在電子信息產業鏈中,硅材料是半導體產業賴以生存的基礎材料。半導體技術的迅猛發展是建立在占半導體材料95%的硅材料基礎上的。隨著近幾年中國電子信息產品制造大國地位的日益凸現,國內半導體產業水漲船高,實現了高速發展。作為半導體產業鏈上游的半導體硅材料行業(主要指多晶硅和單晶硅)在下游市場的驅動下也取得了長足的進步,然而國內硅材料產業整體水平低下,難以滿足市場需求卻也是不爭的事實。
中國多晶硅產量不足世界總產量的0.4%
多晶硅是生產單晶硅的原料。目前中國多晶硅產量不到世界總量的0.4%,而中國信息產業總體規模已居世界前列,因此所需多晶硅幾乎完全依賴進口。先進的生產技術由美、日、德等國所壟斷,目前世界生產多晶硅*先進的國家是美國、德國、日本和意大利等少數幾個發達國家,其產量的總和占世界多晶硅總產量的90%以上。
目前國內年需多晶硅1000余噸,而現有生產能力僅100噸左右,規模太小,工藝落后,市場缺口很大,每年都花去大量外匯從國外進口。隨著中國成為世界上電子信息產品的主要生產國和主要市場,多晶硅的需求量將進一步增長,國家為此專門將多晶硅材料列入當前重點鼓勵發展和重點鼓勵外商投資發展的產業、產品,全力扶持硅材料工業發展。2004年中國半導體用多晶硅的需求量為1017.2噸,增長率為19.2%。
中國多晶硅工業雖起步不晚,但發展緩慢。生產、技術、工藝落后,設備陳舊,生產規模小,物耗、能耗高,產品成本高,質量難以保證,和國際水平相比差距較大,再加上生產的電耗與物耗普遍高于國際標準,這使得中國的多晶硅廠家喪失了國際競爭力。國內多晶硅生產廠家的數量不斷減少,現在國內僅有四川峨嵋半導體材料廠、河南洛陽單晶硅廠兩家企業能夠生產多晶硅及直拉單晶硅和小直徑區熔單晶硅。2004年中國多晶硅的產量為105噸。
中國多晶硅的生產方法,前幾年基本還是采用傳統的西門子法,*近采用中國自己改良的技術與引進俄羅斯的多晶硅生產技術相結合。例如四川省在峨嵋半導體材料廠的基礎上擬投資11.92億元,引進消化吸收俄羅斯多晶硅技術,建設年產1000噸多晶硅生產線以滿足市場需求。即便如此,中國多晶硅的生產仍遠遠滿足不了國內的需求。隨著芯片產業迅猛發展,缺口將越來越大。為滿足國內外多晶硅市場的要求,適應芯片產業發展的需求,引進世界*技術,發展中國多晶硅產業,已成為國內IC產業發展的當務之急。
單晶硅產量穩步增長
單晶硅是半導體器件生產的關鍵性基材。截止到2004年底,中國擁有已投產的12英寸生產線1條,8英寸生產線9條,6英寸生產線6條。2004年中國IC制造業實現了超高速增長,在下游市場的拉動下,2004年單晶硅棒的市場需求量為2811.5噸,增長率高達178.5%。同時拋光硅片的市場需求量達到了68198.3萬平方英寸,實現了133.5%的增長。市場對6英寸和8英寸硅片的需求增長非常強勁,成為拋光硅片市場增長的主要動力來源。
近年來,中國單晶硅產量明顯穩步增長,增長的原因一方面是來自國際上對低檔和廉價硅材料需求的增加;另一方面是近年來中國各方面發展迅速,各類信息家電和通信產品需求旺盛,因此半導體器件和硅材料的市場需求量都很大。為了滿足這種巨大的需求,國內外廠家紛紛在中國建立和準備建立晶片及IC生產線。北京擬在*近的10年建設20座0.25微米以下的8英寸IC加工生產線;上海將在未來15年內投資700億-750億元建設10條以上高水平的IC生產線;另外,浙江和深圳也都在積極籌備半導體產業基地。在硅單晶拉制和硅片加工方面,我國建立了直徑100mm-150mm的硅片生產線。目前世界硅片的主流產品是直徑200mm -300mm,中國與世界水平有較大差距。中國的有研硅股和峨嵋半導體材料廠有200mm直拉硅單晶的生產能力,浙大海納在寧波投資建立了200mm直拉硅單晶生產廠。在中國半導體產業快速發展的帶動下,2003年中國半導體用單晶硅的產量是495噸,2004年的產量為590噸。
中國半導體產業的快速發展,拉動了對拋光硅片需求的快速增長,國內生產遠遠無法滿足市場的需求,拋光硅片需要大量從國外進口。國內8英寸生產線用硅片幾乎全部進口,大部分的6英寸硅片也需要進口。單晶硅產業的發展依靠國外的事實不能長期下去,為了改變這樣的境地,國內企業應走“產、學、研”之路,加強與高等院校、科研院所的合作,因為國內很多的技術成果掌握在科研單位里,通過將這些技術成果產業化,降低企業成本,提高產品質量,獲得客戶認可,進而切入國內6英寸和8英寸材料市場,改變依靠從國外進口硅片的現狀。