郭建岳具體解釋了國內硅片生產技術存在的瓶頸,他說:“目前國內大硅片生產技術還存在很大問題,尤其是拉單晶技術,單晶的氧碳含量、電阻率、缺陷控制還保證不了。”

相比于技術的缺失,從事硅片研發的技術人員短缺也是一個大問題。郭建岳告訴記者,目前,國內有實際經驗的技術人員明顯不足,雖然有些高校開設了半導體材料相關專業,但純粹的理論知識和實踐相去甚遠。因此,國內硅片制造企業還要想辦法從國外引進高水平的、有實際工作經驗的技術人才。

“2017年,全國范圍內半導體硅片從業人員約6000人左右,僅相當于國際五大硅片制造企業中1家日本公司的員工人數。如果從行業工作年限、工作經驗來看,國內從業人員的技術水平、熟練程度等落后得更多。”李煒補充說。

因此,國內半導體硅片要健康發展,必須在技術研發和人才培養上花大力氣,做好長期投入的準備。李煒認為,中國的12英寸硅片產品質量和供應量是一個拾級而上、循序發展的過程,政府和社會資本現在就要開始非常謹慎、有針對性地支持優勢企業,以資本和市場的力量,促進現有硅片企業在行業內的合作。只有化低效競爭為合作,集中資本、技術、人才等資源,共同發展,才有可能做大做強,在實現國內硅片有效供應的同時,積極參與國際競爭。

李煒表示,遍地開花的項目大大分散了國內原本就十分有限的技術和人才資源。他強調,目前國內硅片企業一哄而上、盲目建設的浪潮必須剎住,否則幾年后,國內光伏和LED產業發展所經歷的低效重復建設、以致后來大規模行業虧損的慘痛教訓,將再次在半導體硅片行業上演,這無疑將給產業帶來嚴重的打擊。

“此外,除了生產硅片的企業要開展技術攻關外,其上游的基礎化學品和設備企業也需要協同攻關,以滿足硅片生產的配套要求。”郭建岳最后告訴記者。

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