晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能之IC產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999999999%。
晶圓是制造半導(dǎo)體芯片的基本材料，半導(dǎo)體集成電路最主要的原料是硅，因此對(duì)應(yīng)的就是硅晶圓。
硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式廣泛存在于巖石、砂礫中，硅晶圓的制造可以歸納為三個(gè)基本步驟：硅提煉及提純、單晶硅生長(zhǎng)、晶圓成型。
從今年初開始，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料之一硅晶圓的價(jià)格便不斷上漲，且漲價(jià)趨勢(shì)正快速?gòu)?2英寸硅片向8英寸與6英寸蔓延。硅晶圓一直是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的一大短板，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)只能達(dá)到4～6英寸硅片的性能需要，并少量供應(yīng)8英寸市場(chǎng)，12英寸硅晶圓基本是空白。立承德科技（http://7meditations.com/electronic/41-cn.html，+86-400 882 8982）正好大量供應(yīng)4-6英寸半導(dǎo)體用硅芯片。在市場(chǎng)供給充足之際，這種狀態(tài)對(duì)整個(gè)下游產(chǎn)業(yè)或許不會(huì)造成重大影響。然而一旦供需失衡，未來國(guó)內(nèi)一些新建的晶圓制造企業(yè)或者中小型晶圓廠就有可能陷入產(chǎn)能開出卻無(wú)晶圓可用的尷尬局面。因此，提高硅晶圓的國(guó)產(chǎn)化率正變得刻不容緩。
供需缺口仍將進(jìn)一步擴(kuò)大
芯片是在硅晶圓片的基礎(chǔ)上加工制造而成。因此說，硅晶圓產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)并不過分。然而，今年以來全球范圍內(nèi)硅片的供應(yīng)持續(xù)吃緊，出現(xiàn)了久違8年的價(jià)格連續(xù)上漲情形。根據(jù)SEMI公布的硅晶圓產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告，今年第二季度全球硅片出貨面積2978百萬(wàn)平方英寸，連續(xù)5個(gè)季度出貨量創(chuàng)下歷史新高紀(jì)錄。專業(yè)人士預(yù)測(cè)今年硅晶圓將呈供不應(yīng)求、價(jià)格持續(xù)上漲的局面，并且預(yù)測(cè)2018年至2019年市場(chǎng)的供需狀況將更加緊張。因?yàn)閷脮r(shí)中國(guó)大陸新建晶圓廠產(chǎn)能將會(huì)開出，需求預(yù)期將進(jìn)一步上升。在硅晶圓產(chǎn)能沒有同步增加的前提下，供給將較現(xiàn)在更為吃緊。
歸納造成近幾個(gè)月硅晶圓價(jià)格持續(xù)上漲的主要原因：首先硅晶圓產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了多年的低潮期，過剩產(chǎn)能得到消化，目前全球主要的硅晶圓生產(chǎn)商的產(chǎn)能已經(jīng)全開卻仍無(wú)法滿足訂單需求，產(chǎn)能持續(xù)吃緊。其次是中國(guó)大力扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程提速。在政策的引導(dǎo)下，12英寸晶圓廠投資激增，目前月產(chǎn)能46萬(wàn)片左右，在建產(chǎn)能約為63萬(wàn)片。未來，我國(guó)12英寸廠單月產(chǎn)能將達(dá)到109萬(wàn)片，加深了硅晶圓供需缺口。此外，智能手機(jī)等電子消費(fèi)品出貨量增加，導(dǎo)致硅晶圓下游的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步回暖，是本輪硅晶圓缺貨潮的深層原因。
針對(duì)上述情況，中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員梁駿吾在日前召開的“中國(guó)曲靖首屆硅晶材料論壇”上指出，集成電路和功率半導(dǎo)體是先進(jìn)大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，電子級(jí)多晶硅又是發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。我國(guó)雖然已經(jīng)成為太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的生產(chǎn)大國(guó)，但是在電子級(jí)多晶硅上我國(guó)的實(shí)力仍然不足。立承德科技供應(yīng)的也有太陽(yáng)能級(jí)別的單晶硅和多晶硅。因此，下一階段我國(guó)的主要任務(wù)是高質(zhì)量地完成滿足IC和電力電子器件產(chǎn)業(yè)需要的電子級(jí)多晶硅—單晶硅，以其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，大力推進(jìn)我國(guó)內(nèi)硅晶圓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刻不容緩。目前，12英寸硅片基本是空白。
推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的整體協(xié)同發(fā)展
“我國(guó)12英寸硅晶圓一直依賴進(jìn)口的主要原因在于目前國(guó)內(nèi)還沒有掌握大規(guī)模量產(chǎn)IC集成電路用的高純大硅片技術(shù)。而制造高純大硅片的技術(shù)障礙主要是硅的純度和大尺寸硅片的良率問題。對(duì)于先進(jìn)工藝的半導(dǎo)體單晶硅片，純度需要達(dá)到11個(gè)9以上（即99．999999999％），目前國(guó)內(nèi)還無(wú)法實(shí)現(xiàn) ，同時(shí)大尺寸硅片對(duì)倒角、精密磨削等加工工藝要求很高，國(guó)內(nèi)還沒有掌握高良率的技術(shù)能力。”袁桐告訴記者。
因此，發(fā)展硅晶產(chǎn)業(yè)應(yīng)從上游抓起，從電子級(jí)多晶硅材料著手，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高純度，然后依次推動(dòng)硅晶材料、拉晶、切片、清洗、拋光等產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。近十余年來，通過對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、集成再創(chuàng)新，我國(guó)企業(yè)也形成了成熟的氫化、精餾、還原、尾氣回收等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，培養(yǎng)了大批專業(yè)人才，還原爐、氫化爐、直拉爐等多晶硅生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。這些都為提升電子級(jí)多晶硅的質(zhì)量和降低制造成本打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
而隨著電子級(jí)多晶硅的國(guó)產(chǎn)化逐步取得突破，我國(guó)在大硅片領(lǐng)域也在取得進(jìn)步。我國(guó)硅晶圓產(chǎn)業(yè)正在整體推進(jìn)當(dāng)中，要想取得突破性的進(jìn)展，需要產(chǎn)業(yè)鏈的整體協(xié)同推進(jìn)。
（文章來源于：中國(guó)電子報(bào)）
關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，了解產(chǎn)業(yè)信息，以實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，穩(wěn)步發(fā)展。