日前，由杭州立昂微電子股份有限公司投資83億元、年產(chǎn)360萬(wàn)片集成電路用12英寸硅片項目在浙江衢州集聚區正式簽約。類(lèi)似的集成電路大硅片項目投資的新聞近來(lái)常見(jiàn)諸各網(wǎng)站。在資本和地方政府的支持下，最近兩年，8英寸、12英寸硅片項目在國內各地相繼落地，這些項目或獨資或合資，其目的都是為了迎合中國大陸集成電路建線(xiàn)熱潮。大硅片項目的上馬是否能跟上國內集成電路建線(xiàn)的節奏？在技術(shù)、人才，乃至市場(chǎng)策略上需要解決哪些問(wèn)題？這無(wú)疑是目前業(yè)內人士十分關(guān)注又期待解決的問(wèn)題。
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12英寸硅片全靠進(jìn)口 產(chǎn)業(yè)鏈安全面臨風(fēng)險
硅片作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游材料，是半導體產(chǎn)業(yè)的“糧食”，它占芯片制造各類(lèi)材料總成本的1/3左右。長(cháng)期以來(lái)，半導體硅片的市場(chǎng)由日本信越化學(xué)、勝高（SUMCO），我國臺灣環(huán)球晶圓，德國世創(chuàng )，韓國SK Siltron五大公司把控，它們共占據了全球硅片市場(chǎng)90%以上的市場(chǎng)份額。在12英寸硅片市場(chǎng)，占有率更是超過(guò)97%。
“大尺寸硅片生產(chǎn)是我國集成電路發(fā)展最薄弱的環(huán)節。目前，中國12英寸大硅片幾乎100%依賴(lài)進(jìn)口，8英寸硅片90%依賴(lài)進(jìn)口，國內只有硅產(chǎn)業(yè)集團實(shí)現了300mm硅片的量產(chǎn)。”上海新昇半導體科技有限公司CEO李煒告訴《中國電子報》記者，“12英寸硅片技術(shù)和產(chǎn)能缺失，將使國內集成電路產(chǎn)業(yè)面臨供應鏈安全風(fēng)險。”
從2016年下半年開(kāi)始，全球范圍內硅片價(jià)格持續處于上漲態(tài)勢。今年年初，有機構預測，2018年12英寸硅片價(jià)格將上漲20%。面對來(lái)自國際硅片廠(chǎng)商開(kāi)啟的漲價(jià)窗口，中國半導體制造企業(yè)絲毫沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權，只能“聽(tīng)之任之”。因此，發(fā)展中國大硅片產(chǎn)業(yè)，補齊上游材料的短板，將能夠大大提升下游半導體制造廠(chǎng)商對進(jìn)口供應商的議價(jià)能力，對促進(jìn)中國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
需求大增 大硅片項目相繼開(kāi)建
隨著(zhù)高端制程工藝競賽，儲存器市場(chǎng)（云計算、移動(dòng)應用）持續火爆，消費電子、汽車(chē)電子、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的需求增加，市場(chǎng)對12英寸芯片的需求越來(lái)越大，相應的對大尺寸硅片的需求也隨之水漲船高。
有資料顯示，到目前為止，中國已經(jīng)投產(chǎn)的8英寸、12英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)分別為20和12條，在建或擬建的生產(chǎn)線(xiàn)分別為3條和22條。“為滿(mǎn)足這些產(chǎn)線(xiàn)的需求，到2020年，12英寸硅片需求將超過(guò)125萬(wàn)片/每月，其中約80萬(wàn)片為新增需求，新增量約為現有產(chǎn)能的2倍。”李煒向記者表示，“近幾年，隨著(zhù)國家、地方、社會(huì )資本對半導體行業(yè)的大力投資，加上硅材料市場(chǎng)向好，投向硅片的資本越來(lái)越多。據不完全統計，國內硅材料企業(yè)已經(jīng)投入和未來(lái)幾年計劃投入的總投資已超過(guò)700億元人民幣。”中國12英寸硅片的國產(chǎn)化，將助推國內整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
上海申和熱磁電子有限公司常務(wù)副總裁郭建岳表示：“大硅片是集成電路產(chǎn)業(yè)非?；A的材料，沒(méi)有它，IC制造廠(chǎng)即使設備已安裝好，也無(wú)濟于事。目前看，國內對12英寸硅片需求不會(huì )有問(wèn)題，據統計，每個(gè)月會(huì )有60萬(wàn)片左右的需求量。兩三年之后，每個(gè)月的需求量會(huì )達到100萬(wàn)片或更多。”這個(gè)數字跟之前李煒說(shuō)的大致相同。郭建岳告訴記者：“從目前各大硅片廠(chǎng)商發(fā)布的消息看，他們已和芯片制造廠(chǎng)簽訂長(cháng)期合同，即原有的訂單將被長(cháng)期客戶(hù)消化，留給中國芯片制造企業(yè)的產(chǎn)能很少。因此，從這個(gè)角度看，中國發(fā)展大尺寸硅片非常有必要。這也是為什么國內近期建設大硅片熱度不減的原因。”
補齊技術(shù)和人才短板 拾級而上發(fā)展硅片產(chǎn)業(yè)
從技術(shù)和成本的角度看，硅片直徑越大，在一個(gè)硅片上可制作的集成電路芯片數就越多，每個(gè)芯片的成本也就越低。因此，大硅片是硅片制備技術(shù)的發(fā)展方向。但硅片尺寸越大，對微電子工藝設備、材料和技術(shù)的要求也就越高。從國際范圍來(lái)看，半導體硅材料是發(fā)展了幾十年的成熟行業(yè)，主要專(zhuān)利被國際巨頭把控。我國在技術(shù)、人才的積累方面相當薄弱，成為制約國內半導體硅片業(yè)發(fā)展的短板。
“12英寸大硅片不僅是資本密集型，更是技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。相比于光伏硅片（9個(gè)9純度），半導體硅片純度必須達到11個(gè)9以上，硅片生產(chǎn)有很高的技術(shù)壁壘。”李煒說(shuō)。
郭建岳具體解釋了國內硅片生產(chǎn)技術(shù)存在的瓶頸，他說(shuō)：“目前國內大硅片生產(chǎn)技術(shù)還存在很大問(wèn)題，尤其是拉單晶技術(shù)，單晶的氧碳含量、電阻率、缺陷控制還保證不了。”
相比于技術(shù)的缺失，從事硅片研發(fā)的技術(shù)人員短缺也是一個(gè)大問(wèn)題。郭建岳告訴記者，目前，國內有實(shí)際經(jīng)驗的技術(shù)人員明顯不足，雖然有些高校開(kāi)設了半導體材料相關(guān)專(zhuān)業(yè)，但純粹的理論知識和實(shí)踐相去甚遠。因此，國內硅片制造企業(yè)還要想辦法從國外引進(jìn)高水平的、有實(shí)際工作經(jīng)驗的技術(shù)人才。
“2017年，全國范圍內半導體硅片從業(yè)人員約6000人左右，僅相當于國際五大硅片制造企業(yè)中1家日本公司的員工人數。如果從行業(yè)工作年限、工作經(jīng)驗來(lái)看，國內從業(yè)人員的技術(shù)水平、熟練程度等落后得更多。”李煒補充說(shuō)。
因此，國內半導體硅片要健康發(fā)展，必須在技術(shù)研發(fā)和人才培養上花大力氣，做好長(cháng)期投入的準備。李煒認為，中國的12英寸硅片產(chǎn)品質(zhì)量和供應量是一個(gè)拾級而上、循序發(fā)展的過(guò)程，政府和社會(huì )資本現在就要開(kāi)始非常謹慎、有針對性地支持優(yōu)勢企業(yè)，以資本和市場(chǎng)的力量，促進(jìn)現有硅片企業(yè)在行業(yè)內的合作。只有化低效競爭為合作，集中資本、技術(shù)、人才等資源，共同發(fā)展，才有可能做大做強，在實(shí)現國內硅片有效供應的同時(shí)，積極參與國際競爭。
李煒表示，遍地開(kāi)花的項目大大分散了國內原本就十分有限的技術(shù)和人才資源。他強調，目前國內硅片企業(yè)一哄而上、盲目建設的浪潮必須剎住，否則幾年后，國內光伏和LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展所經(jīng)歷的低效重復建設、以致后來(lái)大規模行業(yè)虧損的慘痛教訓，將再次在半導體硅片行業(yè)上演，這無(wú)疑將給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)嚴重的打擊。
“此外，除了生產(chǎn)硅片的企業(yè)要開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)外，其上游的基礎化學(xué)品和設備企業(yè)也需要協(xié)同攻關(guān)，以滿(mǎn)足硅片生產(chǎn)的配套要求。”郭建岳最后告訴記者。（記者 諸玲珍）
轉自：中國電子報
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