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2018年中国半导体硅片产业市场规模及生产流程分析(图)
发布时间:2018-06-12 16:04
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1. 硅片是半导体生产的重要原材料
        硅片是生产集成电路所用的载体,作为晶圆厂最重要的上游原材料,硅片供需情况与价格趋势能充分反映半导体行业的景气度。


        2017 年,全球晶圆制造材料市场规模 259.8 亿美元,其中硅片市场规模 75.8 亿美元。占比 29.17%,往后分别是电子气体,掩膜,其他材料,光刻胶配套试剂,CMP 材料,光刻胶,工艺化学品,靶材,SOI。
 

2017 年全球晶圆制造材料市场(亿美元)
 
图表来源:公开资料整理
2. 半导体硅片的生产流程

        半导体硅片对产品质量及一致性要求极高,其纯度须达 99.9999999%(9 个 9)以上,而最先进的工艺甚至需要做到 99.999999999%(11 个 9)。而光伏级单晶硅片仅需 5 个 9 即可满足应用需求。所以半导体生产所用硅片的制备难度远大于光伏级硅片。

        参考观研天下发布《2018-2023年中国硅片市场竞争格局与投资战略研究报告

        硅片生产工序主要包括:长晶,径向研磨,定位边研磨,抛光,切片,倒角,研磨,硅片刻蚀,抛光,检查等步骤。经过上述步骤生产出的硅片即为最通用的抛光片。我们下文中的硅片价格默认为抛光片。
 

抛光片生产工序
 
图表来源:公开资料整理

        在抛光片生产过程中,长晶是最为核心的工序。长晶技术路线主要分为直拉法(CZ),区熔法(FZ)。其中直拉法是目前市场的主流,可支持 12 寸硅片生产,而区熔法则相对简单,仅可支持 8 寸及以下尺寸硅片生产。

        直拉法最早由 Czochralski 于 1918 年首创,故亦称为 CZ 法,其原理是将多晶硅加热至熔化,再将单晶晶种和硅溶液表面接触。接触后,由于温度差异,硅溶液开始在晶种表面凝固并生长和相同晶体结构的单晶。晶种同时以极缓慢的速度往上拉升,并伴随以一定的转速旋转,最终形成单晶晶棒。该方案可以在拉晶过程中观察晶体的生长情况,但容易受到机械扰动的影响。
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