溶解硅片用氢氧化钠和氢氟酸哪个好

没有。硅片，在米粒大的硅片上，已能集成16万个晶体管，这是科学技术进步的又一个里程碑。

地壳中含量达25.8%的硅元素，为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。由于硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一，对太阳能电池这样注定要进入大规模市场（mass market）的产品而言，储量的优势也是硅成为光伏主要材料的原因之一。

中文名

硅片

状态

集成4000多万个晶体管

原理

微电子技术

领域

航空、航天、工业、农业

已能集成4000多万个晶体管。这是何等精细的工程！这是多学科协同努力的结晶，是科学技术进步的又一个里程碑。

微电子技术正在悄悄走进航空、航天、工业、农业和国防，也正在悄悄进入每一个家庭。小小硅片的巨大“魔力”是我们的前人根本无法想象的。

应用

硅片制成的芯片是有名的“神算子”，有着惊人的运算能力。无论多么复杂的数学问题、物理问题和工程问题，也无论计算的工作量有多大，工作人员只要通过计算机键盘把问题告诉它，并下达解题的思路和指令，计算机就能在极短的时间内把答案告诉你。这样，那些人工计算需要花费数年、数十年时间的问题，计算机可能只需要几分钟就可以解决。甚至有些人力无法计算出结果的问题，计算机也能很快告诉你答案。

芯片又是现代化的微型“知识库”，它具有神话般的存储能力，在针尖大小的硅片上可以装入一部24卷本的《大英百科全书》。如今世界上的图书、杂志已多达3000多万种，而且每年都要增加50多万种，可谓浩如烟海。德国未来学家拜因豪尔指出：“今天的科学家，即使整日整夜地工作，也只能阅读本专业全部出版物的5%。”出路何在呢？唯一的办法就是由各个图书情报资料中心负责把各种情报存入硅片存储器，并用通信线路将其连接成网。这样，科技人员要查找某种资料和数据时，只要坐在办公室里操作计算机键盘，立即就会在计算机的荧光屏上显示出所要查询的内容。

微电子芯片进入医学领域，使古老的医学青春焕发，为人类的医疗保健事业不断创造辉煌。

微电子芯片的“魔力”还在于，它可以使盲人复明，聋人复聪，哑人说话和假肢能动，使全世界数以千万计的残疾者得到光明和希望。

微电子技术在航空航天、国防和工业自动化中的无比威力更是众所皆知的事实。在大型电子计算机的控制下，无人飞机可以自由地在蓝天飞翔；人造卫星、宇宙飞船、航天飞机可以准确升空、飞行、定位，并自动向地面发回各种信息。在电子计算机的指挥下，火炮、导弹可以弹无虚发，准确击中目标，甚至可以准确击中空中快速移动目标，包括敌方正在飞行中的导弹。工业中广泛使用计算机和各种传感技术，可以节省人力，提高自动化程度及加工精度，大大提高劳动生产效率。机器人已在许多工业领域中出现。它们不仅任劳任怨，而且工作速度快、精确度高，甚至在一些高温、水下及危险工段工种中也能冲锋陷阵，一往无前，智能机器人也开始显示出不凡的身手。有效的组织配合和强烈的射门意识都令人拍手叫绝。战胜了世界头号特级国际象棋大师。它的精彩表演表明，智能计算机已发展到了一个崭新的阶段。

二氧化硅，是一种无机化合物，化学式为SiO2，硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。

二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。

二氧化硅的最简式是SiO2，但SiO2不代表一个简单分子（仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比）。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等[1]。

中文名

二氧化硅

外文名

Silicon dioxide

化学式

SiO2[11]

分子量

60.084

CAS登录号

14808-60-7

二氧化硅[èr yǎng huà guī]

无机化合物

科普中国 | 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核

审阅专家 包申旭

二氧化硅，是一种无机化合物，化学式为SiO2，硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。

二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。

二氧化硅的最简式是SiO2，但SiO2不代表一个简单分子（仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比）。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等[1]。

中文名

二氧化硅

外文名

Silicon dioxide

化学式

SiO2[11]

分子量

60.084

CAS登录号

14808-60-7[11]

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二氧化硅分子式、化学性质

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理化性质制备方法物质简介物质结构矿物分类物质用途食用建议健康危害

理化性质

物理性质

晶态二氧化硅

密度：2.2 g/cm3

熔点：1723℃

沸点：2230℃

折射率：1.6

受热时的变化:与强碱在加热时熔化，生成硅酸盐

溶解度：不溶于水，能与HF作用生成气态SiF4

化学性质

化学性质比较稳定。不跟水反应。具有较高的耐火、耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。[11]是酸性氧化物，不跟一般酸反应。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用（热浓磷酸除外）。[2]

常见的浓磷酸（或者说焦磷酸）在高温下即可腐蚀二氧化硅，生成杂多酸，高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅，鉴于此性质，硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂，除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸。[2]

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O[2]

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O[2]

SiO2+2NaOH（浓）=Na2SiO3+H2O[2]

SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑[2]（高温）

SiO2+CaO=CaSiO3[2]

SiO2+2C=2CO↑+Si[2]

制备方法

非晶态二氧化硅的制备方法

非晶态二氧化硅的制备包含五步，分别是制备二氧化硅质的凝胶、造粒工序、烧结工序、清洗工序、干燥工序[3]。

1：制备二氧化硅质的凝胶

使四氯化硅水解而生成二氧化硅质的凝胶、或使四甲氧基硅烷等有机硅化合物水解而生成二氧化硅质的凝胶、或者使用气相二氧化硅生成二氧化硅质的凝胶[3]。

2：造粒工序

通过干燥该二氧化硅质的凝胶而成为干燥粉，粉碎该干燥粉后，进行分级，由此得到所期望平均粒径的二氧化硅粉末[3]。

3：烧结工序

对造粒工序中所得到的二氧化硅粉末在800℃~1450℃的温度进行烧结，利用热等离子体的球化工序，在以预定的流量导入氩气并以预定的高频输出功率产生等离子体的等离子体炬内，以预定的供给速度投入烧结工序得到的二氧化硅粉末，在从2000℃至二氧化硅的沸点的温度加热并熔融[3]。

4：清洗工序

去除附着于上述球化工序后的球化二氧化硅粉末表面上的微粉[3]。

5：干燥工序

干燥上述清洗工序后的二氧化硅粉末[3]。

晶态二氧化硅的制备方法

将含有二氧化硅的原料（硅源）、水、结构导向剂、碱或酸按一定的比例混合均匀，投入耐压反应釜内密封，然后升温至100-220℃，恒温5小时至10天，反应结束后，将反应釜迅速冷却，反应产物用水或稀酸洗涤至pH为8-11，烘干得到原粉，原粉或加入粘结剂成型后的产物在马弗炉或管式炉中焙烧活化[4]。

物质用途

二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。[6]

当二氧化硅结晶完就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（β-石英）。石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。[7]

除此之外，二氧化硅还可以作为润滑剂，是一种优良 的流动促进剂，主要作为润滑剂、抗黏剂、助流剂。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。还可以在直接压片中用作助流剂。作为崩解剂可大大改善颗粒流动性，提高松密度，使制得的片剂硬度增加，缩短崩解时限，提高药物溶出速度。颗粒剂制造中可作内干燥剂，以增强药物的稳定性。还可以作助滤剂、澄清剂、消泡剂以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。

太阳能硅片属于商标分类第9类0913群组；

经路标网统计，注册太阳能硅片的商标达705件。

注册时怎样选择其他小项类：

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晶体硅片属于商标分类第9类0913群组；

经路标网统计，注册晶体硅片的商标达210件。

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1.选择注册（太阳能电池，群组号：0922）类别的商标有5件，注册占比率达2.38%

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在硅片上制造微电路是成批地制造，在微小的面积上制出晶体管、电阻、电容而且按要求连成电路已属不易，而在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片则更加困难。集成电路的生产，大多是从硅片制备开始的，硅片的制备需要专门的设备和严格的生产条件。集成电路的制作过程更加复杂，为了保证工艺质量需使用大量昂贵的设备。仅以光刻机为例，我们从国外购买一台光刻机的价格就是2000万美金，而光刻机的型号升级诸如从5000型升级到6000型，则要投入上亿美金。而且，集成电路的制作对生产厂房的温度、湿度、空气的清洁度都有很高的要求，集成电路的生产一般都要在超净车间中进行，这种厂房的基本建设投资也大大高于一般厂房，相对于0．25微米6英寸的生产线建设投资2亿美金，建设一条0．25微米8英寸的线则需投入10到15亿美金。

集成电路的制造工艺、设备不仅非常复杂、昂贵，更需要不断创新。英特尔近来已经宣布将投入75亿美元改造它目前的0．18微米生产技术和设备，以采用0．13微米的制造工艺，并在这一工艺制造的集成电路芯片上采用铜线技术而非目前的铝线技术，因为铜线技术可以使芯片的运转速度更快、成本更低而且使用时升温幅度更小。

当我们在某种程度上逾越了技术封锁与设备禁运的时候，使我们掣肘的是我国技术工业的基础还有相当大的差距。举一个例子，光刻机的研制需要光学、精密仪器、机械、计算机控制等多种学科的知识，我们虽然可以把光刻机的原型器械和原理搞得一清二楚，但是经过材料、加工到生产的一系列环节之后，就是无法做出大规模生产的这种机器来。我们可以从美国买来光刻机，从意大利买来刻蚀机等等，但是我们很难把这些设备配置在一起，我国在集成电路工艺上的研究还没有大突破，集成电路工艺是设计和设备的桥梁和基础，设计与工艺不结合，设计做不上去，设备也做不出来。

还有一个值得指出的是，技术引进不等于自主技术的提升。随着我国对外开放、经济环境的日益宽松，现在技术、资本、设备都成套地被引进来，这在促进我国设备和材料方面具有一定的积极作用，但对于其它方面并没有什么太多的影响，因为这种引进并没有改变我国集成电路的技术工业基础，在核心技术层面上并没有使我们与先进水平缩短什么差距。

讲一个我们亲身经历的事儿。首钢 N EC最初引进的是6英寸、0．5微米（部分是0．35微米）的生产工艺，开始由 N EC负责管理生产、产品销售，日子很好的时候，我们提出想与他们进行研发合作，但颇受冷落。可是几年以后他们引进的技术落后了，外方也放手许可他们做“代工”，但是没有技术支撑，能做什么呢？后来他们回过头来又找我们合作；最近我们还听到华虹 N EC传出巨额亏损的消息，于是也有人反问：如果像华虹 N EC有关人士介绍的，它的亏损缘自世界半导体需求的下降以及 D RAM价格的暴跌，那么 D RAM卖不动了可不可以做些别的？我们没有这样的开发能力，不可能进行产品转型。

硅片是圆片，所以4寸指的是直径4英寸 100mm，也就是25.4mm X 4 约等于100mm，跟12寸和8寸的比 4寸确实很小。

目前，在米粒大的硅片上，已能集成15.6万个晶体管。这是何等精细的工程！这是多学科协同努力的结晶，是科学技术进步 的又一个里程碑。

微电子技术正在悄悄走进航空航天、工业、农业和国防，也正在悄悄进入每一个家庭。小小硅片的巨大“魔力”是我们的前人根本无法想象的。

用硅片制成的芯片是有名的“神算子”，有着惊人的运算能力。无论多么复杂的数学问题、物理问题和工程问题，也无论计算的工作量有多大，工作人员只要通过计算机键盘把问题告诉它，并下达解题的思路和指令，计算机就能在极短的时间内把答案告诉你。

这样，那些人工计算需要花费数年、数十年时间的问题，计算机可能只需要几分钟就可以解决。甚至有些人力无法计算出结果的问题，计算机也能很快告诉你答案。

1、二氧化硅：耐高温的化学仪器，光导纤维。

二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。

2、硅：芯片，集成电路，半导体器件，太阳能电池。

金属硅主要用于生产有机硅、制取高纯度的半导体材料以及配制有特殊用途的合金等。

扩展资料

二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。

二氧化硅的最简式是SiO₂，但SiO₂不代表一个简单分子（仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比）。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、难溶的无色透明的固体。

除氟气和氢氟酸外，二氧化硅跟卤素、卤化氢和无机酸均不反应，但能溶于热的浓碱、熔融的强碱或碳酸钠中。此外，高温时二氧化硅能被焦炭、镁等还原。

常温时强碱溶液与SiO₂会缓慢反应生成硅酸盐，故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞（玻璃中含SiO₂），否则会生成有黏性的硅酸钠Na₂SiO₃，使瓶塞和瓶口黏结在一起。由于SiO₂能与氢氟酸反应，因此不能用玻璃容器盛放氢氟酸。

太阳能硅片表面等离子体清洗工艺

硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉。 去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易，清洗彻底，无反应物残留，所霈工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。

等离子硅片清洗条件参数：

1、硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉；所用气体选自02、Ar、N2中的任一种；气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，时间1-5s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力1040毫托，工艺气体流量100-500sccm，上电极功率250-400W，时间1-10s。

2、如1所述的等离子体清洗方法，其特征在于所用气体为02。

3、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss。

4、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，时间1-5s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，上电极功率250-400W，时闾1-5s。

5、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss

说 明 书

等离子清洗涉及刻蚀工艺领域，并且完全满足去除刻蚀工艺后硅片表面残

留颗粒的清洗。

背景技术

在刻蚀过程中，颗粒的来源很多：刻蚀用气体如Cl2、HBr、CF4等都具有腐蚀性，刻蚀结束后会在硅片表面产生一定数量的颗粒；反应室的石英盖也会在等离子体的轰击作用下产生石英颗粒；反应室内的内衬( liner)也会在较长时间的刻蚀过程中产生金属颗粒。刻蚀后硅片表面残留的颗粒会阻碍导电连接，导致器件损坏。因此，在刻蚀工艺过程中对颗粒的控制很重要。

目前，常用的去除硅片表面颗粒的方法有两种：一种是标准清洗( RCA)清洗技术，另一种是用硅片清洗机进行兆声清洗。RCA清洗技术所用清洗装置大多是多槽浸泡式清洗系统。其清洗工序为：一号液( SC-1)(NH40H+H202)—，稀释的HF(DHF)(HF+H20)—，二号液( SC-2)(HCl+ H202)。其中，SC．1主要是去除颗粒沾污（粒子），也能去除部分金属杂质。去除颗粒的原理为：硅片表面由于H202氧化作用生成氧化膜（约6nm，呈亲水性），该氧化膜又被NH40H腐蚀，腐蚀后立即发生氧他，氧化和腐蚀反复进行，附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。自然氧化膜约0.6nm厚，与NH40H和H202的浓度及清洗液温度无关。SC-2是用H202和HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与未被氧化的金属作用生成盐，并随去离子水冲洗而被去除，被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。RCA清洗技术存在以下缺陷：需要人工操作，劳动量大，操作环境危险；工艺复杂，清洗时间长，生产效率低；清洗溶剂长期浸泡容易对硅片过腐蚀或留下水痕，影响器件性能；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高；去除

粒子效果较好，但去除金属杂质Al、Fe效果欠佳。

用硅片清洗机进行兆声清洗是将硅片吸附在静电卡盘( chuck)上，清洗过程中硅片不断旋转，清洗液喷淋在硅片表面。可以进行不同转速和喷淋时间的设置，连续完成多步清洗步骤。典型工艺为：兆声_氨水+双氧水（可以进行加温）_水洗_盐酸+双氧水-水洗_兆声一甩干。

用硅片清洗机进行兆声清洗的缺陷表现为：只能进行单片清洗，单片清洗时间长，导致生产效率较低；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高。

等离子清洗硅片表面颗粒原理：

等离子体清洗方法的原理为：依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用，，达到去除物体表面颗粒的目的。它通常包括以下过程：a．无机气体被激发到等离子态；b．气相物质被吸附在固体表面；c．被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；d．产物分子解析形成气相；e．反应残余物脱离表面。

等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗（purge）流程，然后进行该气体等离子体启辉。

所用工艺气体选自02、Ar、N2中的任一种。优选地，所用工艺气体选

02。

以上所述的等离子体清洗方法，氕体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，时间1-5s；启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，上电极功率250-400W，时间1-10s。

优选地，气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，时间1-5s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，上电极功率250-400W，时间1.Ss。

更优选地，气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss。

等离子清洗硅片后效果：

本发明所述的去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易，清洗彻底，无反应物残留，所需工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。

附图说明

图1等离子体清洗前后的CD-SEM（关键尺寸量测仪器）图片；

其中，CD: Criticaldimension关键尺寸。

图2等离子体清洗前后的FE-SEM（场发射显微镜）图片；

其中，FE: field emission场发射。

图3等离子体清洗前后的particle（粒子）图片。

在进行完BT（break through自然氧化层去除步骤）、ME（Main Etch主刻步骤）、OE（过刻步骤）的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行02的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为15毫托，02流量为300sccm，通气时间为3s然后，进行含有02的启辉过程：腔室压力设置为15毫托，02流量为300sccm，上RF的功率设置为300W．启辉时间为Ss。

采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。

在进行完BT、ME、OE的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行Ar的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为10毫托，Ar流量为100sccm，通气时间为Ss然后，进行含有Ar的启辉过程：腔室压力设置为10毫托，Ar流量为100sccm，上RF的功率设置为400W，启辉时间为10s。

采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。

在进行完BT、ME、OE的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行N2的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为40毫托，N2流量为500sccm，通气时间为Ss然后，进行含有N2的启辉过程：腔室压力设置为40毫托，N2流量为500sccm，上RF的功率设置为250W，启辉时间为10s。

采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。

南京世锋科技等离子研究中心 QQ283加5883加29

上海新升半导体 科技 有限公司 图源/IT时报

30秒快读

1、晶圆产能紧张到不可思议，下游疯狂“囤货”已经到了恐慌程度。虽然国内大尺寸硅晶圆项目纷纷上马，但是还是相对理性，简单概括就是不想做风口上猪。

秋收过后，稻田里只留下一行行稻茬；在一大片金黄色的两侧，酣眠着这样两座大厂，西边是上海特斯拉超级工厂，东边是上海新升半导体 科技 有限公司。

上海最南方的临港地区，人类文明一浪接一浪；稻田、工厂和芯片，在这里人类文明的三次浪潮奔涌在一起。

就像稻谷为人类提供粮食，硅片是半导体和芯片产业的“筑基食粮”——关键原材料，通常作为衬底加工各类器件结构和引线，从而实现集成电路、分立器件等半导体产品的制造。

图源/IT时报

今年下半年以来，晶圆代工产能奇缺，对于芯片设计制造公司来说，就像面包缺了面粉，巧妇难为无米之炊。由此带来的后果是，业界对待产能的心态普遍不稳，晶圆代工费用持续上涨并向下传导，很多芯片也都出现了缺货及价格上涨的情况。纸终究包不住火，前段时间的 汽车 芯片短缺事件就曾闹得沸沸扬扬。

快速上马项目、扩大产能，站上晶圆代工需求旺盛的风口？业界对此的答案是：NO！硅片产业投资巨大，风险和收益都有很强周期和不可控性，有分析人士指出，虽然面对下游旺盛的市场需求，但如上海新升、上海超硅等硅片厂都曾吃过产能过剩的亏，所以不会轻易扩产， 中国硅片厂不愿意做“风口上的猪”，“长期订单不一定会涨价，但短期单估计会涨”。

“前几天看到一辆面包车拉来一车人。”一位上海新升一线员工表示，从未见到公司招这么多人，这给他留下了很深的印象。

图源/IT时报

另一名新升生产线员工向《IT时报》记者证实，新升正值二期上量阶段，人手确实很紧张， 工厂所生产的300mm大硅片目前处于供不应求的状态 ，台积电、格罗方德、中芯国际、华虹宏力等都是客户，新升国内市场份额约为10%，“二期刚开，正在上量阶段，大量缺人；我们优先供应国内市场，现在300mm每月产量在十几万片，最贵的每片价格约200 300美元。”上述员工表示，相比国外竞品，新升的产品仍有价格优势，虽然设备、材料都来自国外，但胜在人工费等综合成本仍然很有竞争力。

一名负责设备的新升员工透露，“ 现在厂里设备比人还多，目前正在大批招人，以补充人手不足。 ”在招聘网站上，《IT时报》记者看到，12月上海新升释放出一大批招聘职位，涉及产品工程师、抛光设备工程师以及技术员等岗位。

图源/招聘网站

上海新升一名高层告诉《IT时报》记者：“按照原定计划，我们已在扩大产能，每月从15万片扩产到30万片，现在已扩到20万片。”也就是说，新升当下的扩产其实不是因为这段时间晶圆代工产能不足而导致的。这名高层还指出：“产能建设是需要周期的，今天的下游需求强烈，上游什么忙都帮不上，等扩建好了，下游又没有需求了。因此，需要做战略性预测。”

目前，全球硅片市场主要由海外和中国台湾厂商占据，市场集中度比较高。根据SEMI的数据，2018年，日本信越化学、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国SKSiltron等加起来的市场份额超过90%。

图源/国元证券

为了弥补硅片（尤其是大硅片）的供应缺口，降低进口依赖程度，我国正积极迈向8英寸与12英寸大硅片制造，多项重大投资纷纷上马建设，上海新升、重庆超硅、天津中环、宁夏银等均锁定大尺寸硅晶圆项目。

公开资料显示，作为国内首个300mm大硅片项目的承担主体，上海新升于2015年7月破土动工，2017年实现了挡片、陪片、测试片等产品的销售。根据最初规划，该项目计划投资建设月产60万片300mm硅片的生产线，分别为第一期15万片/月、第二期15万片/月、第三期30万片/月。

图源/IT时报

除了上海新升，上海还有另一座大硅片制造厂——上海超硅半导体，其成立于2008年，2010年正式运营，与重庆超硅半导体、成都超硅半导体为超硅（AST）旗下企业，三家企业均致力于研发生产集成电路用大硅片。2016年4月，重庆超硅大硅片项目一期投入试生产，10月正式建成并举行产品下线仪式，达产后实现8英寸硅片年产600万片、12英寸硅片年产60万片的产能。

上海超硅项目包括AST综合研究院、300mm全自动智能化生产线、450mm中试生产线、先进装备研发中心、人工晶体研发中心等，2018年上海超硅300mm全自动智能化生产线项目开工建设。根据规划，项目建成后将形成年产360万片300mm抛光片和外延片，以及12万片450mm抛片生产能力。

《IT时报》记者从有关部门获悉，上海超硅已于今年9月28日正式投产，300mm抛光片月产能约5万片，月产能投产约2万片，每片均价100美元以上。

12月10日，环球晶圆宣布同意以37.5亿欧元收购德国硅片制造商SiltronicAG，此次收购合并完成后，环球晶圆有望成为全球最大的硅片制造商。

环球晶圆 图源/网络

硅片行业具备典型的周期属性，随下游半导体周期波动，且价格变化略滞后于市场规模变化。给产业打击最大的一次来自2008年金融危机，全球性危机爆发之前市场对300mm晶圆需求极度乐观，Shin-Etsu、SUMCO等大厂纷纷做出了激进的扩产计划，结果受经济危机冲击，随着硅片库存的高企以及智能手机销售量锐减，全球半导体市场急剧下滑，产能提升滞缓。

国元证券一份研报指出，目前行业正处在新一轮硅片景气周期。2019年5G手机的发售，单位面积的硅片价格上涨到0.94美元，而伴随新能源 汽车 等新兴应用市场的快速发展， 未来受供需关系影响，硅片价格将持续上涨保持高位 。

图源/国元证券

电子创新网CEO张国斌表示，日本信越、SUMCO、上海新升等硅片厂商都吃过产能过剩的亏，所以不敢轻易扩产，不过下游市场的需求旺盛对这些公司仍然是利好，“ 一般都是长期单，不一定涨，但是短期单估计会涨 ”。

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产能已排到明年第一季

“ 目前晶圆产能已紧张到不可思议的地步，客户对产能的需求已达恐慌程度 ，预估明年下半年到2022年下半年，逻辑、DRAM市场都会缺货到无法想象的地步。”11月30日，芯片代工厂力积电董事长黄崇仁的一席话点出了晶圆产能紧张的现状。

图源/Pixabay

对此，芯谋研究首席分析师顾文军也透露，目前8英寸和12英寸的成熟工艺都还很紧张，不仅仅在制造层面，封装测试也都很紧张 ，现在排单都到了明年第一季度了 。

从终端产品上来看，集邦咨询分析师乔安表示：“目前最为紧缺的是电源管理IC及面板驱动IC。”从需求端来看，8英寸晶圆的下游需求主要来自于电源管理芯片（PMIC）、CMOS图像传感芯片、指纹识别芯片、显示驱动IC以及功率器件等产品，这些产品广泛应用于智能手机、平板电脑、电视、PC、电动 汽车 等领域。

另据中芯国际今年Q3财报，55/65nm、40/45nm的成熟工艺依然是公司盈利主要来源，14/28nm的收入仅占中芯国际的14.6%。成熟工艺产能紧缺，联电等企业产品供不应求。以联电股价为例，自2020年初起涨幅已超过200%。中芯国际在其三季报中也表示：“成熟应用平台需求一如既往强劲，来自于电源管理、射频信号处理、指纹识别以及图像信号处理相关收入增长显著。”

图源/中芯国际2020年Q3财报

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芯片或“难产”或涨价

相较于拥有制造能力的IDM（垂直整合制造）模式芯片厂和Foundry模式芯片代工厂，芯片设计公司将面临拿不到晶圆厂产能的挑战，无疑是对新入局芯片行业资本的当头一棒。“最直接的影响就是很多设计的芯片不能量产，导致投资收益下降，也会间接导致芯片涨价，系统产品成本上升、毛利下降，影响以后的研发和创新。”张国斌说。

12月21日，一则关于ST（意法半导体公司）的涨价函在朋友圈广泛传播：“受新冠疫情影响，ST原材料供应不足，同时面临着成本上升和咄咄逼人的商业条款。鉴于此，ST决定自2021年1月1日起，提高所有产品线价格。”此外，瑞萨、NXP等半导体厂商也都接连发布涨价函。

ST（意法半导体公司）涨价函 图源/网络

据媒体报道，封装大厂日月光也带头领涨半导体封装报价，明年1月起调涨，涨幅区间在3~5%。此外，张国斌认为，中美贸易摩擦、疫情带来的动荡，使得下游厂商们掀起一股 “囤货”情绪，他预计产能紧张的大环境可能要到明年下半年才能缓解。

作者／IT时报记者 李玉洋

编辑／挨踢妹

排版／冯诚杰

图片／IT时报 国元证券 Pixabay 网络

来源／《IT时报》公众号vittimes