太陽(yáng)能級(jí)單晶硅知識(shí)概要
日本、美國(guó)和德國(guó)是主要的硅材料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)硅材料工業(yè)與日本同時(shí)起步,但總體而言,生產(chǎn)技術(shù)水平仍然相對(duì)較低,而且大部分為2.5、3、4、5英寸硅錠和小直徑硅片。中國(guó)消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進(jìn)口。但我國(guó)科技人員正迎頭趕上,于1998年成功地制造出了12英寸單晶硅,標(biāo)志著我國(guó)單晶硅生產(chǎn)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。目前,全世界單晶硅的產(chǎn)能為1萬(wàn)噸/年,年消耗量約為6000噸~7000噸。未來(lái)幾年中,世界單晶硅材料發(fā)展將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì):
1,單晶硅產(chǎn)品向300mm過(guò)渡,大直徑化趨勢(shì)明顯
隨著半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展,對(duì)硅片的規(guī)格和質(zhì)量也提出更高的要求,適合微細(xì)加工的大直徑硅片在市場(chǎng)中的需求比例將日益加大。目前,硅片主流產(chǎn)品是200mm,逐漸向300mm過(guò)渡,研制水平達(dá)到400mm~450mm。據(jù)統(tǒng)計(jì),200mm硅片的全球用量占60%左右,150mm占20%左右,其余占20%左右。 Gartner發(fā)布的對(duì)硅片需求的5年預(yù)測(cè)表明,全球300mm硅片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國(guó)家都已經(jīng)在1999年開始逐步擴(kuò)大300mm硅片產(chǎn)量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全球目前已建、在建和計(jì)劃建的300mm硅器件生產(chǎn)線約有40余條,主要分布在美國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣等,僅我國(guó)臺(tái)灣就有20多條生產(chǎn)線,其次是日、韓、新及歐洲。%P
世界半導(dǎo)體設(shè)備及材料協(xié)會(huì)(SEMI)的調(diào)查顯示,2004年和2005年,在所有的硅片生產(chǎn)設(shè)備中,投資在300mm生產(chǎn)線上的比例將分別為55%和62%,投資額也分別達(dá)到130.3億美元和184.1億美元,發(fā)展十分迅猛。而在1996年時(shí),這一比重還僅僅是零。
2、硅材料工業(yè)發(fā)展日趨國(guó)際化,集團(tuán)化,生產(chǎn)高度集中
研發(fā)及建廠成本的日漸增高,加上現(xiàn)有行銷與品牌的優(yōu)勢(shì),使得硅材料產(chǎn)業(yè)形成“大者恒大”的局面,少數(shù)集約化的大型集團(tuán)公司壟斷材料市場(chǎng)。上世紀(jì)90年代末,日本、德國(guó)和韓國(guó)(主要是日、德兩國(guó))資本控制的8大硅片公司的銷量占世界硅片銷量的90%以上。根據(jù)SEMI提供的2002年世界硅材料生產(chǎn)商的市場(chǎng)份額顯示,Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場(chǎng)總額的比重達(dá)到89%,壟斷地位已經(jīng)形成。
3、硅基材料成為硅材料工業(yè)發(fā)展的重要方向
隨著光電子和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,硅基材料成為硅材料工業(yè)發(fā)展的重要方向。硅基材料是在常規(guī)硅材料上制作的,是常規(guī)硅材料的發(fā)展和延續(xù),其器件工藝與硅工藝相容。主要的硅基材料包括SOI(絕緣體上硅)、GeSi和應(yīng)力硅。目前SOI技術(shù)已開始在世界上被廣泛使用,SOI材料約占整個(gè)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的30%左右,預(yù)計(jì)到2010年將占到50%左右的市場(chǎng)。Soitec公司(世界最大的SOI生產(chǎn)商)的2000年~2010年SOI市場(chǎng)預(yù)測(cè)以及2005年各尺寸SOI硅片比重預(yù)測(cè)了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。
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