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根据不同应用场景的硅片分类

关键词:硅片回收 电池片回收 太阳能电池板回收 多晶硅回收 │ 发表时间:2018-12-14

通过应用场景分类:
从硅片在晶圆厂的应用场景角度来看,硅片可以分为挡片(Dummy Wafer),控片(Monitor Wafer)以及正片(Prime Wafer)。其中挡片和控片一般是由晶棒两侧品质较差处所切割出来,用于调试机台、监控良率。随着晶圆厂制程的推进,基于精度要求及良率的考量,需要在生产过程中增加监控频率。65nm制程每投10片正片,需要加6片挡控片,而28nm及以下制程,每10片正片需要加15-20片挡控片。
挡控片的用量巨大,为了避免浪费,晶圆厂往往会回收用过的挡片,经研磨抛光,重复使用,但挡片的循环次数有限,一旦超过门限值,则只能报废处理或当做光伏硅片使用。而控片则需具体情况具体对待,用在某些特殊制程的控片无法回收使用,那些可以回收重复利用的挡控片又被称为可再生硅片(reclaimed wafer)。
通过硅片尺寸分类:
伴随着半导体行业的发展,硅片的尺寸也逐步提升。从最早在1965年诞生的2英寸直径硅片(50mm),到4英寸(100mm),5英寸(125mm),6英寸(150mm),8英寸(200mm),再到2000年面世的12英寸(300mm)硅片。每次硅片直径的提升,都会使得单片晶圆产出的芯片数量呈几何倍数增长,从而在生产过程中提供显著的规模经济效益。
12寸硅片的下一站是18寸(450mm)硅片。2011年,全球五大半导体厂商IBM、英特尔、三星电子、台积电和Global Foundries共同成立全球450mm联盟(G450C),用于推动18寸硅片发展,除此之外,还有EEMI450,Metro450等联盟在协同运作。但由于12寸硅片可以满足当前的生产需求,且18寸硅片设备研发难度极大,产业链上下游厂商对18寸硅片的推动力度不足。
从各尺寸硅片的出货面积比例来看,12寸业已成为业内主流,2017年占全球硅片出货量的56.1%。所以下文中的分析将主要围绕12寸硅片展开。
半导体硅片的主流厂商
目前在全球半导体材料产业链中国外巨头占据了主要的市场份额。其中日本信越(4063.T),SUMCO(3436.T),台湾环球晶圆(6488.TW)三家更是占据了硅片70%的市场份额,且集中度持续提升,紧扼全球晶圆制造的咽喉。
根据统计,截止2017年11月,我国12寸硅片需求量为45万片(包括三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门),随着晶合集成、台积电南京和格芯成都的陆续投产,加上紫光南京、长鑫合肥、晋华集成三大存储芯片厂的建成,预估到2020年我国12寸硅片月需求量为80-100万片。抛开外资晶圆厂(三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门、台积电南京、格芯成都)的产能,国内的月需求量约为40-50万片。
目前我国12英寸硅片主要依赖进口,但规划中的月产能已经达到120万片,后续如均能顺利量产,可基本满足国内需求。
其中,中环股份(002129.SZ)于2017年10月13日和无锡市签署《战略合作协议》,共同在宜兴市建设集成电路用大硅片生产与制造项目。项目总投资约30亿美元,一期投资约15亿美元;上海新阳(300236.SZ)参股的上海新昇目前已经实现了挡片的批量供货,正片也有小批量样片实现销售,目前产能4-5万片/月,预计2018年产能可达10万片/月;重庆超硅的12寸硅片开发进展也较为顺利;其他厂商,如宁夏银和、金瑞泓、合晶郑州、奕斯伟西安、江苏协鑫等也建议关注。


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