经过前两次关于硅片的基本常识以及制备流程解读，信任旗帜现已对硅片略有了解。那么，今日旗帜就来聊聊我国在硅片制造技能上有何体现。不行否认的是，我国的硅片及芯片制造职业还有很长的路要走。
此前经过介绍多晶硅与单晶硅的差异，旗帜了解到芯片制造只能用结构有序的单晶硅，而高纯度多晶硅却并非无用之物，较高纯度的多晶硅能够用来制造太阳能电池板与相关组件，与之相关的职业正是我国抢先全球的职业——光伏工业。相较于欧美、日本等兴旺国家，我国是光伏工业的后来者，但我国却用了十几年的时刻完成这一范畴从培养期、成长期到成熟期的追逐和逾越，不行不谓是科技腾飞的模范。
现在，我国现已成为国际太阳能发电的龙头，具有全球最大光伏发电全工业链集群、最大运用商场、最大投资国、最多创造和运用专利和最大产品出口国等一系列桂冠。在2019年，我国多晶硅产能占全球总产能的69.2%，稳居国际第一，一众海外光伏大厂节节败退。
我国光伏工业之所以能够开展的如此敏捷，离不开国家十多年来的方针扶持。为了呼应《巴黎协议》，我国提出了“碳中和”“碳达峰”的召唤，而光伏发电正是绿色清洁动力的模范。在我国大力支持光伏工业的方针利好环境下，工业界的光伏发电敏捷开展。
2013年，全国光伏发电量仅为91亿千瓦时，到2019年，全国光伏发电量已达2238亿千瓦时，较2018年添加26.08%，到了2020年末，全国光伏发电量到达2605亿千瓦时，较2019年添加16.4%。我国以实际行动向国际展现着大国风姿。
2013-2020年我国光伏发电量改变状况（图片来历：国家动力局，前瞻工业研讨院收拾）
半导体硅片作为半导体材猜中本钱占比最高的部分，在芯片工业链发挥着最要害的效果。从本钱占比来看，硅片在半导体材猜中商场占比到达37%，为第一大半导体资料。从工业链位置来看，硅片作为半导体工业链的起点，直接影响芯片的制造质量，因而，硅片制造业有着无足轻重的位置。而硅片的运用与硅片尺度密切相关。
半导体职业晶圆尺度开展进程（图片来历：沪硅工业招股书，信达证券研制中心）
12英寸硅片一般用于集成电路先进制程，例如智能手机处理器、电脑的CPU和显卡、人工智能、贮存芯片等高新范畴。
2020年12英寸晶圆终端需求占比（图片来历：Siltronic，信达证券研制中心）
8 英寸硅片首要制造电源管理器、MEMS、显现驱动与指纹识别的芯片。不管是物联网，仍是轿车电子都需求它的技能支撑。
经过以上整理，旗帜会发现，越是先进工艺的芯片，其所用的硅片尺度也越大。这并不是因为什么深邃的原理，溯其底子，只需两个字——本钱。
芯片是矩形，这是依据本钱的考量。因为从硅片上切开出圆形芯片并非易事，一起也会形成对边角量的许多糟蹋，因而将芯片做成矩形，会使边角量糟蹋最少。晶圆是圆形，也是为了操控本钱。经由CZ法或FZ法所制造出的硅棒是圆柱，圆形也最便利打磨，糟蹋最少。
别的，同对角线长度下圆形面积更大，不管怎样区分巨细，圆形最后分切出来的芯片必定比方形的多或持平。
此外，圆形硅片还与后续的光刻等工艺不约而同，而假如挑选方形，光刻胶旋涂的均匀性会成问题，易导致更多的糟蹋。而在圆形硅片上做矩形芯片反而很“相配”。
当然，尽管现已十分节省，但硅片边际内侧区域仍是会存在糟蹋。怎么尽或许地减小糟蹋呢？这就需求用到高数常识——微积分。只需晶圆满足大，芯片满足小，拼起来的边际就会逐步向圆形逼近了，这便是数学的力气。
比如电脑CPU这样的芯片，每一枚的本钱都不菲，厂商自然会挑选用一次流程制造满足多的芯片的方式，以确保满足的良品率。假如挑选小尺度硅片制造高端芯片，本钱能够说是他们“无法接受之重”了。
那么，在我国，高端芯片所运用的12英寸硅片的制造工业兴旺吗？旗帜先看看全球硅片商场。依据SEMI数据计算，全球硅片前五大制造厂商（CR5）商场占有率高达92%。其间，日本信越化学占比28%，为全球第一大硅片制造商；日本SUMCO占比24%，排名第二；其他厂商依次为我国台湾举世晶圆、德国Silitronic、韩国SK Siltron。这些厂家首要制造干流的12英寸和8英寸硅片，乃至现已开端研讨18英寸硅片的量产和本钱操控。这么看来，现在只剩下8%的比例可供全球其他硅片厂商争夺，我国大陆便是其间之一。
在我国大陆的硅片范畴中，6英寸的国产率超越50%，现已能够做到自给自足。8英寸国产率约10%-15%，相对比较短缺，而12英寸基本是一片空白，市占率只需1%。因而，8英寸、12英寸等大尺度的硅片范畴，能够说是旗帜的“短板”。没有大尺度的硅片，高功能芯片的呈现则更是难上加难。
或许你会感到古怪，不便是大一点的硅片吗？流程相同，为什么我国能做6英寸硅片却做不出12英寸硅片呢？要回答这个问题，还需求回到硅片的制造流程中来考虑。
硅棒的制造选用CZ直拉法，它需求将多晶硅熔化在石英锅内，再把硅棒从岩浆中拉出来。想要制造12英寸的硅棒，需求一口直径到达32英寸的大锅，并且是一口无比纯洁，简直不含杂质的石英锅，打造这样一口纯洁的石英锅，其自身便是一门技能活。此外，制造的硅棒越粗，锅里的岩浆也要多许多，这对提拉过程中的温度、提拉速度、旋转速度和提拉时刻都提出了更高的要求。一起，还需求处理随之而来的一系列问题，例如岩浆对流和温度梯度等物理问题。总而言之，大尺度硅片需求上游出产与切开设备、下流各式组件及制备技能等各方面的全面合作。
当然还有最要害的——本钱。制造大硅片是为了下降出产本钱，但更大的硅片往往无法带来更高的出产功率，反而或许添加设备本钱与时刻本钱，这就需求旗帜在设备和出产等部分下降本钱，才有或许招引厂商建造12英寸的硅片线。
在曩昔5年中，我国半导体工业迎来了史无前例的高速开展期，跟着国产芯片逐步登上主舞台，数以千计的芯片公司遍地开花，国内芯片产能需求敏捷胀大，芯片功能向国际水平不断追逐。相应的，我国大陆晶圆厂商也在敏捷开展。
现在，新昇是仅有一家国产12英寸大硅片量产企业，现有产能达15万片/月。在国家大力扶持国产化进程下，现在我国的厂商也正在活跃规划大硅片项目。据中科院数据，我国已投产的12英寸硅片线条。建成后，全国产能将超234万片/月。我国12英寸硅片产线亿元。
我国历来就不是服输的国家，自古以来流动在我国人血脉中的精力是不懈奋斗。现在，硅片对我国而言，就像十几年前的光伏对我国而言起死回生，道阻且长。十几年前，我国的光伏工业相同面对的开展难题，但十几年后的今日，我国已然成为国际太阳能发电的龙头，具有全球最大的光伏工业群。旗帜能够斗胆的想象一番，现在我国光伏在全球的占比怎样，那么十几年后的我国硅片在全球范围内的影响又将怎么呢？让旗帜拭目而待吧。
