單晶硅片大直徑化趨勢明顯
2022-06-10 10:52 來源：
隨著半導體材料技術的發展，對硅片的規格和質量也提出更高的要求，適合微細加工的大直徑硅片在市場的需求比例將日益加大。目前，硅片主流產品是200mm，逐漸向300mm過渡，研制水平達到400mm～450mm。據統計，200mm硅片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。Gartner發布的對硅片需求的5年預測表明，全球300mm硅片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國家都已經在1999年開始逐步擴大300mm硅片產量。據不完全統計，全球目前已建、在建和計劃建的300mm硅器件生產線約有40余條，主要分布在美國和我國臺灣等，僅我國臺灣就有20多條生產線，其次是日、韓、新及歐洲。
世界半導體設備及材料協會（SEMI）的調查顯示，2004年和2005年，在所有的硅片生產設備，投資在300mm生產線上的比例將分別為55%和62%，投資額也分別達到130.3億美元和184.1億美元，發展十分迅猛。而在1996年時，這一比重還僅僅是零。
國際化，集團化，生產高度集中
研發及建廠成本的日漸增高，加上現有行銷與品牌的優勢，使得硅材料產業形成“大者恒大”的局面，少數集約化的大型集團公司壟斷材料市場。上世紀90年代末，日本、德國和韓國（主要是日、德兩國）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SEMI提供的2002年世界硅材料生產商的市場份額顯示，Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場總額的比重達到89%，壟斷地位已經形成。
硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向
隨著光電子和通信產業的發展，硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向。硅基材料是在常規硅材料上制作的，是常規硅材料的發展和延續，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和應力硅。目前SOI技術已開始在世界上被廣泛使用，SOI材料約占整個半導體材料市場的30%左右，預計到2010年將占到50%左右的市場。Soitec公司的2000年～2010年SOI市場預測以及2005年各尺寸SOI硅片比重預測了產業的發展前景。
硅片制造技術進一步升級
半導體,芯片,集成電路,設計,版圖,芯片,制造,工藝目前世界普遍采用先進的切、磨、拋和潔凈封裝工藝，使制片技術取得明顯進展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用線切割機進行切片，不但能提高硅片質量，而且可使切割損失減少10%。日本大型半導體廠家已經向300mm硅片轉型，并向0.13μm以下的微細化發展。對此，硅片生產廠家也增加了對300mm硅片的設備投資，針對設計規則的進一步微細化，還開發了高平坦度硅片和無缺陷硅片等，并對設備進行了改進。
硅是地殼賦存高的固態元素，其含量為地殼的四分之一，但在自然界不存在單體硅，多呈氧化物或硅酸鹽狀態。硅的原子價主要為4價，其次為2價；在常溫下它的化學性質穩定，不溶于單一的強酸，易溶于堿；在高溫下化學性質活潑，能與許多元素化合。
硅材料資源豐富，又是無毒的單質半導體材料，較易制作大直徑無位錯低微缺陷單晶。晶體力學性能優越，易于實現產業化，仍將成為半導體的主體材料。
