【财讯】芯片领域拆析（三）：制造三大工艺，硅片五大巨头！

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资料来源:老罗语指数投资

十、制造

28 .市场: 500亿，国内差距500亿

设计完成后，下一步是制造，制造经常被称为晶片代工，是经过一系列标准的半导体加工技术，将设计得到的布局结构转移到裸露的晶片上，形成附加值高的半导体芯片。

据ic insights报道，全球晶圆代理领域的市场规模为710亿美元

手机关联占一半。

28nm以下占一半

中国市场规模为107亿美元，占世界的五分之一

国内晶片代工厂高端技术生产能力不足，年国内设计企业代理外资晶片代工厂规模达到481亿元

29 .技术:晶片、芯片、密封

芯片制造是人类历史上最多、最复杂的技术，加工精度是头发丝的几千分之一，完成需要几千个步骤，其难度堪比2弹1星

根据产品的种类，产品所需的加工路径约为400到600道次，加工时间为2-3个月，分为晶片、芯片、密封三个部分。 以下各介绍一个。

11、晶片

30 .技术:定义

盖房子需要基础，把芯片的制造比作用乐高盖房子，藉是一楼和一楼的层叠，完成自己想要的形状(也就是各芯片)，就需要流畅的基板，对芯片的制造来说，这个基板是基板，是晶片，半

请记住，小时候玩高积木时，积木的表面有一个小的圆形突起物。 藕由这个结构，我们不用胶水就能把两片积木叠好。 芯片的制造也用这样的方法固定以后添加的原子和基板。 因此，为了满足以后制造所需的条件，需要寻找表面整齐的基板。 固体材料有一种特殊的晶体结构:“单晶”。 具有原子一个接一个紧密排列的特征，可以形成平坦的原子表层。 因为用单晶制作晶片，可以满足以上的诉求。

31 .技术:精制、生长、成形

基板可以选择多种材料，其中采用最广泛的是硅。 其他化合物材料请继续关注本公众号的史晨星( shichenxing1)

硅片的制造可以总结为精制、单晶硅生长、硅片成形三个基本步骤

精制

硅的第一评价指标是纯度，如果硅原子之间有很多杂质，不要考虑电子在满轨道和空轨道之间平滑地运行。 什么都是纯度越高越难制造。 太阳能发电使用的高纯度硅要求99.9999%，这是世界一半以上产于中国，早就白菜的价格了。 芯片的电子级高纯度硅要求为99.999999999% (另数，11个9 )，半导体硅片的制造难度远远大于光硅片

精制分为两个阶段，第一阶段是冶金级精制，加入碳，用氧化还原的方法将氧化硅转化成98%以上纯度的硅

第二工序是三氯硅烷法(西门子法siemens process )，加热含碳的二氧化硅生成气态的二氧化硅( sio2)，使用纯度约98%的二氧化硅，通过破碎和化学反应生成含硅的三氯硅烷气体( sihcl3)

成长起来

该硅原子纯度不够，但排列紊乱，影响电子运动，只能称为多晶硅

晶体生长技术路线主要分为直线法( cz )、区熔融法( fz )。 其中拉法是目前市场的主流，可以支持12英寸硅片的生产，但区域的熔融规律比较简单，只能支持8英寸以下尺寸的硅片的生产

把多晶硅溶解成液态硅，用单晶硅种( seed )接触液体表面，边旋转边慢慢提拉。 为什么需要单晶硅种，因为硅原子的排列和人排列一样，后面的人应该怎么正确排列，硅种是重要的开头，需要通知后面的原子应该怎么排列。 最后，当远离液面的硅原子凝固时，完成排列的单晶硅柱

成形。

硅棒进一步经过切片、滚筒研磨、切片、倒角、研磨、激光加工，成为集成电路工厂的基本原料硅晶片

32 .技术路线:大尺寸化

随着半导体领域的迅速发展，硅片的尺寸也在逐渐提高。 每当硅片的直径上升，从单片晶片产出的芯片数就在几何学上增加，在生产过程中得到了显着的规模经济效果

晶片面积越大，能够在同一晶片上生产的集成电路ic越多，价格越低，硅晶片的迅速发展趋势也越大规模化，现在300mm硅晶片成为业界的主流，年世界的12英寸出厂面积约为硅晶片整体的62英寸

12英寸硅晶片的下一站是18英寸( 450mm )硅晶片，但12英寸硅晶片可以满足现在的生产诉求，18英寸硅晶片设备的开发非常困难，面临资金和技术的双重压力，因此晶片工 的生产线转移速度变慢，根据国际预测，到年左右，450mm的硅片开发技术有可能实现初步的批量生产。

33 .产业:世界五大巨头

世界前五大供应商日本信越化学、日本三菱住友sumco、台湾全球晶片、德国世界创电子siltronic ag、韩国sk siltron inc .占半导体硅片市场的90%以上份额

信越化学

信越化学可以制造11个具有9(99.999999999% )纯度和均匀晶体结构的单晶硅，表面的平坦度在1微米以下

台湾环球晶片

德国世界创电子siltronic

年1月，在新加坡运行世界上最大的200mm和300mm硅片工厂，生产能力分别为23万片/月和32.5万片/月

34 .产业:中国

我国8英寸硅片已经进入放流阶段，12英寸的生产能力不足，质量也要提高

上海硅产业集团

上海硅产业集团上海新升、新骄傲科学技术、okmetic三家控股公司，其中新骄傲科学技术、okmetic主要负责200nm以下的抛光片、外延片和soi硅片，上海新升主要负责300nm的研究

上海新升是目前唯一得到国家重大项目支持的硅片企业，负责国家02专业核心工程之一的“40-28纳米集成电路制造用300毫米硅片”项目，年10月引进首批12英寸单晶硅锭

十二、小费

35 .技术:定义

切断硅晶片后，必须在晶片上安装千万个电路。 做这项工作的被称为“晶圆工厂”。 大家拍个头想想，用现在的人类技术，怎么才能完成这个操作？

原子操作术？ 想得太多了，朋友！ 你练习御剑飞行的时候，人不一定能操作一个原子构成各种器件。 那到底该怎么办，先看录像，再听下一个分解

中心国际芯片工艺

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