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隨著集成電路生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高,作為其核心材料的硅片向大尺寸趨勢(shì)發(fā)展不可避免,8英寸和12英寸硅片已成為集成電路硅片的主流產(chǎn)品。目前,國(guó)內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了多家企業(yè)投資8英寸和12英寸硅片生產(chǎn)。面對(duì)如此局面,業(yè)內(nèi)專家表示,在發(fā)展路徑上,國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)應(yīng)優(yōu)先提升技術(shù)水平,待技術(shù)成熟后再擴(kuò)大產(chǎn)能,以避免資源的浪費(fèi)。
大硅片需求量大
近年來,由于智能手機(jī)、IoT、人工智能等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,致使各類集成電路產(chǎn)品需求不斷增長(zhǎng),相應(yīng)的,硅片的市場(chǎng)需求也隨之水漲船高。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2020年,硅片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)110億美元。前5家硅片生產(chǎn)商(日本信越、日本SUMCO、中國(guó)臺(tái)灣Global Wafer、德國(guó)Siltronic和韓國(guó)LG Siltron)占據(jù)硅片市場(chǎng)94%的份額,在12英寸硅片領(lǐng)域,前五家廠商更是將這一數(shù)字提高到了97.8%。
根據(jù)芯思想研究院的統(tǒng)計(jì),截至2018年年底,我國(guó)12英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約60萬片,8英寸晶圓制造廠裝機(jī)產(chǎn)能約90萬片,更是帶來了對(duì)大硅片需求的增加。賽迪智庫(kù)集成電路所集成電路制造研究室主任史強(qiáng)在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)給出了一組數(shù)據(jù),在12英寸硅片方面,目前國(guó)內(nèi)的總需求超過50萬片/月,在現(xiàn)有產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)和13條在建產(chǎn)線的需求預(yù)期的驅(qū)動(dòng)下,未來兩年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將出現(xiàn)成倍增長(zhǎng)。在8英寸硅片方面,國(guó)內(nèi)需求約90萬片/月,在建產(chǎn)線仍有超過20萬片/月的需求空間。
據(jù)國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),到2020年,國(guó)內(nèi)對(duì)12英寸大硅片需求將增加到105萬片/月,對(duì)8英寸硅片需求將增加到96.5萬片/月。而現(xiàn)況是,目前8英寸硅片國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比較小,12英寸更是接近空白。“8英寸方面,國(guó)內(nèi)在襯底片、外延片方面已形成較高的國(guó)產(chǎn)化能力;12英寸方面,雖然已經(jīng)有多家企業(yè)已展開布局,但受限于技術(shù)能力和產(chǎn)量水平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。”史強(qiáng)表示。
國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)力
近兩年,國(guó)內(nèi)掀起了一股集成電路硅片建設(shè)潮,上海新昇、浙江金瑞泓、中環(huán)、寧夏銀和、鄭州合晶、上海超硅……一系列耳熟能詳?shù)拿殖蔀楦髅襟w爭(zhēng)相報(bào)道的對(duì)象。今年1月下旬,總投資110億元的年產(chǎn)480萬片300mm大硅片項(xiàng)目落戶嘉興;今年年初,中環(huán)半導(dǎo)體發(fā)布非公開發(fā)行預(yù)案,擬非公開發(fā)行股票不超過5.57億股,募資金額不超過50億元,用于公司“集成電路用8英寸、12英寸半導(dǎo)體硅片之生產(chǎn)線項(xiàng)目”和補(bǔ)充流動(dòng)資金。相信未來國(guó)內(nèi)硅片產(chǎn)線建設(shè)的報(bào)道仍將此起彼伏。
中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)信息部副主任劉偉鑫告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者,截至2018年年底,按各公司已量產(chǎn)產(chǎn)線披露的產(chǎn)能,8英寸硅片產(chǎn)能已達(dá)139萬片/月,興建中的產(chǎn)能達(dá)270萬片/月;12英寸硅片產(chǎn)能28萬片/月,興建中的產(chǎn)能達(dá)315萬片/月(上海新昇半導(dǎo)體30萬片/月,浙江金瑞泓科技10萬片/月,中環(huán)半導(dǎo)體15萬片/月,西安高新/京東方30萬片/月,寧夏銀和半導(dǎo)體10萬片/月,鄭州合晶20萬片/月,上海超硅30萬片/月……),如果都能如期開出,單純從產(chǎn)能數(shù)據(jù)來看,完夠滿足下游用戶需求。
業(yè)內(nèi)人士表示,國(guó)內(nèi)企業(yè)在大硅片領(lǐng)域的布局十分必要,因?yàn)橹挥谐浞謪⑴c市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才可能逐步搶占市場(chǎng)。賽迪智庫(kù)集成電路所所長(zhǎng)王世江表示,如果按照現(xiàn)在國(guó)家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的重視程度,從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,作為配套的大硅片未來仍會(huì)有大量需求。“只要有市場(chǎng)需求,就會(huì)有企業(yè)愿意做。”王世江表示。
優(yōu)先提升技術(shù)水平
巨大的市場(chǎng)需求讓國(guó)內(nèi)企業(yè)在大硅片生產(chǎn)領(lǐng)域躍躍欲試,但同時(shí)也考驗(yàn)進(jìn)入者的耐心和決心。王世江告訴記者,國(guó)內(nèi)企業(yè)目前正處于布局階段。從建廠到硅片生產(chǎn),要有一兩年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。而硅片生產(chǎn)出來后,還要進(jìn)行驗(yàn)證,要進(jìn)行小試、中試、大試,這個(gè)驗(yàn)證過程,行業(yè)專家認(rèn)為至少要3到5年時(shí)間,之后才能開始批量供應(yīng)。
現(xiàn)在很多資本愿意投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),在大硅片領(lǐng)域也不乏資本的影子。王世江認(rèn)為,這應(yīng)該是件好事,大浪淘沙,總會(huì)留下能夠滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的硅片制造企業(yè)。但對(duì)每個(gè)投資商來講,面臨的風(fēng)險(xiǎn)依然不小,真要取得成功,技術(shù)、資金和決心,缺一不可。
大硅片生產(chǎn)技術(shù)在硅材料純度、材料切割、打磨等加工過程的精度方面具有很高要求,因此,對(duì)于國(guó)內(nèi)硅片生產(chǎn)企業(yè)來說,要逾越很多技術(shù)壁壘,包括“大直徑、控缺陷、精拋光和少雜質(zhì)”。史強(qiáng)認(rèn)為,國(guó)內(nèi)大硅片產(chǎn)業(yè)要取得突破,應(yīng)做好三方面工作:一是國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和品質(zhì)控制方面仍有待提升,硅片特性的穩(wěn)定性與一致性和國(guó)外供應(yīng)商還存在相當(dāng)?shù)牟罹?。追趕國(guó)外廠商技術(shù)還是要在know-how上加強(qiáng)積累。二是國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)的原材料仍有很多需要進(jìn)口,后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)上游原材料的研發(fā)和供給合作。三是應(yīng)緊抓硅片供應(yīng)緊張的窗口期,在已形成技術(shù)能力的產(chǎn)品線擴(kuò)大產(chǎn)能,提升對(duì)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的供給。劉偉鑫建議有實(shí)力的大企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)并購(gòu),整合資源,集中攻關(guān)。
王世江認(rèn)為,前幾年國(guó)內(nèi)太陽能多晶硅的突破路徑值得借鑒,盡管二者在技術(shù)難度上不可同日而語,但仍有很多類似的地方。他表示,當(dāng)初國(guó)內(nèi)太陽能多晶硅產(chǎn)業(yè)之所以能夠發(fā)展起來,就是強(qiáng)調(diào)讓用戶“用”,在用的過程中,不斷發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)改進(jìn),進(jìn)行技術(shù)迭代,并逐漸完善。而一旦技術(shù)突破后,發(fā)展會(huì)很快,會(huì)不斷從低端向邁進(jìn)。“因此,讓用戶愿意用國(guó)產(chǎn)硅片是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保證。*從0到1%或5%,時(shí)間會(huì)很長(zhǎng),但從5%漲到50%,周期會(huì)很短。我認(rèn)為,我們有這樣的能力,因?yàn)橹圃鞓I(yè)集中在中國(guó)。”王世江
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