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初生已成虎狼之势,国产大硅片企业自有燎原之法?

2019-02-13 06:55
来源: 与非网

这两年,国内大兴建造晶圆厂。但和集成电路的其他领域一样,中国在硅晶圆产业方面的不完善,在某种程度上看来,会成为中国集成电路发展的瓶颈。有见及此,最近两年,国内掀起了一股硅片建设潮。

硅片是什么?

硅晶圆也称硅片,是将石英砂经过冶炼、提成和其他多道工序制备的产品。由于这些硅片对纯度(一般要求达到 99.9999%,甚至达到 99.9999999%的)和杂质(杂质的含量降到 10-9)有严格的要求,尤其是电子级别的硅晶圆,对原料纯度,管道清洗,提纯塔,厂房洁净度的要求更是到了苛刻的地步。对这就给新入者设立了一个极高的障碍。

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硅片的制造流程

在这个过程中,除了化学材料之外,设备也是一个重要的关键。首先在制备硅锭过程中所需的炉子,然后就是制造硅片所需的各种设备。

以我们最熟悉的集成电路使用的单晶硅硅片为例。从硅棒到单晶硅抛光硅片的过程中,需要经历:单晶生长→切断→外径滚磨→平边或 V 型槽处理→切片,倒角→研磨,腐蚀--抛光→清洗→包装等流程,这就要求在一条产线中要有磨床、倒角机、内院切割机或线切割机、研磨机和多片式抛光机或单片式抛光机。当中的大部分设备是由德国科堡、博世,日本日立、精机,瑞士M&B和荷兰ASML等公司提供。这些设备的供应和使用也有可能成为硅片制造的掣肘。

国内硅片市场现状

直至目前,中国在8及12英寸硅片生产上已投资数百亿元人民币。

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抛开外资晶圆厂(三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门、成都格芯等),多数国内新建的8/12英寸Fab厂主要集中在浙江、安徽、江苏三省以及上海这块区域。而国产8/12英寸大硅片项目中,拉晶产线主要位于宁夏、内蒙等地,而切片生产线主要集中在浙江、安徽、江苏三省以及上海,比如杭州的中芯晶圆,金瑞泓、上海超硅、上海新昇、中环领先半导体、安徽易芯等,与多数国内新建的8/12英寸Fab厂地理距离较小。低运输费用将推动未来中国大硅片产业配套能力。未来新增产能,也将将带动半导体材料及设备的强劲需求。

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从大硅片供应链来看,设备及材料这块基本被美国、德国、日本、韩国等厂商所控制。日本企业尤为突出,在切、磨、抛设备及浆料、切削油等材料方面占据主导地位。

那国内大硅片项目到底进展到哪一步了呢?就让与非网小编带大家来了解一下吧~

杭州中芯晶圆

10月8日上午,总投资达10亿美元的杭州中芯晶圆大尺寸硅片项目正式完成主体结构封顶工作。接下来,工厂马上将进入装饰装修、机电设备安装等施工阶段,预计年内可完成土建施工,并于2019年4月投产。

杭州中芯晶圆半导体股份有限公司由日本株式会社Ferrotec Holdings、杭州大和热磁电子有限公司、上海申和热磁电子有限公司合资建立,位于杭州大江东产业集聚区,注册资本29亿元,占地13.34多万平方米,厂房面积约15万平方米。

该项目拟建设3条8英寸(200mm)、2条12英寸(300mm)半导体硅片生产线,预计全部达产后,将达到8英寸年产540万片、12英寸年产288万片半导体硅片的生产能力。建成后,8英寸硅片生产线将成为目前国内规模最大、技术最成熟的生产线,12英寸硅片生产线则将成为国内首条实现量产的生产线。

金瑞泓

金瑞泓科技(衢州)有限公司投资70418万元,在衢州市绿色产业集聚区新增土地约100亩,新建厂房及配套设施。项目分期实施,一期实施60万片/年外延片生产线,其中原料抛光片外购,不自行生产;二期实施60万片/年外延片生产线,其中原料抛光片(含一期)自行生产,原材料为重掺磷直拉硅单晶锭。

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主要设备:外延炉5台、硅片清洗机1台、片盒清洗机1台、钟罩清洗机1台、单晶炉30台、化腐清洗机5台、切断机2台、滚圆机2台、线切割7台、切片清洗机1台、倒角机5台、磨片机2台、磨片清洗机1台、酸腐蚀机1台、喷砂机1台、喷砂清洗机1台、热处理炉3台、SiO2边缘剥离机1台、自动清洗机1台、边缘抛光机1台、抛光机2台、一次清洗机1台、片盒清洗机1台、最终清洗机1台等。

项目优势:

1.建立了完善的单晶炉热场设计理论和大直径硅单晶生长理论,掌握了8英寸低cop和无cop完美单晶生长技术。本项目原材料为重掺磷直拉硅单晶锭。

2.掌握了高平整度8英寸硅片抛光技术、高洁净度硅片清洗技术和缺陷工程技术,硅片几何参数和表面颗粒指标达到了8英寸集成电路的高标准,其中主要指标:SFQR<0.13um,TTV<1.5um。

3.掌握了8英寸大直径硅片外延技术,在大直径硅片条件下实现高厚度、高电阻率均匀性要求和热应力控制(滑移线)。掌握了电阻率小于0.004Ωcm的8英寸重掺硼衬底无失配(misfit)外延技术,这项技术具有世界领先的技术水平。

4.硅外延生产线引进意大利进口生产线,在国际上属于先进水平,并且拥有与之配套的氢气纯化、硅源温度控制、尾气处理、高纯气体输送等辅助设备。

5.检测、分析方面,配置先进的汞探针测试仪、红外测试仪、无损伤少子寿命测试仪、四探针测试仪、硅表面颗粒扫描仪等。

6.物料的输送均采用密闭系统,DSC集中控制。

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