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半导体硅片晶圆是什么

添加时间:2023-06-06 14:34:09 浏览1022 来源:本站

半导体硅片晶圆是什么?

如今打开新闻,科技板块能看到的报道,最显著的信息可能是:全球芯片大缺货,晶圆产能不足。

晶圆是什么?为什么它的缺货会对半导体行业产生如此大的影响?

先来看看芯片缺货现象有多严重。

芯片缺货现象正在影响众多硬件产品的生产,大到汽车,电脑、服务器,小到每个充电器,甚至蓝牙耳机。

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自去年12月初以来,大众汽车因芯片供应不足造成短期停产,引发了社会关注。有车企承认,特定汽车电子元件芯片断供,将导致一些汽车生产面临中断。

晶圆是什么东西?

在半导体的新闻中,总是会提到晶圆,要产出大尺寸的晶圆制造又有什么难度呢?

学术说法是,晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。硅晶圆是一种厚度大约在1mm(毫米)以下,呈圆形的硅薄片。目前国内晶圆生产线以8英寸和12 英寸为主。

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通俗地讲,晶圆是制造各式电脑芯片的基础。如果把芯片制造比拟成用乐高积木盖房子,由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型,也就是各式芯片。然而,如果没有良好的地基,盖出来的房子就会歪,为了做出完美的房子,便需要一个平稳的基板。对芯片制造来说,这个基板就是晶圆。

晶圆的制造难度有多大?

全球能制造高纯度电子级硅的企业不足100家,其中主要的15家硅晶圆厂垄断95%以上的市场。

电子产业有一个特点,越往上游企业相对越少,技术难度越大,晶圆是造芯片的原材料,属于芯片的上游。芯片、晶圆制造都属于 “航天级”的尖端技术,难度系数均是最高的一级,晶圆制造是比造芯片还要难的一门技术。如果把芯片比作宇宙飞船,那么晶圆就是航空母舰了,没几家能造得出来。

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晶圆的制造难度很大,而客户对纯度和尺寸的要求又非常高,国产晶圆厂面临着的是逆境突围的局势。

在国内,晶圆的下游晶圆代工行业,老大就是宝岛台湾声名赫赫的台积电,根据数据,台积电竟然占据了晶圆代工52.7%的份额,紧随其后的是三星,市场占有率约为17.8%,大陆的中芯国仅际以4.3%的市场占有率排在第五位,显然还有很长的道路要走。

国家半导体设备受制于人,直线电机及光刻机等技术是重中之重。俗话说“巧妇难为无米之炊”,设备对于半导体行业来说正是这种关系。发达国家为了阻碍我国在半导体领域的发展,严格限制半导体高精尖设备出口到我国。

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因此国家重点发展半导体制造设备,诸如光刻机、刻蚀机、薄膜设备、测试设备等,其加工精度可以达到亚微米级甚至是纳米级。