[原创] 邱慈云谈国产300mm大硅片的机遇

2020-07-03 14:00:14 来源: 半导体行业观察

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在半导体材料中，硅片作为半导体集成电路/器件的载体，是当之无愧的产业基石。根据 SEMI 统计数据，全球 95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路采用硅作为衬底材料，而化合物半导体市场占比在5%以内。由此可见，在半导体领域，硅片占据了半导体衬底的核心地位。

然而，上海硅产业集团股份有限公司总裁、上海新昇半导体科技有限公司总经理邱慈云在2020年6月29日举办的2020年中国（上海）自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛上坦言：“2017年新昇量产前没有中国本土生产的300mm硅片！”

上海硅产业集团股份有限公司总裁、上海新昇半导体科技有限公司总经理邱慈云

开启国产300mm大硅片时代

上海新昇是上海硅产业集团的子公司，聚焦 300mm（12寸）的硅片研发与产业化。上海新昇于2014 年开建，2016年10月成功地拉制出第一根300mm硅晶棒。

现有产能已达 15万片/月，上市后，募集资金将为30万片/月打下基础。目前，上海新昇在临港生产基地，现有厂房可容60万片/月的产能。截止2020年5月份，新昇大硅片累计出货量已超过160万片，器件用正片累计出货量超17万片。

上海硅产业集团作为中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一，不仅承担着硅片产业的开拓风险，同时也加速开启了国产300mm大硅片时代。

国产大硅片制造的难言之隐

大硅片制造为什么这么难？邱慈云也在会上感慨：“当我在中芯国际的时候，也希望买到自己的硅片，但那个时候中国的硅片事业才刚刚开始。”

硅片与半导体产业息息相关，因此须得从半导体产业说起，邱慈云指出，从地区产业发展史来看，半导体发展经历了从美国到欧洲，再到日本、韩国、中国的扩展。

在过去的20年里，中国几乎所有的12寸硅片都是依赖进口。他指出，大硅片供应长期被美德日韩等国厂商控制，其中日本企业尤为突出。这些厂商包括日本信越化学、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国世创 Siltronic AG 以及韩国 SK Siltron等。

不难发现，在此之前，几乎所有的大硅片主要供应商都在中国大陆以外地区，中国大陆并没有12寸硅片的供应。细究至硅片制造方面，也存在一些挑战。

大硅片的生产工艺需经拉晶到“切割、研磨、抛光”，其中“切、磨、抛”属于主要的硅片制造步骤，如果涉及逻辑应用，还需加上外延。一些特殊应用，则还需要SOI。

邱慈云介绍道，硅片生产的每一个程序都有自己严谨的需求，光是拉晶这块，除了掺杂、氧的控制，还有均匀性也需严格把控。晶体完美生产，如果长出来的晶棒是420公斤，必须保证晶体结构的完美。清洁度方面，19nm及以上的颗粒必须少之又少。

他进一步指出，12寸硅片的平整度必须控制在1nm，也就是从上海到北京的高速公路平面起伏不能超过30cm。这背后涉及很多的精密控制和检测保障。

当下在中国，有许多半导体厂正在新建与规划。目前国内12寸晶圆产线总投资额已经超过了1.5万亿人民币，还在建的规划中有7000-8000亿的规模，这是一个非常可观的数字。邱慈云表示，接下来几年，12寸硅片仍然存在较大成长空间。

这些动作在邱慈云看来是机遇，也是挑战。因此，后续如何把握平衡点也是国内半导体行业必须要做的战略决定。

从“1”到“无穷大（∞）”

邱慈云表示，要做好硅产业必须从头研发生产，再进行扩张，这是一个非常漫长且需要大量资金的过程。在过去，上海国盛与大基金长期为新昇提供了很大的帮助。

不仅如此，大硅片整要成功不只是一个技术活，也需要人才，邱慈云指出，上海硅产业集团招募了许多有经验，有技术的团队，能够让整个新昇快速的进入到量产阶段。

新昇正在提升生产技术节点。根据沪硅产业的招股说明书显示，目前新昇生产的300mm半导体硅片产品可用于40-28nm制程的芯片制造，同时正在研发可用于20-14nm制程的300mm半导体硅片。

邱慈云称，新昇目前深耕多种主流逻辑、存储器件用大硅片，例如28nm及以上制程的逻辑器件用硅片全覆盖，通过客户验证；同时64层NAND存储器用硅片已通过认证并量产。

在会上，邱慈云强调，新昇300mm国产大硅片将向从“1”到“无穷大（∞）”的方向努力。这不仅仅是一个国产硅片厂商的雄心，也传达了国内整个半导体产业正在逐渐增强的自信。

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