关于半导体硅片，信任咱们都略有了解。今日咱们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。
芯片制造只能用结构有序的单晶硅，但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、日本等发达国家，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、最大使用商场、最大出资国、最多创造和使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。
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%。
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
相较于光伏半导体职业的鼎盛，我国芯片半导体职业则稍显低迷。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。
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。
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。经由直拉法（CZ 法）或悬浮区熔法（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。
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，在圆形硅片上做矩形芯片反而很“相配”。
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。
咱们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，能够说是咱们的“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？
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。
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，这就需求咱们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。
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。
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，在建和规划中的 12 英寸硅片厂出资近 7500 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相同，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。
咱们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？让咱们拭目而待吧。
