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810-800256-107 710-800256-104全新板卡渠道商介绍，硅片是半导体、光伏电池消费的主要原资料，90%以上的集成电路都是制造在高纯、优质的硅片上的。（1）半导体硅片的制造难度大于光伏硅片。半导体硅片纯度请求到达99.99999999999%，即11个9以上，而普通太阳能级多晶硅资料纯度通常在5-8个9左右。（2）硅片直径越大制造难度越大。硅片制备工艺流程包括：单晶生长→截断→外径滚磨（定位槽或参考面处置）→切片→倒角→外表磨削→（刻蚀）→边缘抛光→双面抛光→单面抛光→*终清洗→（外延/退火）→包装等。

硅片直径的增大可降低单个芯片的制形成本，目前300mm硅片已成为业内主流，2017年全球12寸出货面积约占硅片总体的66.1%。

硅片制造过程中触及到单晶炉、滚磨机、切片机、倒角机、研磨设备、CMP抛光设备、清洗设备、检测设备等多种消费设备。其中单晶炉、抛光机、测试设备是主要设备，分别约占硅片厂设备投资的25%、25%、20%。日本在硅片制备设备产业中占有相对优势，其产品掩盖了硅片制造的全套设备。

单晶生长分为直拉（CZ）法和区熔（FZ）法。目前90%以上硅片采用直拉法（CZ）消费，区熔法（FZ）制备的硅片主要用于功率半导体、光敏二极管、红外探测器等范畴。

2.1.2、硅片国产化推进硅片制造设备国产化

过去：受市场需求缺乏的影响，产业化推进较为迟缓。我国的硅片制备设备经过了30多年的开展，已可提供直径200mm以下的硅片制备设备，但受市场需求量较少和国外二手设备的冲击，国产设备开展的门类并不齐全。在300mm硅片制备设备的开展上，国内研发了单晶炉、多线切割机等几种关键设备，也经过了300mm硅片消费实验线的考证。但与国外设备相比，受市场需求缺乏的影响，产业化推进较为迟缓，同时也影响了设备技术的进步。

如今：政策需求双轮驱动，大硅片国产化指日可待。依据IC Insights 2017数据，2017年全球硅片需求1160万片（等效8寸），国内需求110万片。估计2020年国内对12寸大硅片需求从42万片增加到105万片；2020年对8寸硅片需求从70万片增加到96.5万片。受政策鼓舞与市场需求的双重驱动，多家企业正在中国积极规划半导体大硅片项目。国内规划中的12寸大硅片合计：145万片，掩盖国内需求。国内规划中的8寸大硅片合计：168万片，总投资范围超越500亿元，掩盖国内需求。

硅片设备产业化推进加快，国产厂商迎来开展良机。单晶炉方面，晶盛机电承当的02专项“300mm硅单晶直拉生长设备的开发”、“8英寸区熔硅单晶炉国产设备研制”两大项目均已经过专家组验收，8寸直拉单晶炉和区熔单晶炉均已完成产业化，客户包括有研半导体、环欧半导体、金瑞泓等；12寸直拉单晶炉产业化推进中，将来有望为国内大硅片项目供货。南京晶能12寸直拉单晶炉已进入新昇半导体大硅片产线。

2.2、晶圆制造设备——光刻机

2.2.1、光刻机开展历史

在集成电路制造工艺中，光刻是决议集成电路集成度的中心工序，该工序的作用是将电路图形信息从掩模版上保真传输、转印到半导体资料衬底上。光刻工艺的根本原理是，应用涂敷在衬底外表的光刻胶的光化学反响作用，记载掩模版上的电路图形，从而完成将集成电路图形从设计转印到衬底的目的。

光刻机分为无掩模光刻机和有掩模光刻机两大类。无掩模光刻机又称直写光刻机，依照所采用的辐射源的不同可分为电子束直写光刻机、离子束直写光刻机、激光直写光刻机，分别用于不同的特定应用范畴。例如，电子束直写光刻机主要用于高分辨率掩模版、集成电路原型考证芯片的制造，以及特种器件的小批量制造；激光直写光刻机主要用于特定的小批量芯片的制造。

有掩模光刻机又分为接触/接近式光刻机和投影式光刻机。接触式光刻呈现于20世纪60年代，是小范围集成电路（SSI）时期的主要光刻手腕，主要用于消费制程在5μm以上的集成电路。接近式光刻机于20世纪70年代在小范围集成电路与中范围集成电路（MSI）时期早期被普遍应用，主要用于消费制程在3μm以上的集成电路。目前接触\接近式光刻机的国外消费商主要有德国的苏斯公司、奥天时EVG公司，国内消费商主要有中电科45所、中科院光电技术研讨所等。

投影光刻机自20世纪70年代中后期开端替代接触\接近式光刻机，是先进集成电路大批量制造中的独一光刻方式。早期的投影光刻机的掩模版与衬底图形尺寸比例为1:1，经过扫描方式完成整个衬底的曝光过程。随着集成电路特征尺寸的不时减少和衬底尺寸的增大，减少倍率的步进反复光刻机问世，替代了图形比例为1:1的扫描光刻方式。当集成电路图形特征尺寸小于0.25μm时，由于集成电路集成度的进一步进步，芯片面积更大，请求一次曝光的面积增大，促使更为先进的步进扫描光刻机问世。经过配置不同的曝光光源，步进扫描技术可支撑不同的工艺技术节点，从KrF248mm、ArF193mm、ArF193mm浸没式，直至EUV光刻。在0.18μm工艺节点后，高端光刻机厂商根本采用步进扫描技术，并不断沿用至今。

投影光刻机的根本分辨率R=K1*λ/NA，其中K1为工艺因子，依据衍射成像原理，其理论极限值是0.25；NA为光刻机成像物镜的数值孔径；λ为所运用的光源的波长。进步投影光刻机分辨率的理论和工程途径是增大数值孔径NA，缩减波长λ，减小K1。

采用ArF干法曝光方式**支持65nm成像分辨率，45nm以下及更高成像分辨率无法满足，故而需求引入浸没式光刻办法。浸没式光刻办法经过将镜头像方下外表与圆片上外表之间充溢液体（通常是折射率为1.44的超纯水），从而提升了成像系统的**数值孔径（NA=1.35）。采用ArF浸没式光刻技术，思索光刻物理极限的限制和设备的实践工作才能，其*小分辨率可完成38nm。为了完成更小的工艺线宽（CD）请求，目前经过采用多重图形技术（Multi-pattern Technology）能够支撑至7nm节点工艺。

为了进步光刻分辨率，在采用准分子光源后进一步缩短曝光波长，引入波长10~14mm的极紫外光EUV作为曝光光源。EUV光刻机研发难度及费用极大，英特尔、三星和台积电都曾对光刻机龙头ASML投资，以支持EUV光刻设备研发，并希望获得EUV设备的优先权。ASML从事EUV光刻机的研制已是第12个年头了，甚于“十年磨一剑”。2017年，姗姗来迟的EUV光刻机终于进入了量产阶段。



资讯来源：汕头罗克自动化