l 8/12英寸晶圆片、外延片制造项目签约浙江丽水
l 中国大尺寸硅外延片项目情况
l 第二届中国半导体大硅片发展论坛11月19-20日将召开,中国大尺寸外延片发展将是重点议题之一
——8/12英寸晶圆片、外延片制造项目签约浙江丽水
2019年9月16日,在浙江丽水(上海)周推介会上,丽水开发区现场签订了半导体、生物医药和数字经济等相关领域的5个合作项目。半导体项目包括晶圆片、外延片制造项目以及光电探测器制造项目。这是来自浙江丽水经济技术开发区的消息。
其中晶圆片、外延片制造项目由中科院上海冶金所博士生导师(杭州华芯微科技公司总经理)张峰教授领衔的团队投资,建设8英寸和12英寸单晶硅晶圆片、外延片制造,集成电路材料生产基地。
项目全部建成总投资约60亿元,实现产值约76亿元、综合税收近6亿元、可解决2500人就业。其中一期外延片投资约15个亿元,用地60亩,实现产值约29亿元。
——硅外延片
半导体硅片按照工艺方式划分,一般可分为研磨片、抛光片、外延片、SOI片等,其中以抛光片和外延片为主。通常所说的硅片,都是指硅抛光片。
外延是指使用CVD方法在抛光片衬底上外延生长一层或多层,掺杂类型、电阻率、厚度、晶格结构等都符合特定器件要求的硅单晶薄膜材料,以此减少硅片中因单晶生长产生的缺陷,使其具有更低的缺陷密度和含氧量,从而制造各种半导体分立器件和集成电路。
根据衬底片的掺杂浓度情况,可以将其分为轻掺杂外延片和重掺杂外延片。前者以轻掺片为衬底,通过生长高质量的外延层,其含氧量、含碳量、缺陷密度相较于抛光片更低,提高CMOS栅氧化层的完整性,改善了沟道漏电现象,从而提高集成电路的可靠性,这类外延片常在CMOS电路中使用,应用于通用处理器芯片、图形处理器芯片等。后者结合了重掺片和外延层的双重特点,通常在重掺低电的硅衬底上外延生长一层高电阻率的外延层,在提高器件反向击穿电压的同时又能有效降低器件的正向功耗,这类外延片通常用于二极管、IGBT等功率器件的制造,广泛应用于汽车电子、工业电子等领域。
——中国大尺寸外延片项目情况
根据亚化咨询中国8/12英寸硅片厂分布图显示,中国大陆目前进行8及12英寸外延片生产及研发的单位主要有上海新傲、南京国盛、河北普兴、金瑞泓、奕斯伟、有研等。目前,浙江金瑞泓、上海新傲、河北普兴、南京国盛等具备8英寸硅外延片的批量生产能力,2019年底合计月产能预计超过20万片。
主要企业
1.南京国盛
南京国盛电子有限公司成立于2003年,前身是中国电子科技集团公司第五十五研究所电子材料产品部,目前为55所的全资子公司。南京国盛是国内最早批量生产硅外延片的专业工厂,有着丰厚的技术沉淀和积累,始终保持国内领先、国际先进的技术水平。
南京国盛主营硅基/碳化硅基外延片,现有产品为4-8英寸各类型外延片。南京国盛拥有国际先进的外延研发、生产及测试设备,拥有LPE、Gemini等公司生产的多种型号外延炉,建设了世界一流的研发平台及产业化基地,能针对顾客不同的参数要求设计、生产外延产品。
南京国盛自主研发掌控了一系列外延生产核心技术,已获得近20项发明专利、实用新型专利等;先后主持、修订了几十项半导体材料领域国家或行业技术标准。在国内硅外延行业拥有明显的技术优势,具有极强的核心竞争力。
南京国盛硅外延片项目位于南京江宁(国家)经济技术开发区,目前共建了两期项目,合计等效6英寸产能约为250万片/年。一期项目生产4-8英寸N/N+和P/P+硅外延片,等效6英寸产能为150万片/年,由搬迁的新港老厂的70万片年产能和扩产的80万片年产能组成(其中扩产部分均为6-8英寸硅外延片);二期项目生产6-8英寸硅外延片,等效6英寸产能为100万片/年
两期项目主要设备情况:
设备名称 | 数量 | 主要供应商/产地 |
硅外延炉 | 34 | LPE/意大利、ASM/美国 |
超纯气体(H2)纯化设备 | 2 | 大连化物所/中国 |
超纯气体(N2)纯化设备 | 1 | 大连化物所/中国 |
气柜(气体掺杂) | 24 | 中国 |
气柜(TCS) | 8 | 中国 |
气柜(HCl) | 4 | 中国 |
气柜(VMB) | 16 | 中国 |
钟罩清洗机 | 2 | SYLMAR/美国、LPE/意大利 |
超声波清洗机 | 4 | 中国 |
硅片清洗机 | 3 | 中国 |
清洗甩干机 | 5 | ACME SEMICONDUCTOR SYSTEM LLC |
真空塑封机 | 2 | 日本 |
汞探针测试仪 | 3 | SSM/美国 |
无接触式CV测试仪 | 1 | SSM/美国 |
红外测试仪 | 3 | Accent/美国 |
无损伤少子寿命测试仪 | 1 | SEMILAB/美国 |
四探针测试仪 | 1 | CDE/美国 |
扩展电阻测试仪 | 1 | SSM/美国 |
硅片检测分析系统 | 2 | 中国 |
表面金属测试仪 | 2 | ICP/美国 |
在使用的原材料方面,除了HCl气体采购自国外供应商,超纯H2自产外,其余原材料几乎都为国产材料。
2.河北普兴
河北普兴电子科技股份有限公司是中国电子科技集团公司第十三研究所控股的股份制公司,成立于2000年11月,是国家认定的高新技术和集成电路生产企业,致力于高性能硅基材料的外延研发和生产。公司的主要产品为各种规格型号的硅基外延片、氮化镓外延片和碳化硅单晶及外延片。
2019年8英寸硅外延片产能计划达到15万片/月,2019年已完成多台小尺寸硅外延设备和多台大尺寸硅外延设备的替换,并启动了12英寸硅外延产品的研制,计划在2019年实现对目标客户的送样。
3.金瑞泓
金瑞泓是国内主要的半导体硅片供应商之一,主要供应4-8英寸抛光片和外延片。其中外延片部分销售收入逐年增加,主要由浙江金瑞泓(位于宁波)和金瑞泓科技(位于衢州)两地进行生产。
金瑞泓外延片产能、产量等情况(万片)
2016年 | 2017年 | 2018年 | |
产能 | 180.68 | 194.81 | 295.41 |
产量 | 138.32 | 184.17 | 294.37 |
产能利用率 | 76.55% | 94.54% | 99.65% |
产量(用于后道加工) | 50.52 | 63.82 | 78.41 |
产量(对外销售) | 87.80 | 120.35 | 215.96 |
销量 | 92.63 | 121.73 | 209.21 |
产销率 | 105.51% | 101.14% | 96.87% |
销售收入(亿元) | 1.98 | 2.70 | 5.49 |
均价(元/片) | 214.05 | 221.56 | 262.43 |
*产能、产量、销量数据、均价均为折合6英寸产品数据
为了迎合市场需求,金瑞泓对衢州现在有的年产120万片集成电路用8英寸硅片项目中的二期工程拉晶进行技术改造,实现重掺砷单晶硅片,并调整了一期、二期工程部分设备选型,并在现有产能基础上新增年产120万片8英寸硅片的生产能力。金瑞泓科技(衢州)有限公司三期项目实施后公司将形成年产240万片8英寸硅片的总产能。
目前,国内大多外延片生产商的抛光片都是外购,而金瑞泓是少有的自产抛光片原料的供应商。
4.上海新傲
上海新傲科技有限公司成立于2001年,是一家致力于高端硅基材料研发与生产的高新技术企业,由中科院上海微系统所牵头,联合中外投资者设立。新傲科技目前是中国领先的SOI材料生产基地,也是世界上屈指可数的SOI材料规模化供应商之一。拥有SIMOX(注氧隔离)、Bonding和Simbond(完全自主开发的SOI新技术)和Smart-cut四类SOI晶片制造技术,能够提供4英寸、5英寸、6英寸和8英寸的SOI晶片和SOI外延片。产品系列包括高剂量、低剂量、超薄、高阻SIMOX晶片,Bonding晶片,Simbond晶片和基于Smart-cut技术的晶片,并可根据用户需求外延到所需的表层硅厚度。
新傲科技目前也是中国技术领先的外延硅片供应商,可以提供4-6英寸的规格与要求的外延硅产品和外延加工服务,现已开始批量提供8英寸外延片。2003年起,仅用三年时间,新傲就已经建设成为国内产品质量领先、技术水平领先、生产规模领先的的外延企业。现今,新傲公司的外延客户现已遍及美、日、韩、台、俄、印等国家和地区。
硅产业集团通过对新傲科技股份的收购,成为目前新傲科技的第一大股东。
股东名称 | 股份数量(万股) | 持股比例(%) |
硅产业集团 | 28,095.50 | 89.19 |
微系统所 | 2,554.50 | 8.11 |
Soitec | 850.00 | 2.70 |
合计 | 31,500.00 | 100,00 |
上海新傲目前有2个厂进行外延片的生产。