硅片的案例
半導體硅片國產上市企業分析
——以下內容摘自《半導體硅片深度研究報告》，已上傳【半導體產業研究】知識星球，成員可登錄星球搜索關鍵詞下載（文末查看如何成為星球成員）。
1、滬硅產業：半導體硅片龍頭，引領國產替代之路
公司主營業務為半導體硅片的研發、生產和銷售，是我國大陸地區率先實現 SOI 硅片和 12英寸硅片規模化銷售的企業。公司提供的產品類型涵蓋 12 英寸拋光片及外延片、8 英寸及以下拋光片、外延片及 SOI 硅片。公司擁有眾多國內外知名客戶，包括臺積電、臺聯電、格羅方德等國際芯片廠商以及中芯國際、華虹宏力等國內所有主要芯片制造企業，客戶遍布全球各地。目前滬硅產業占全球半導體硅片市場份額 2.18%。
圖 1：滬硅產業客戶及產品情況
國內首個 SOI 硅片生產廠商，實現 12 英寸硅片國產化。2016 年 10 月成功拉出第一根 12英寸單晶硅錠，公司子公司新傲科技采用 Soitec 專有 Smart Cut 技術制作 8 英寸 SOI 晶圓生產成功，實現年產能 18 萬片。2017 年打通了 12 英寸半導體硅片全工藝流程，2018 年最終實現了 12 英寸半導體硅片規模化生產，填補了中國大陸 12 英寸半導體硅片產業化的空白。公司目前能供應 4 英寸到 12 英寸的半導體硅片，其中 12 英寸半導體硅片產品已實現 14nm 及以上技術節點的全覆蓋和國內 12 英寸客戶全覆蓋。
圖 2：滬硅產業硅片發展歷程
公司 2018-2020 年 12 英寸硅片產能分別為 10 萬片/月、15 萬片/月和 20 萬片/月，根據公 司半年報，2021 年 12 英寸硅片產能將增長至 30 萬片/月，同比增長 50%。
展開 半導體硅片生產工藝（附視頻）
4 拋光 (Mirror Polishing)
將硅片通過拋光及洗凈操作，得到電阻率、幾何參數及顆粒數據等符合客戶規范的拋光片成品。
背面處理 (Back-side Treatment)
在硅片背面形成吸雜盤，從元件活性層中去除會引起金屬污染的雜質。
邊緣拋光 (Fine Surface Edge Polishing)
研磨去除硅片斜角部分中殘留的多余物質及傷痕。
拋光 (Mirror Polishing)
拋光制程使用拋光漿與拋光布，搭配適當的溫度，壓力與旋轉速度，可消除前制程所留下的機械傷害層，改善硅片表面粗糙度，并且得到表面平坦度極佳的硅片，避免客戶曝光制程中遭遇的聚焦問題。
清洗 (Cleaning)
洗凈的目的在于去除硅片經過拋光后表面殘留的有機物、顆粒、金屬等，以確保硅片表面的潔凈度，使之達到后道工序的品質要求。
平坦度&電阻率測定儀 (Wafer Flatness ＆ Resistivity Inspection)
平坦度&電阻率測試儀對拋光洗凈后的硅片進行檢測，確保拋光后硅片厚度、平坦度、局部平坦度、彎曲度、翹曲度、電阻率等符合客戶需求。
檢測 (Final Inspection)
在包裝前，硅片需經過最終檢查：在暗房中采用輔助光源之協助，以目視檢查的方式找出硅片表面缺陷。并以精密的量測機臺SP1管控硅片表面微塵顆粒及COP，以符合產品規格。
包裝 (Packaging)
在出貨片盒外加上PE及鋁箔袋的包裝，使存放在片盒內的硅片存儲在防塵、安全及干燥的環境中。
5 外延
通過在硅片表面連續性的生長一層具有特定電阻率及厚度的單晶硅，從而達到滿足制備器件的要求。
展開 晶圓和硅片的區別！
硅片的定義
硅片是制作晶體管和集成電路的原料。一般是單晶硅的切片。硅片，是制作集成電路的重要材料，通過對硅片進行光刻、離子注入等手段，可以制成各種半導體器件。用硅片制成的芯片有著驚人的運算能力。科學技術的發展不斷推動著半導體的發展。自動化和計算機等技術發展，使硅片（集成電路）這種高技術產品的造價已降到十分低廉的程度。
硅片的規格
硅片規格有多種分類方法，可以按照硅片直徑、單晶生長方法、摻雜類型等參量和用途來劃分種類。
按硅片直徑劃分：
硅片直徑主要有3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸（300mm），目前已發展到18英寸（450mm）等規格。直徑越大，在一個硅片上經一次工藝循環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，更大直徑硅片是硅片制各技術的發展方向。但硅片尺寸越大，對微電子工藝設各、材料和技術的要求也就越高。
按單晶生長方法劃分：
直拉法制各的單晶硅，稱為CZ硅（片）;磁控直拉法制各的單晶硅，稱為MCZ硅（片）;懸浮區熔法制各的單晶硅，稱為FZ硅（片）;用外延法在單晶硅或其他單晶襯底上生長硅外延層，稱為外延（硅片）。
展開 又一百億級大硅片項目開工！
隨著這次上海超硅百億級300毫米項目的正式開工，超硅三大制造實體已全面向大硅片邁進。
國產硅片項目新動態
近年來我國大力發展集成電路產業，迎來一波晶圓廠落地潮，但卻可能面臨“無米之炊”。
根據集邦咨詢旗下拓墣產業研究院數據，2017年全球前五大硅片廠商營收合計占比高達91.7%。在高度集中的硅片市場下，我國集成電路硅片仍嚴重依賴進口，在2017年之前國內只有4-6英寸硅片產量可滿足需求，而12英寸大硅片基本完全空白。
不過，在硅片全面缺貨、各地晶圓廠布局成型、國家重點關注等眾多因素的影響催化下，國內硅涌現出一個又一個硅片項目，包括上文提及的超硅旗下三個項目、上海新昇、金瑞泓、中環股份、寧夏銀和、鄭州合晶等系列廠商。
除了建設或規劃中的項目外，近期仍不斷有新硅片項目加入。
今年5月30日，杭州立昂微電子集成電路用12英寸硅片項目在衢州集聚區正式簽約，該項目投資83億元、規劃年產能360萬片，其中一期投資35億元，規劃年產180萬片；就在昨日（7月30日），中環股份與呼和浩特市簽訂《集成電路用半導體硅材料產業基地合作協議書》……
目前，國內在建的大硅片項目已取得一定成績，如上海新昇等項目均已取得階段性進展。
上海新昇參股公司上海新陽透露，上海新昇300mm大硅片項目從2017年第二季度已開始向中芯國際、武漢新芯等芯片代工企業提供正片進行認證，2017年實現了擋片、陪片、測試片等產品的銷售。
今年5月，上海新陽首先公開表示上海新昇大硅片正片已通過了上海華力微電子的認證。目前，華力微電子在上海新昇的正片采購量為2000片/月。
7月12日，上海新陽在發布上半年業績預告時表示，上海新昇今年上半年已扭虧為盈，預計2018年底達到月產量10萬片。
展開 
SEMI：全球硅片出貨再創新高
來源：MoneyDJ
今天，SEMI(國際半導體產業協會)公布統計指出，今(2021)年第三季全球半導體硅片出貨達36.49億平方英寸，較第二季增加3.3%，較去年同期增加16.4%，續創歷史新高。
SEMI表示，所有尺寸的硅片出貨量均見成長，這些硅片因應了各種半導體組件的需求，而因未來幾年將新增許多座晶圓廠，預期半導體硅片需求可望維持在高檔水平。
今年前三季全球半導體硅片出貨逐季改寫新紀錄，SEMI預估，今年硅片總出貨量將逼近140億平方英寸，年增達13.9%，邏輯、晶圓代工與內存是推升硅片出貨量成長的主要動力。
SEMI并預期，在終端市場推動下，半導體出現強勁的長期成長需求，將帶動硅片出貨量顯著攀升，且這波成長態勢可望一路延續到2024年。
硅片供不應求，現貨價續漲
硅片供不應求、現貨價將持續漲價，日本大廠SUMCO上季財報優、本季純益估暴增7成，且計劃興建的新廠房預計2023年末產能全開，今日股價逆勢狂飆。
根據Yahoo Finance的報價顯示，截至臺北時間5日上午10點00分為止，SUMCO狂飆7.48%至2,429日元，表現遠優于東證一部指數(TOPIX)的下挫0.81%(10:00時報價)。
SUMCO 4日于日股盤后公布上季(2021年7-9月)財報：合并營收較去年同期大增21%至867億日元、合并營益暴增124%至148億日元、合并純益暴增212%至106億日元。SUMCO表示，上季營收、營益、純益優于該公司原先預估的860億日元、125億日元、90億日元。
展開 中國大硅片發展現狀
有見及此，最近兩年，國內掀起了一股硅片建設潮。在本文里，楊院士給我們深入闡述了國產硅晶圓的現狀，謝謝關注。
摘要：
1）2017年全球需求：1160萬片，國內110萬片。2020年國內對12寸大硅片需求從42萬片增加到105萬片；2020年對8寸硅片需求從70萬片增加到96.5萬片。
2）硅片全球市場規模87億美元，占比31-33%，是份額最大的材料。預計到2020年，全球硅片市場規模110億美元。
3）國內規劃中的12寸大硅片合計：145萬片，覆蓋國內需求。包括：新昇30萬片，金瑞泓10萬片，中環領先15萬片，京東方30萬片，寧夏銀和10萬片，鄭州合晶20萬片，超硅30萬片。
4）國內規劃中的8寸大硅片合計：168萬片，總投資規模超過500億元，覆蓋國內需求。包括：金瑞泓40萬片（2019年），寧夏銀和25萬片（2020年），鄭州合晶20萬片（2019年），中環領先60-70萬片（2019年），安徽易芯8萬片（2018年）。
硅材料是集成電路的基礎材料，
2017年全球需求：1160萬片，國內110萬片。
12寸大硅片 預計2020年將需求將從42萬片增加到105萬片。
8寸大硅片 預計2020年將需求將從70萬片增加到96.5萬片。
硅片全球市場規模87億美元，占比31-33%，是份額最大的材料。預計到2020年，全球硅片市場規模110億美元。
多晶硅純度達到9-11N，10億個硅原子中只能有一個雜志原子；
目前國際通用技術分為兩種：改良西門子工藝和硅烷工藝。
全球多晶硅2007-2017年增長了10倍，增加的主要是光伏多晶硅。
展開 中環股份：要躋身8英寸半導體硅片全球前三
Sumco認為，8英寸晶圓的供給量增長有限，且生產設備又不易取得，晶圓代工廠難以對8英寸硅片擴充產能， 8英寸硅片會呈現長期供應緊張狀態，恐將缺貨至2021年。
從目前情況來看，雖然自2017年以來8英寸硅片價格上漲幅度超過10%， 但是從長周期來看，當前8英寸硅片價格仍處于歷史低位，從2007年至今，8英寸硅片價格下降約40%，大部分硅片生產廠的8英寸產品已虧損多年，因此，即使8英寸硅片價格上漲，硅片巨頭的擴產意愿也并不強烈。
可見，在產業源頭——硅片產能遲遲跟不上去，是導致全行業缺貨的根源。由于市場上的硅片供應不足，使得下游的晶圓代工企業處于無米下鍋的境地，從而難以滿足廣大IC設計和IDM客戶的需求，價格自然水漲船高。
有強勁的需求，自然就會有產能的擴充。據悉，目前在積極擴產8英寸硅片的主要有合晶科技、Ferrotec，還有AST（超硅）、Gritek（有研新材）、JRH（金瑞泓）等。
鄭州合晶硅材料生產項目于2017年7月動工，一期規劃每月20萬片的8英寸硅片產能。2017年中，環球晶圓與Ferrotec宣布合作，Ferrotec負責生產8英寸硅片，環球晶圓出技術并保證品質，規劃三期，每期規劃月產能增加15萬片。
來源：證券時報
展開 硅片的制造工藝分享
經前述加工制程后，硅片表面因加工而形成一層損傷層（Damaged Layer），在拋光之前用化學溶液蝕刻予以去除，再以純水沖洗吹干，利用噴砂法等工藝將硅片上的缺陷處理完善，從而制造出完整而無缺陷的晶圓片材料。
圖3：硅片制造工序流程示意圖
參考資料：《芯片先進封裝制造》姚玉，周文成
大硅片、光刻膠、FMM等8大高度依賴進口的半導體材料大解析
一 大硅片
硅片也稱硅晶圓，是制造半導體芯片最重要的基本材料，其最主要的原料為單晶硅。硅片直徑越大，其所能刻制的集成電路則越多，芯片的成本也隨之降低。大尺寸硅片對技術的要求很高，良品率極低，企業進入壁壘極高，全球大硅片市場形成寡頭壟斷的競爭格局。目前中國大陸自主生產的硅片以6英寸
（150mm）
為主，產品主要應用領域仍然是光伏和低端分立器件制造，8英寸
（200mm）
和12英寸
（300mm）
的大尺寸集成電路級硅片依然嚴重依賴進口。
集成電路用硅片是制造技術門檻極高的尖端高科技產品，全球只有大約10家企業能夠制造，市場基本被日韓廠商壟斷。
二 光刻膠
光刻膠是微電子技術中微細圖形加工的關鍵材料之一，其成本約占整個芯片制造工藝的30%，耗費時間約占整個芯片制造工藝的40%-60%，是半導體制造中最核心的工藝。
目前國內光刻膠自給率僅10%，主要集中于技術含量相對較低的PCB領域。6英寸硅片的g/i線光刻膠的自給率約為20%，8英寸硅片的KrF光刻膠的自給率不足5%，12寸硅片的ArF光刻膠目前尚無國內企業可以大規模生產。
三 高純濺射靶材
利用離子源產生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體稱為濺射靶材,是集成電路制造過程中的關鍵材料，根據應用領域，分為半導體靶材、面板靶材、光伏靶材等。高純濺射靶材制造環節技術門檻高、設備投資大，在濺射靶材產業鏈各環節的企業數量呈現金字塔型分布，半導體濺射靶材行業集中度很高，前五大廠商占比超過80%。具有規模化生產能力的企業數量相對較少，主要分布在美國、日本等國家和地區。
展開 大硅片、光刻膠、FMM等8大高度依賴進口的半導體材料大解析
6英寸硅片的g/i線光刻膠的自給率約為20%，8英寸硅片的KrF光刻膠的自給率不足5%，12寸硅片的ArF光刻膠目前尚無國內企業可以大規模生產。
半導體周報｜10nm及以下制程用品禁運；國產ArF光刻膠新突破；中晶大硅片項目傳來新進展；半導體設備銷售額或創紀錄...
中晶大硅片項目傳來新進展
12月17日消息，據嘉興科技城消息顯示，年產1200萬片300mm中晶大硅片項目，一期土建工程和外立面玻璃幕墻已完成，正開展內部機電安裝和裝修工程，明年年初將試生產。
據介紹，中晶大硅片項目計劃總投資110億元，其中一期投資60億元，固定資產投資超56億元，用地面積139畝，計劃建設12英寸單晶硅片生產線。該項目總用地221畝，總建筑面積11.5萬平方米，將新建拉晶廠房、拋光打磨廠房、綜合樓等，購置硅片晶體檢測及分析、拉晶爐、切磨拋光、清洗等生產檢測設備。
中晶科技主營業務為半導體硅材料的研發、生產和銷售，主要產品為半導體硅片及半導體硅棒。處于半導體產業鏈的上游，其下游為半導體分立器件和集成電路制造業。
06
2.29億！
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拜登拿出一張硅片：中國想主導半導體，美國不能干等
拜登也不忘“心心念念”的2.3萬億的基建計劃，拿出一張硅片，強調“這也是基建！”
“我一直在強調，中國和世界沒有在等，美國也沒有理由要等，”(China and the rest of the world is not waiting, and there's no reason why Americans should wait.)拜登在會議的媒體公開部分時催促道，“美國現在集中資本投入半導體、電池等領域——這是別人正在做的，我們也必須做。”(We're investing aggressively in areas like semiconductors and batteries -- that's what they're doing ... so must we)
拜登在會上（的媒體公開部分）發言 視頻截圖
美國的半導體產業曾享有先發優勢。在生產端逐漸轉移至亞洲、本土專注研發后，如今供應端被“扼住喉嚨”。拜登在會上強調，其2.3萬億的基建計劃將“專注于建設美國本土的半導體生產（能力）。”
“這也是基建，”拜登拿出一塊硅片，“這些芯片、硅片——電池、寬帶——都是基建，這些都是基建。”（These chips, these wafers … batteries, broadband — it’s all infrastructure. ）
拜登手持硅片 圖源：澎湃影像，下同
拜登強調，他今天收到23位參議員、42位眾議員的聯名信，支持“為美國制造芯片計劃”（CHIPS for America Program）。來信提到“如果我們在這些高技能的工作崗位和專業知識上輸給中國，損失是無法彌補的。”信件還點出，“美國在精密半導體方面依賴于戰略競爭對手，其中存在風險。”
展開 硅片切割技術分析研究
——以下內容摘自《硅片切割環節的投資機會》，已上傳【半導體產業研究】知識星球，成員可登錄星球搜索關鍵詞下載（文末查看如何成為星球成員）。
~全篇完~
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備注：姓名+公司+主營
104頁PDF限時下載 | 半導體大硅片研究框架
導讀
本期分享的專題為“半導體大硅片研究框架”，主要內容包括：
1."行業增長：需求驅動"
2."行業趨勢：技術引領"
3."行業壁壘：經驗積累"
4."行業格局：頭部集中"
5."
氮化鎵外延用硅襯底問題研究
2.2 機械強度控制
采用1 000μm厚度的CZ硅片進行氮化鎵外延生長時裂片，說明硅片在熱過程中本身的內應力較大，且機械強度不能達到要求。硅片的應力來源于單晶生長時產生的內應力和加工過程中引入的應力，硅片的機械強度主要取決于硅單晶的內部缺陷和加工時帶來的機械損傷。為提高硅片的機械強度，我們應當從硅單晶的晶體性能、加工過程的損傷控制和表面質量與幾何參數控制等三方面入手。
2.2.1 硅單晶晶體質量控制
硅單晶本身的內部缺陷和氧含量等對于硅片本身的力學性能有著重要影響，另外，硅片的摻雜、厚度和晶向等也是影響硅片機械強度的重要參數。我們分別對國產硅片和進口硅片進行了分析測試，結果見表1。從測試結果表明，國產硅片與進口硅片均采用了1 000 μm厚P<111>重摻硼襯底，<111>晶向主要是為了與氮化鎵的六方纖鋅礦結構相匹配，減小晶格失配，重摻硼則是為了提高硅片的機械強度，進口硅片的摻雜濃度比國產硅片高一個數量級，電阻率達到0.003 6 Ω·cm，這是一個顯著的區別。國產硅片和進口硅片在氧、碳濃度方面不存在差異，均為正常的氧碳含量值。而體缺陷上國產硅片更少，說明在基礎單晶制備上不存在難度，主要是將硅片的電阻率控制到與進口片電阻率值相一致。
另外，對于硅單晶的應力情況主要來源于生長應力和單晶生長結束后降溫過程產生的應力，目前15.24 cm硅單晶生長技術相對成熟，關鍵在于控制較為適合的生長速度以及避免在晶體降溫時由于降溫太快而形成局部應力和內應力。在相同工藝條件下，硅單晶應力越大，切割后硅片的翹曲度越大。硅單晶單晶應力越小，切割后硅片的翹曲度越小。通過對于相同工藝條件下切片翹曲度的監控，來優化硅單晶生長工藝。
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