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  集成电路用硅片是制造技术门槛极高的尖端高科技产品,全球只有大约10家企业能够制造,其中前5家企业占有90%的市场份额。世界头两名集成电路用硅片制造商是日本信越(Shin-Etsu)和SUMCO,占全球60以上%;这两家企业生产的大尺寸硅片(200毫米和300毫米)则占全球的70%以上,形成绝对垄断和极高的技术壁垒。


  全球硅片生产厂商包括日本信越(Shin-Etsu)、日本Sumco、台湾环球晶圆(Global Wafer)、德国世创(Siltronic)、韩国LG Siltron、法国Soitec、台湾合晶(Wafer Works)、芬兰Okmetic、台湾嘉晶(Episil)。


  进入2015年以来,由于电子产品的需求大增,导致硅片材料出现紧张,硅片价格一路攀升。且涨价趋势正开始从12寸向8寸与6寸蔓延。晶圆制造商与硅片供应商开始签订 1——2 年短中期合约和3——5中长期合约。


  《推进纲要》发布以来,我国各地开始大兴晶圆制造项目。截止2017年11月,我国12寸硅片需求量为45万片(包括三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门),随着晶合集成、台积电南京和格芯成都的陆续投产,加上紫光南京、长鑫合肥、晋华集成三大存储芯片厂的建成,预估到2020年我国12寸硅片月需求量为80-100万片(当然要在一切顺利的情况下),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、台积电南京、格芯成都)的产能,国内的月产能大概就是40-50万片。


  由于晶圆厂建好后,可能要面临无米下锅的局面,在此情况下,中国各地又掀起了硅片生产厂建设高潮。


  时值岁未,笔者对我国的大硅片项目进行了整理。


  一、超硅半导体


  1、重庆超硅


  重庆超硅半导体于2014年5月开工,2016年4月投入试生产。2016年5月第一根IC级8英寸单晶硅棒成功拉出;2016年9月第一根IC级12英寸单晶硅棒成功拉出;2016年10月 第一批IC级单晶硅顺利下线,预示“极大规模集成电路用300毫米(含200毫米)单晶硅晶体生长与抛光硅片及延伸产品(一期)”项目正式建成,并举行产品下线仪式;2017年1月20日第一批200毫米硅片产品出厂发货。


  达产后将实现8英寸硅片年产600万片、12英寸硅片年产60万片的产能。


  2、成都超硅


  2017年8月云南城投集团与邛崃市人民政府签署《成都超硅半导体生产基地项目》协议,协议中商定将在邛崃市建设超硅半导体生产基地,项目总投资50亿元,为该公司在国内投资建设的西南地区规模最大的生产基地。


  二、上海新昇


  上海新昇半导体科技有限公司成立于2014年6月,总投资68亿元,一期总投资23亿元。


  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。


  新昇半导体一期投入后,预计月产能为15万片12英寸硅片,最终将形成12英寸硅片60万片/月的产能。


  三、宁夏银和


  2016年4月12日,由申和热磁投资的宁夏银和半导体科技有限公司在银川经济技术开发区奠基。项目总投资30亿元,规划年产360万片8英寸半导体级单晶硅片及年产120万片12英寸半导体级单晶硅片。


  2017年7月,一期项目投资15亿元的“年产180万片8英寸半导体级单晶硅片项目”正式竣工投产。


  2017年7月双方约定,将继续与合作方在2017年下半年启动投资60亿人民币的“年产360万片8英寸半导体硅抛光片项目”和“年产240万片12英寸半导体硅抛光片项目”(大硅片项目),计划通过新投资项目的实施,形成8英寸和12英寸半导体大硅片的规模化生产。


  四、金瑞泓


  2017年1月金瑞泓科技(衢州)有限公司举行开工仪式,项目规划总投资50亿元,建成月产40万片8英寸硅片和月产10万片12英寸硅片的项目规模。


  项目计划分三期逐步实施。一期总投资约7亿元,建设周期为2017年至2019年,用地100亩,计划2017年建成月产10万片8英寸硅外延片项目;二三期项目总投资43亿元,用地120亩,将形成月产30万片8英寸硅片项目生产线和月产10万片12英寸硅片项目生产线,填补国内12英寸硅片生产线的空白。


  目前一期项目主体厂房已经建成,年底完成月产10万片8英寸硅片项目。项目建成后,立即投产。一期项目投产后,将占据约20%的市场份额。


  五、合晶郑州


  2017年7月27日上午,郑州合晶硅材料有限公司年产240万片200mm硅单晶抛光片生产项目建设动员大会在郑州航空港经济综合实验区举行。本次郑州合晶年产240万片200mm硅单晶抛光片生产项目计划总投资53亿元,占地153亩,主要建设200毫米、300毫米硅材料衬底片和外延片生产基地。项目共分两期实施,一期产能为200毫米硅材料衬底片20万片/月,二期产能为300毫米硅材料衬底片25万片/月和外延片9万片。


  合晶集团位列全球第七大硅片供货商,也是全球前三大低阻重掺硅片供货商,深耕硅片产业超过20 年,在两岸均设有制造基地,包括台湾的杨梅厂及龙潭厂以及大陆上海合晶、扬州合晶及上海晶盟,公司主要产品为半导体级硅产品如衬底片、硅晶棒、双面抛光片以及外延片等,具备长晶、切片、研磨、抛光、清洗与外延一贯制程专业硅片生产。


  六、中环股份


  2017年10 月 12 日,晶盛机电、中环股份,无锡市政府签署战略合作协议,三方或以产业基金形式确定项目投资主体,共同在无锡宜兴启动建设集成电路用大硅片生产与制造项目,项目总投资 30 亿美元,一期投资约 15 亿美元。


  预计2017年底开工。这一重大项目的落地,填补了我国在大尺寸集成电路用硅片领域的空白。对无锡来说,将形成完整的集成电路产业链、产业生态,必将有力推动无锡乃至江苏集成电路产业再上新台阶,为无锡打造具有国际竞争力的先进制造业基地作出重要贡献。


  七、奕斯伟


  2017年12月9日,奕斯伟硅产业基地项目签约仪式在西安举行。


  签约仪式上,西安高新区与北京芯动能公司、北京奕斯伟公司三方共同签署了硅产业基地项目投资合作意向书。根据意向书,该项目总投资超过100亿元,由北京芯动能公司旗下北京奕斯伟公司作为主体统一规划、分期推进,项目建成后将填补国家半导体硅材料产业空白,进一步完善陕西省集成电路产业链条。


  (北京奕斯伟科技有限公司(ESWIN)创办于2016年3月16日,企业愿景是成为物联网芯片领域全球领导者,核心事业包括物联网及人机交互集成电路设计、封测和材料三大领域。产品广泛应用于显示器件、人工智能、车联网、可穿戴设备等领域。ESWIN总部设在北京,在北京、成都、合肥、苏州、台湾设有研发中心,同时在成都、合肥、苏州等地也拥有多个制造基地和产业园区,并在香港设有营销及技术创新平台,产品覆盖欧、美、亚等全球主要地区。


  奕斯伟的股东北京奕成科技有限公司成立于2016年3月21日,而奕成科技的股东是徐宇博、王家恒、汤哲东、米鹏、方向明、王鑫等6个自然人股东,注册资金1100万元。)


  八、江苏协鑫


  据悉,协鑫在电子级多晶硅发布后,表示要进军硅片市场。


  思考



  截止至2016年底,我国具备8英寸硅片和外延片生产能力的公司合计月产能为23.3万片/月,实际产能利用率不足50%,2016年全年我国仅仅产出120万片8寸硅片,只满足国内的10%的需求。从目前已经公布的产能来看,8寸硅片月产能已经达到140万片,合计超过160万片,远远超过我国8寸硅晶圆的月需求80万片的规模。


  至于12寸硅晶圆片,目前我国还不具备12英寸硅片的生产能力,一直依赖进口,目前国内的总需求约为45万片/月,预估到2020年我国12寸硅片月需求量为80-100万片。而目前我国规划中的12寸硅片月产能已经达到120万片,已经足够满足我国的需求量。


  产线建了,产能公布了,但是上游的材料呢?


  发展硅片产业应从上游抓起,从电子级多晶硅材料着手,实现产品的高纯度,然后依次推动硅晶材料、拉晶、切片、清洗、抛光等产业链的协同发展。资料显示,目前国内从事电子级多晶硅材料研发生产的企业主要有青海黄河上游电子级多晶水电开发有限公司新能源公司、云南冶金云芯硅材股份有限公司、江苏鑫华半导体材料科技有限公司、洛阳中硅高新科技有限公司等。黄河水电和云芯硅材分别有2200吨的产量和200多吨的产量。目前进入硅材料认证和试用的仅黄河水电和云芯硅材两家企业,其他三家也都发布了产品,但产品质量和稳定性还需进一步提升。


  凭心而论,我希望中国大陆能够掌握硅片的大工业化生产技术。但是截至目前,国产12寸硅片还没有一家能够量产。资源如此分散,技术团队从哪里来。别到时国外团队挖不来,就挖国内的墙角,这样真得好吗?


  有人说是大硅片的春天来了。春天来了,也还有倒春寒呢!

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