众所周知,硅晶圆市场长期被日本垄断。作为半导体产业的基础材料,我国的硅晶圆自给率极低。近来,上海新昇 12 英寸硅晶圆通过中芯国际的验证,这是国产硅晶圆厂商崛起的重要迹象。除了上海新昇之外,还有哪些国产硅晶圆厂商值得期待?
 
我国硅片需求量巨大,但大多仰赖进口。目前,国内也仅仅对 8 英寸及以下的硅晶圆制造技术有所掌握,其中小尺寸 4-6 英寸硅晶圆基本已自给自足,而 8 英寸和 12 英寸的自给率仍很低。
 
近日,上海新昇传来捷报,12 英寸硅晶圆如期通过中芯国际的验证,继华力微电子验证并采用之后,再度通过中芯国际的验证。虽然出片量仍不高,但官方表示已转亏为盈,这对中国半导体业算是相当大的鼓舞。
 
作为半导体产业的基础材料,硅晶圆被视为国家安全战略发展的关隘,发展硅晶圆产业迫不及待。作为一家 2014 年才成立的硅晶圆厂商,上海新昇起到了攻坚克难的排头兵作用。下面就跟随笔者,一起走进国产硅晶圆十大厂商(以下排名不分先后)。
 
1
上海新昇
官网:
 
https://www.zingsemi.com/
 
公司介绍:
 
上海新昇半导体由中芯国际创始人张汝京博士成立于 2014 年 6 月,座落于临港重装备区内,是中国 02 专项 300mm 大尺寸硅片项目的承担主体,总投资 68 亿元,占地面积 150 亩。
 
新昇半导体第一期目标致力于在我国研究、开发适用于 40-28nm 节点的 300mm 硅单晶生长、硅片加工、外延片制备、硅片分析检测等硅片产业化成套量产工艺;建设 300 毫米半导体硅片的生产基地,实现 300 毫米半导体硅片的国产化,充分满足我国极大规模集成电路产业对硅衬底基础材料的迫切要求。2018 年底月产能达到 10 万片,2020 年底前将实现月产 30 万片产能目标,最终将达到 100 万片的产能规模。
 
新昇半导体的成立翻开了中国大陆 300mm 半导体硅片产业化的新篇章,将彻底打破我国大尺寸硅材料基本依赖进口的局面,使我国基本形成完整的半导体产业链。带动全行业整体提升产品能级,同时也将带动国内硅材料配套产业的发展。
 
主要产品:
 
 
300mm 外延片 (300mm Epitaxial Wafer):外延生长形成的具有单晶薄膜的衬底晶片通常被称为外延晶片。通过气相外延沉积的方法在衬底上进行长晶,与最下面的衬底结晶面整齐排列进行生长。外延硅晶片广泛使用在二极管,IGBT 功率器件,低功 耗数字与模拟集成电路及移动计算通讯芯片等。新昇也按客户的要求提供不同类型的掺杂外延片,N 型或 P 型等。
 
 
300mm 抛光片 (300mm Polished Wafer):300mm 抛光片是属于高纯度的硅元素(Silicon)的晶圆片。单晶硅晶棒生产出来后, 从晶棒的圆柱状单晶硅切割成薄片而成。通常广泛用在功率器件,数字与模拟集成电路及存储器等芯片。公司也接纳客户的不同条件,制造出符合客户需要的优质硅晶圆片。
 
300mm 测试片(300mm Test Wafer):Test Wafer 主要用于实验及检查等用途。 在制造设备投入使用初期,Test wafer 也被大量使用以提高设备稳定性。由于使用目的不同于通常使用的晶圆片产品,因此 Test Wafer 中再生晶片被普遍使用。
 
2
浙江金瑞泓
官网:
 
https://www.zjjrh.com/
 
公司介绍:
 
浙江金瑞泓科技股份有限公司是一家致力于半导体材料研发与生产的高新技术企业,创建于 2000 年 6 月,位于宁波市保税区。2010 年,牵头承担 “极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项,并于 2017 年 5 月通过国家验收,具备了 8 英寸硅片月产 12 万片的大规模产业化能力,掌握了 12 英寸硅片核心技术。
 
公司是中国大陆具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片、芯片制造的完整产业链的半导体企业。拥有完备的 4 英寸、5 英寸、6 英寸及 8 英寸硅片产品结构,形成了集成电路与分立器件、轻掺杂与重掺杂、抛光片与外延片并重的特色。硅片年产能达到近 800 万片,可以生产 5000 多种技术规格的硅片产品,是中国较大的半导体硅片生产基地。
 
金瑞泓是 ONSEMI(安森美)、AOS(万代)、TOSHIBA(东芝)、NXP(恩智普)等国际知名半导体公司的稳定供应商,也是中芯国际、华虹宏力、华润上华、中航微电子、杭州士兰微等国内主要半导体企业的重要供应商。
 
产品信息:
 
 

 

 
3
北京有研集团
官网:
 
https://www.grinm.com/
 
公司介绍:
 
北京有研科技集团有限公司(简称有研集团)创建于 1952 年,是我国有色金属行业以创新为引领的综合性工程技术研究开发和高新技术产业培育实体,现为国务院国资委管理的中央企业,注册资金为 30 亿元。
 
公司主要从事微电子与光电子材料、新能源材料、有色金属特殊功能材料、有色金属结构材料与制备加工技术、有色金属粉末及粉末冶金、有色金属选矿冶金技术、特种装备研制、有色金属材料分析与测试、有色金属科技情报与软科学、材料计算与模拟仿真等领域的工程化技术研究开发、服务和产业化。在半导体材料、有色金属复合材料、稀土材料、生物冶金、材料制备加工、分析测试、新能源材料等领域拥有 16 个国家级研究中心和实验室,承担了一批国家重大科技专项研究课题和国家战略性新兴产业开发项目。
 
产品信息:
 
大直径单晶硅(片):有研总院拥有国内规模最大、技术水平最先进的集成电路用硅单晶生产能力,可生产直径 200mm-450mm 的系列大直径单晶硅棒、重掺硅抛光片和轻掺抛光片。产品得到了美国、日本和韩国等重要高端客户的高度评价,主要应用于大规模集成电路领域。
 
 
 
 
 
区熔单晶硅:有研总院具备生产系列区熔硅单晶产品的能力,产品用于电力整流器、晶闸管、可关断门极晶闸管(GTO)、功率场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率集成电路(PIC)等电力电子器件。
 

 

 
4
洛阳麦斯克
官网:
 
https://www.mclwafer.com/
 
公司介绍:
 
洛阳麦斯克电子材料有限公司(简称:MCL)创建于 1995 年 12 月。主要产品是生产大规模集成电路级(IC 级)4 英寸、5 英寸、6 英寸和 8 英寸硅抛光片。
 
MCL 是全球性硅片供应商之一。产品主要销往世界各地。如:美国、韩国、新加坡、日本、印度、中国香港等,同时保证国内外知名企业的产品供应。
 
为了使 MCL 成为世界上先进的硅片供应商,MCL 在成立之初就按照 ISO9002 标准建立了比较完整的管理体系。并于 1998 年 1 月 15 日通过了 SGS YARSHLEY 和中国赛宝质量认证中心的管理体系认证。2001 年 5 月通过了这两家公司的 ISO9001:2000 版的认证。2004 年 12 月通过了 SGS 审核的 TS16949 认证,2007 年 2 月又通过了 ISO14001 认证。
 
产品信息:
 
 
5
上海晶盟
官网:
 
https://www.waferworks.com/
 
公司介绍:
 
上海晶盟硅材料有限公司隶属于合晶科技股份有限公司,合晶科技股份有限公司成立于 1997 年,创始团队来自美国硅谷及国内半导体产业,团队成员皆在半导体产业深耕已久。合晶目前已成为全球前十大半导体硅芯片材料供货商之一。主要产品为半导体级抛光硅芯片与半导体级外延片。
 
产品信息:
 
抛光片:合晶科技主要的抛光片为 4~8 吋低缺陷、高平坦度的硅芯片, 同时提供硼、磷、砷、锑等不同掺杂的硅芯片以供客户不同应用所需,并针对目前节能趋势提供低阻超重掺硅芯片技术以满足功率组件降低开路电阻(RDS(on))的需求。
 
 
外延片:除抛光片外,合晶科技亦提供高质量 4"~8" 外延片及埋层外延代工以满足客户对 CMOS 与功率组件的需求, 以达成对客户 one stop shopping 的服务。
 
 
6
申和热磁
官网:
 
https://www.ferrotec.com.cn/shenhe
 
公司介绍:
 
上海申和热磁电子有限公司是由日本磁性流体技术株式会社投资于上海宝山城市工业园区的全资公司。公司创立于 1995 年 5 月,现投资总额 175.8 亿日元,注册资本 90.8 亿日元。
 
上海申和热磁电子有限公司下设 TE 事业部、新能源材料事业部、半导体硅片事业部、表面处理事业部、洗净事业部。主要产品包括 8 英寸(含 8 英寸)以下各种规格的太阳能级单、多晶硅锭和单、多晶硅片, 4”-6”MOS、微波电路、存储器电路及大功率器件使用的外延衬底重掺的半导体研磨片和抛光片,半导体热电材料,覆铜陶瓷基板,精密零部件洗净再生和电镀服务。产品涉及电子、半导体、太阳能发电等产业领域。产品受到国内外客户的认可好评。
 
产品信息:
 
 
半导体硅片:2002 年,上海申和半导体硅片事业部从日本东芝陶瓷引进先进的 4~6inch 硅片生产线,采用日本先进的生产工艺技术和生产管理模式,主要生产 4”-6”MOS、微波电路、存储器电路及大功率器件使用的外延衬底重掺的半导体研磨片和抛光片。年生产能力达 500 万片,产业规模和产品质量水平位居中国前列。

 

 
7
中环环欧
官网:
 
https://www.hosemicon.com/
 
公司介绍:
 
天津市环欧半导体材料技术有限公司成立于 2000 年,国有控股企业,前身为天津半导体材料厂,是我国最早的半导体材料专业生产厂家之一,拥有 50 余年的半导体晶体生产历史和专业经验。公司经营的产品全部由公司独立开发和生产,拥有多项国家授权发明专利,形成了直拉单晶硅、区熔单晶硅、直拉硅片、区熔硅片四大产品系列。环欧区熔硅单晶 / 片的国内市场占有率超过 75%以上,全球市场占有率超过 18%,成为中国最大、全球第三的经销商。
 
2008 年开始环欧公司先后投资成立了天津中环领先材料技术有限公司(主要产品:抛光片)、内蒙古中环光伏材料有限公司(主要产品:太阳能硅片)、内蒙古欧晶石英有限公司(主要产品:石英埚)、天津环欧国际硅材料有限公司(贸易公司)、呼和浩特市欧通能源科技有限公司(主要 产品:再生砂)。各子公司的组建延伸了环欧公司的产业链,拓展了产品应用领域,为进一步拓展国内外市场提供了强有力的保障。
 
产品信息:
 
本征及超高阻区熔硅单晶(FZ-Silicon):通过区熔工艺拉制的低杂质含量、低缺陷密度,晶格结构完美的硅单晶,晶体生长过程中不引入任何杂质,其电阻率通常在 1000Ω•cm 以上,主要用于制作高反压器件和光电子器件。
 
 
中子辐照区熔硅单晶(NTDFZ-Silicon):本征区熔硅单晶通过中子辐照可获得高电阻率均匀性的硅单晶,保证了器件制作的成品率和一致性。主要用于制作硅整流器(SR)、可控硅(SCR)、巨型晶体管(GTR)、晶闸管(GRO)、静电感应晶闸管(SITH)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、超高压二极管(PIN)、 智能功率器件(SMART POWER)、功率集成器件(POWER IC)等,是各类变频器、整流器、大功率控制器件、新型电力电子器件的主体功能材料,也是多种探测器、传感器、光电子器件和特殊功率器件等的主体功能材料。
 
 
气相掺杂区熔硅单晶(GDFZ-Silicon):利用杂质的扩散机理,在用区熔工艺拉制硅单晶的过程中加入气相杂质,从根本上解决了区熔工艺掺杂困难的问题,可得到任意导电型号、宽电阻率范围、电阻率均匀性与中子辐照相当的大直径低成本区熔气掺硅单晶,其电阻率在 0.01-200Ω.cm,少子寿命达 500-2000s,径向电阻率不均匀性≤10%,。适用于制作各类半导体功率器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、高效太阳能电池等。
 
 
直拉区熔硅单晶(CFZ-Silicon):采用直拉与区熔两种工艺相结合的方式拉制硅单晶,产品质量介于直拉单晶和区熔单晶之间。可掺入特殊元素例如镓(Ga)、锗(Ge)等。采用直拉区熔法制备的新一代 CFZ 太阳能硅片,其各项性能指标均远优于当前全球光伏产业使用的各类硅片,太阳能电池转换效率高达 24-26%。产品主要应用于特殊结构、背接触、HIT 等特殊工艺制作的高效太阳能电池上,并更为广泛的用于 LED、功率器件、汽车、卫星等众多产品和领域中。
 
 
8
安徽易芯半导体
官网:
 
https://www.yisemi.com/
 
公司介绍:
 
安徽易芯半导体有限公司由安徽华芯集团投资,公司位于安徽省合肥市新站高新区。 
 
公司秉承科技创新和知识管理的经营理念,以大尺寸(12 英寸及以上)半导体单晶硅材料、晶体生长设备、智能控制系统的研发、生产、销售和技术服务为己任,以做中国半导体材料与装备领域最具创新力和最具竞争力的产品与技术服务商为目标;通过自主创新,开发出具有核心自主知识产权的、处于国际领先水平的大尺寸半导体单晶硅材料和全自动半导体装备。 
 
2015 年 12 月,公司自主研发的 12 英寸芯片级单晶硅片通过了国家有色金属及电子材料分析测试中心的检测,送样产品核心参数均通过测试,相关指标达到国际标准。项目产品的成功开发,实现了 12 英寸芯片级单晶硅片从单晶生长、到研磨抛光的全国产化过程,填补了国内空白。 
 
产品信息:
 
12 英寸芯片级单晶硅片
 
12 英寸及以上芯片级单晶硅棒
 
 
项目进展:
 
2017 年 7 月份,安徽易芯半导体有限公司自主研发的“年产 160 万片 12 英寸芯片级单晶硅片”一期项目在合肥新站高新区正式投产,这是安徽省唯一一个 12 英寸芯片级单晶硅材料生产项目,也是国内进展速度最快的 12 英寸大硅片项目。
 
目前,公司已启动二期切磨抛工艺的规划建设。
 
易芯公司的正式投产意味着合肥集成电路产业链的进一步完善,不仅有 IC 设计、晶圆制造、封装测试项目,还拥有芯片原材料制造企业,势必为合肥打造“中国 IC 之都”提供新助力,为我国集成电路产业的发展提供新的动力和信心。

 

 
9
郑州合晶
官网:
 
https://www.waferworks.com
 
公司介绍:
 
郑州合晶隶属合晶科技股份有限公司,为全球前十大半导体硅晶圆材料供货商,主要产品为抛光硅晶圆与磊晶硅晶圆;抛光硅晶圆客户包括台积电、联电、世界先进等晶圆代工厂,而磊晶硅晶圆客户则以电源管理与模拟 IC 厂为主,包括力士、大中、富鼎。 合晶拥有四~八吋硅晶圆,生产基地分别为八吋的龙潭厂、六吋的杨梅厂,上海合晶厂为四~六吋,上海晶盟厂则是大中华区最大半导体磊晶厂。
 
产品信息:
 
抛光片:合晶科技主要的抛光片为 4~8 吋低缺陷、高平坦度的硅芯片, 同时提供硼、磷、砷、锑等不同掺杂的硅芯片以供客户不同应用所需,并针对目前节能趋势提供低阻超重掺硅芯片技术以满足功率组件降低开路电阻(RDS(on))的需求。
 
 
外延片:除抛光片外,合晶科技亦提供高质量 4"~8" 外延片及埋层外延代工以满足客户对 CMOS 与功率组件的需求, 以达成对客户 one stop shopping 的服务。
 
 
项目进展:
 
今年 6 月份,郑州合晶硅材料有限公司首根 8 英寸单晶硅棒拉制完成并顺利取棒,这标志着该项目试生产成功,并为下一步量产奠定了坚实基础。
 
郑州合晶硅单晶抛光片生产项目位于郑州航空港实验区南部高端制造业集聚区,于 2017 年 7 月 27 日开工建设,在省、市、区相关部门的高度重视和支持下,项目建设按照节点如期推进,时隔仅 11 个月已完成首根 8 英寸晶棒的拉制,预计下半年送样量产,成为国内硅晶圆片重要的产能基地。
 
10
宁夏银和
官网:
 
https://www.ferrotec.com/
 
公司介绍:
 
宁夏银和半导体科技有限公司成立于 2015 年。公司主要经营半导体晶锭、硅片的生产、销售及进出口;半导体集成电路零部件生产、配套、销售及进出口;半导体材料的研发、咨询服务。
 
产品信息:
 
今年 3 月,总投资 16 亿元的宁夏银和半导体科技有限公司大尺寸半导体硅片项目在银川经济技术开发区开工。该项目建成后,可年产 420 万片 8 英寸半导体级单晶硅片和年产 240 万片 12 英寸半导体级单晶硅片。