成都：西部电子信息产业的“桥头堡”

2019中国（成都）电子信息产业高质量发展大会暨中国（成都）电子信息博览会于7月11日-13日在成都世纪城新国际会展中心隆重开幕，每年这个时节，成都总是雨纷纷，然而“电子人”对展会的热情丝毫没有下降，从人头攒动、摩肩接踵的入场就能看出人们对中西部电子信息产业的热情。

观众正在安检入场

风口下的半导体，厂商们磨刀霍霍

中国是全球最大的半导体市场，中国市场连续10年成长5倍，然而在世界半导体格局中，中国仍是追赶者。半导体是个投入周期长，见效慢的产业，中微从成立到上市用了15年，盛美用了19年，@Mlogic花费了24年，打铁还需自身硬，半导体产业的发展不是一朝一夕的事。

华登国际董事长黄庆在2019年中国大数据应用大会上讲到；”中国半导体企业想要迎头赶上国际大企，就需要将创新能力转化为企业核心竞争力，首先要做好内功建设，在全球竞争环境下持续投入研发与创新，不断开发下一代迭代产品，维持产品高利润率。其次是整合，改变版图补充能力，将企业做大做强。最后就是要借力，通过整合各个领域的资源，带动国内制造/封测平台整体发展，提高产业设计、制造能力。中国公司以前成功是靠山寨占领一片江山，现在则需要跟中国大客户一起成长，进行企业升级”。

华登国际董事长黄庆演讲内容

Soitec作为中国半导体产业发展的忠实伙伴，受邀出席第二届中国（成都）集成电路生态发展论坛。Soitec 台湾 及东南亚区域客户群经理江韵涵女士表示，优化衬底作为半导体生态系统的重要组成部分，可以适应技术需求，定制化材料与结构，如平面CMOS可提供前所未有的优越射频性能；氮化镓（GaN）材料可应用于射频领域，缓解优化衬底的大规模量产压力。有了优化衬底这片好“土壤”，才能产出更符合未来5G时代需求的终端产品。Soitec始终高度 关注 着中国半导体行业的发展。自2007年进入中国，十余年来，Soitec一直是中国忠实的战略合作伙伴，未来，Soitec将继续深耕中国市场，与中国一起迎接“芯”时代、“芯”技术带来的“芯”挑战。”

Soitec 台湾 及东南亚区域客户群经理

江韵涵女士正在演讲

进入二十世纪，最负盛名的四大发明莫过于激光技术、半导体、计算机和原子能。谈到激光技术就不得不提大族激光了，这个制造领域的隐形冠军，这几年一直在大力推动产业布局，领跑国内激光设备市场。大族激光不仅成功打入了苹果供应链，还向华为、小米、OPPO等终端厂商提供激光标记、激光焊接、激光切割及配套等自动化装备。如今的大族激光是亚洲最大、世界前三的激光加工设备生产商。大族激光昭示了是金子总会发光，中国是可以创新的。

大族激光本届展会主要展出 WFD2500

机器人激光焊接系统和机器人打标工作站

作为国产电子元件的先锋，国防工业的基石，成都本土的宏明电子此次自然不能缺席展会。成都宏明电子坚持 科技 创新，以质取胜，作为我国军用电子元器件科研生产先进单位，从1987年至今已连续29年荣获中国电子元件百强企业称号。产品广泛应用于航空航天、国防、通信、 汽车 电子、家电、新能源等领域，为国民经济发展做出了积极贡献。今年5月24日上午，川投集团全资子公司四川省川投信息产业有限责任公司与成都宏明电子股份有限公司在成都举行并购签约仪式，宣告川投信产控股宏明电子，自此，四川国资国企再落下强劲一子。

宏明电子部分产品展示

在竞争激烈日益严峻的今天，企业必须提供最优的质量、最佳的客户服务、最上乘的解决方案。昊方控制负责人表示，传统的SMT物料仓物料管理对 *** 作人员技能要求较高且容易出错，需要的存储空间也很大，找料、拣料、校验均需大量人工 *** 作。昊方控制设计的SMT智能电子料架系统以兼容性、可延展性、安全及可靠性、易 *** 作可维护性等特点深受需方好评，未来昊方将以优质的工业自动化与工业智能化产品及系统解决方案助力企业“制造”升级。

SMT智能电子物料架

目前国内 汽车 雷达的应用瓶颈应该还是在整机厂，对于任何产品（芯片或者模块）的完善来说，更新迭代都是一个必须经历的过程，而如果没有得到进入整机应用的机会，产品的更新迭代则无从谈起。上海矽杰微电子是一家专注于毫米波雷达芯片开发的公司，开发了具有国内自主知识产权的首颗高度集成24GHz雷达SOC，同时公司相继开发了一系列24GHz和77GHz的高度集成产品，致力于打造中国的ADAS和IoT之“芯”。随着ADAS功能的装机率的进一步提高，希望国产替代会真正进入一个良性循环的状态里。

上海矽杰微电子展位

无人机“飞手”，可能成为未来就业市场的抢手货。什么是无人机“飞手”？无人机驾驶员通过远程控制设备，驾驶无人机完成既定飞行任务的人员，俗称无人机“飞手”。根据Forecast international的预测，未来10年亚洲浆成为无人机系统最大的客户地区。在中国民用无人机领域中，代表的有大疆、深圳一电航空以及中科灵动等。中科灵动是实打实的成都公司，成功开发出“灵动芯”系列油电混合动力系统和“灵动鹰”系列油电混合动力无人机。中科灵动无疑为西部的集成电路产业增加了一份色彩。

中科灵动油电混合动力无人机

在本次展会的展商中，长三角有不少厂商，以求在成都寻找新的客户群体，重庆建茂宏晟自动化设备就是其中一家，这也是其首次参展。重庆建茂宏晟自动化设备有限公司成立于2017年，是宏晟机械与建茂机电为更好服务西南地区的新生力。特别在线束加工设备的非标自动化、智能化、个性化等专项技术方面彰显实力，已超行业的先进技术水平。

重庆建茂宏晟自动化设备有限公司展位

处于“风口浪尖”上的半导体，已从概念普及阶段快速迈入百家争鸣的实践生根阶段，成都也站在了电子信息产业发展的“风口”。这场电子信息领域的盛会也充分展现了西部地区电子信息产业的内生动力和尖端潮流。

成都电子信息产业展望

近几年，中国半导体产业格局发生了新的变化，具体表现就是半导体产业除了在传统的长三角、环渤海、珠三角三大核心产业集聚区之外，中西部地区的相关产业也发展势头迅猛，尤其是成都。

电子信息产业是成都第一支柱产业， 市委 市 政府 高起点规划布局、高水平建设实施、高标准支撑保障，加快建设现代化产业体系，奋力打造具有全球竞争力和区域带动力的万亿级现代电子信息产业集群，成都市电子信息产业生态圈培育取得初步成效。2018年全市电子信息产业规模达7366亿元，同比增长15.2%，其中电子信息制造业占全市规上工业比重近三分之一，居副省级城市第三位，软件业务收入迈上 30 00亿元台阶，居西部第一位。

关于2019电子信息产业的发展展望，总体思路是全面落实《成都市高质量现代化产业体系建设改革攻坚计划》，把握未来 科技 和产业革命重大机遇，按照“引领创新、龙头带动、成链集群、协同融合”的基本思路，构建以“芯-屏-端-软-智-网”为支撑的电子信息产业体系，积极优化产业结构和空间布局，加快构建电子信息产业生态圈和创新生态链。2019年成都力争推动全市电子信息产业规模达到8500亿元，打造全球电子信息先进制造基地和世界软件名城。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2005期内容，欢迎 关注 。

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中文别名：硅单晶

英文名： Monocrystalline silicon

分子式： Si

分子量：28.086

CAS 号：7440-21-3

硅是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。

直到上世纪60年代开始，硅材料就取代了原有锗材料。

硅材料――因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，目前的集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造的。

硅的单晶体。

具有基本完整的点阵结构的晶体。

不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。

纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。

用于制造半导体器件、太阳能电池等。

用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

单晶硅熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。

超纯的单晶硅是本征半导体。

在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型硅半导体。

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

单晶硅主要用于制作半导体元件。

用途： 是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等

现在，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。

直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。

但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。

单晶硅按晶体伸长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。

直拉法、区熔法伸长单晶硅棒材，外延法伸长单晶硅薄膜。

直拉法伸长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。

目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。

区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。

目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。

外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。

在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。

存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。

逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。

硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。

中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。

中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。

但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。

目前，全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。

未来几年中，世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势：

1，单晶硅产品向300mm过渡，大直径化趋势明显：

随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。

目前，硅片主流产品是200mm，逐渐向300mm过渡，研制水平达到400mm～450mm。

据统计，200mm硅片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。

Gartner发布的对硅片需求的5年预测表明，全球300mm硅片将从2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。

日、美、韩等国家都已经在1999年开始逐步扩大300mm硅片产量。

据不完全统计，全球目前已建、在建和计划建的300mm硅器件生产线约有40余条，主要分布在美国和我国台湾等，仅我国台湾就有20多条生产线，其次是日、韩、新及欧洲。

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世界半导体设备及材料协会（SEMI）的调查显示，2004年和2005年，在所有的硅片生产设备中，投资在300mm生产线上的比例将分别为55%和62%，投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元，发展十分迅猛。

而在1996年时，这一比重还仅仅是零。

2、硅材料工业发展日趋国际化，集团化，生产高度集中：

研发及建厂成本的日渐增高，加上现有行销与品牌的优势，使得硅材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。

上世纪90年代末，日本、德国和韩国（主要是日、德两国）资本控制的8大硅片公司的销量占世界硅片销量的90%以上。

根据SEMI提供的2002年世界硅材料生产商的市场份额显示，Shisu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市场总额的比重达到89%，垄断地位已经形成。

3、硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向：

随着光电子和通信产业的发展，硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向。

硅基材料是在常规硅材料上制作的，是常规硅材料的发展和延续，其器件工艺与硅工艺相容。

主要的硅基材料包括SOI（绝缘体上硅）、GeSi和应力硅。

目前SOI技术已开始在世界上被广泛使用，SOI材料约占整个半导体材料市场的30%左右，预计到2010年将占到50%左右的市场。

Soitec公司（世界最大的SOI生产商）的2000年～2010年SOI市场预测以及2005年各尺寸SOI硅片比重预测了产业的发展前景。

4、硅片制造技术进一步升级：半导体,芯片,集成电路,设计,版图,芯片,制造,工艺目前世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。

在日本，Φ200mm硅片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高硅片质量，而且可使切割损失减少10%。

日本大型半导体厂家已经向300mm硅片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。

另外，最新尖端技术的导入，SOI等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。

对此，硅片生产厂家也增加了对300mm硅片的设备投资，针对设计规则的进一步微细化，还开发了高平坦度硅片和无缺陷硅片等，并对设备进行了改进。

硅是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐状态。

硅的原子价主要为4价，其次为2价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。

硅材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。

晶体力学性能优越，易于实现产业化，仍将成为半导体的主体材料。

多晶硅材料是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。

[编辑本段]单晶硅市场发展概况

2007年，中国市场上有各类硅单晶生长设备1500余台，分布在70余家生产企业。

2007年5月24日，国家“863”计划超大规模集成电路（IC）配套材料重大专项总体组在北京组织专家对西安理工大学和北京有色金属研究总院承担的“TDR-150型单晶炉（12英寸MCZ综合系统）”完成了验收。

这标志着拥有自主知识产权的大尺寸集成电路与太阳能用硅单晶生长设备，在我国首次研制成功。

这项产品使中国能够开发具有自主知识产权的关键制造技术与单晶炉生产设备，填补了国内空白，初步改变了在晶体生长设备领域研发制造受制于人的局面。

硅材料市场前景广阔，中国硅单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的硅片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国集成电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献。

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