半导体硅片是集成电路及其余半导体产物的关键性、原形性原材料，尽管目前进展出了许多新式半导体材料，但依照SEMI年统计数据，寰球95%以上的半导体器件采纳硅做为衬底材料，硅片依然保持合流半导体材料名望。

一、半导体硅片的制备

硅片的原材料是石英，也即是时常所说的沙子，也许直接在当然界中挖掘。石英矿石的重要质料是二氧化硅，硅片制造厂须要从石英中提炼出多晶硅，尔后颠末直拉法或区熔法这两种工艺制备出单晶硅棒（纯度99.%）。个中直拉法是最罕用的制备工艺，今朝85%以上的单晶硅都是用直拉法成长出来，直拉法是在石英坩埚中举办，上风在于更恰当大尺寸单晶硅棒的拉制，成长速度较快，单台征战价格相对较低；区熔法不须要坩埚，而是在氛围或真空炉中举办，产物的纯度更高，不易受氧、碳等杂质影响，罕用做IGBT功率半导体器件的原材料，但是受晶体成长机制的束缚，区熔法不合用于大尺寸的硅片制做。制备出单晶硅棒后还须要颠末整型、切片、倒角、磨边、刻蚀、抛光、洗涤等一系列工艺制做成硅片。

二、半导体硅片的分类

1、按制造工艺分类

硅片按制造工艺又分为抛光片、外在片和SOI（绝缘体上硅片）三类，个中抛光片是用量最大的产物，其余的硅片也都是在抛光片的原形上二次加工产生的。单晶硅锭颠末切割、研磨和抛光解决后获得抛光片。抛光片颠末外在成长产生外在片，抛光片颠末氧化、键合或离子注入等工艺解决后产生SOI硅片。

单晶硅晶棒临盆出来后，从晶棒的圆柱状单晶硅切割成厚度约1mm的薄片，尔后对其举办抛光镜面加工，就获得了表面腻滑的抛光片。抛光工艺可去除加工表面残留的损伤层，完结半导体硅片表面平坦化，并进一步减小硅片的表面粗劣度以满意芯片制造工艺对硅片平坦度和表面颗粒度的请求。抛光片可直接用于制做半导体器件，遍及运用于保存芯片与功率器件等，也可做为外在片、SOI硅片的衬底材料。

外在是颠末化学气相堆积的方法在抛光面上成长一层或多层，搀杂典型、电阻率、厚度和晶格布局都合适特定器件请求的新硅单晶层。外在技艺也许淘汰硅片中因单晶成长产生的弊端，具备更低的弊端密度和氧含量。外在片提拔了器件的牢靠性，并淘汰了器件的能耗，因而在产业电子、汽车电子等范畴遍及操纵。

SOI硅片即绝缘体上硅，是罕见的硅基材料之一，SOI硅片有三层布局，是由两片抛光片夹着一层绝缘的氧化膜产生，SOI最大的上风在于较高的调整度，由于布局较多，因而可完结较为繁杂的电路布局，进而大大淘汰了芯片制造的工序与成本；别的SOI也具备低能耗、高速、高牢靠性等上风。SOI硅片恰当运用在请求耐高压、耐卑劣处境、低功耗、集成度高的芯片上，如射频前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等。

2、按尺寸分类

年，戈登·摩尔提议摩尔定律：集成电路上所集成的晶体管数目，每隔18个月就提拔一倍，响应的集成电路本能加强一倍，成本随之下落一半。关于芯片制造企业而言，这象征着须要连接提拔单片硅片可临盆的芯片数目、下降单片硅片的制产生本以便与摩尔定律同步。半导体硅片的直径越大，在单片硅片上可制造的芯片数目就越多，单元芯片的成本随之下降。

硅片按其直径也许分为4英寸（mm）、6英寸（mm）、8英寸（mm）、12英寸（mm）等，尺寸越大，对征战和工艺的请求则越高。在摩尔定律的影响下，半导体硅片连接向大尺寸的方位进展，这是由于尺寸越大，在单片硅片上制造的芯片数目就越多，单元芯片的成本随之下降；同时，硅片尺寸越大边际损失越小，有益于进一步下降芯片成本。今朝，8英寸和12英寸是晶圆制造的合流尺寸，从出货片数来看，年12英寸占比47.7%，8英寸占比34.3%，小尺寸占比18.0%；从出货面积来看，年12英寸占比70.9%，8英寸占比22.6%，小尺寸占比6.5%。今朝，有小量公司在技艺层面上曾经胜利制备出18英寸（mm）硅片，但是今朝8英寸和12英寸曾经也许较好地满意商场须要，且18英寸不变成本投入特别高，下游对晋级产线的动力也特别有限，于是来日一段时光内8/12英寸硅片仍将是合流。

三、半导体硅片商场范围

半导体行业与寰球宏观经济场合精密联系，-年，寰球经济从金融险情中逐步苏醒但照样较为低迷，硅片行业亦随之低速进展。年以来，受益于半导体末端商场须要强劲，下游保守运用范畴谋略机、挪移通讯、固态硬盘、产业电子商场连接增加，新兴运用范畴如人为智能、区块链、物联网、汽车电子的加紧进展，半导体硅片商场范围连接增加，并于年攻破百亿美元大关，年商场范围到达.17亿美元。-年，半导体硅片出货面积连接增加，年有所下滑，后又强势增加至年的.65亿平方英寸，创史册新高。

四、半导体硅片比赛格局

硅片行业在寰球聚集度较高，寰球前五大硅片供给商包罗信越化学（日本）、SUMCO（日本）、寰球晶圆（华夏台湾）、世创（德国）和SKSiltron（韩国）。从-年寰球前五大硅片制造商近三年总计占比离别为92.57%、88%和87%。

我国陆地12英寸半导体硅片唯一沪硅财产、中环股分等小量公司向小量下乘客户个体产物最先批量供给，相较硕大的商场须要，国产化率不够。国内8英寸硅片产物同海外差异较小，部份产物到达国际一流程度。

材料滥觞：长城证券钻研所、民生证券钻研所

计策客户重心张欣供稿

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