第一情报 ---材料工业

半导体硅材料产业发展:2003年度

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-10-26   关键字:半导体  硅材料  
以半导体硅材料、化合物半导体和锗材料互为补充的半导体材料是支撑电子技术的基础功能材料,其中,硅材料又是最重要、应用最为广泛的半导体材料。在当今全球半导体市场中,95%以上的半导体器件和90%以上的大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(ULSI)都是制作在高纯优质的硅抛光片和外延片上的。目前全世界硅片销售金额约60~80亿美元,每年消耗约18,000~25,000吨半导体级多晶硅,消耗6000~7000吨单晶硅。
 
从SEMI对整个芯片制造所用材料的估计及预测可以明显地看出:2002~2004年间,全球硅片材料市场发展十分强劲,年均增幅将达到16.7%;硅片在整个芯片制造材料中占有举足轻重的地位,其占整个所用材料总量成本的40%。
 
从市场布局来看,硅片市场的国际化和生产垄断化已经形成。上世纪90年代末,日本、德国和韩国(主要是日、德两国)基本控制的8大硅片公司的销量占世界硅片销量的90%以上。其中信越(Shin-Etsu)、瓦克(Wacker)、住友(Sumitomo)、美国MEMC公司和日本三菱材料公司,这5家公司2001年硅晶片的销售总额为42.73亿美元,占全球销售额的79.1%,而其中的3家日本公司占据了全球市场份额的50.7%,表明日本在全球硅晶片行业中占据了主导地位。
 
随着硅材料制备技术的提高和集成技术的进步,硅片大直径化已成为当前硅单晶材料发展的显著特征和必然趋势。目前全球主流硅晶片已由8英寸逐渐过渡到12英寸,研制水平达到16英寸。硅片直径的扩大可以大大提高半导体的性能,为器件厂提升生产效率、降低生产成本,带来显著经济效益。根据美国的15年半导体技术发展规划,预计到2010年,半导体IC最小线宽将达到0.07μm,DRAM达到64GB,MPU和ASIC集成度分别达到90M和40M晶体管/cm2,硅圆片尺寸将采用16~18英寸。受到2001年全球半导体大衰退、2002年复苏缓慢的影响,12英寸晶圆厂建设或产能扩充时的先期投入的风险、目前12英寸硅晶圆价格仍高等因素使得成本效益未能发挥,导致厂商裹足不前。
 
然而,IC制造朝向12英寸晶圆演进是产业既定的发展方向,以DRAM厂商为例,DRAM产品往高集积度发展,12英寸晶圆厂批量生产所能带来的经济规模将使得先切入厂商无论在晶粒成本或产量都能占有绝对优势,有助于提升市场占有率。截至2002年底,已有Infineon、Micron、Samsung、ProMOS、PSC等DRAM厂商陆续投片试产,并作了批量生产的准备。
 
另一方面,对效能要求严格、产品附加价值高、晶粒面积大的微组件产品,12英寸晶圆厂的先进制程与庞大产能正好符合其需求,Intel和TI在12英寸晶圆厂的动作积极。对晶圆代工厂商而言,顺应客户产品设计的需求,为确保客户12寸制程的产能充裕无虞,亦必须建设12英寸晶圆产能,目前属台积电及联电切入最早。由于一座12英寸晶圆厂约需25~30亿美元投资,许多整合组件制造商基于布局考虑或因无法独力投资盖厂,多以合资建厂完成12英寸晶圆产能及制程技术的部署,Motorola & Infineon、STM & Philips及UMC & Infineon等合作关系比比皆是。截至2003年全球投片的12英寸晶圆厂如下表所示:
 
表:全球建成及在建的12英寸晶圆厂一览表
地区
公司
产品
技术(μm)
产能(片)
投产年
台湾
TSMC
Foundry
0.13
25,000
02/Q1
TSMC
Foundry
0.13
30,000
2003
UMC
Foundry
0.13
40,000
2001
ProMos
DRAM
0.14
18,000
02/Q1
PSC
256MbDRAM
0.13
25,000
2002
美国
Intel
CPU
0.13
8,000
2001
Intel
CPU
N/A
N/A
2001
Intel
CPU
0.07
8,000
2003
Intel
CPU
0.13
20,000
02/H2
Intel
CPU
0.13
40,000
2003
TI
DSP
0.13
30,000
2001
Infineon
256MbDRAM
0.13
32,000
2003
IBM
Logic, Communication
0.1
1,800
2002
Micron
DRAM
0.11
40,000
02/Q4
Micron
DRAM
0.15
5,000
2003
Micron
DRAM
0.11
5,000
2002
Samsung
Advanced Memory
0.18
25,000
2003
SEMATECH
R&D
0.18
6,400
1989
日本
Trecenti
SRAM, LSI, Logic
0.15
10,000
2001
UMCj
Foundry
N/A
40,000
2003
IBM
Logic chips for cell phones, network devices
0.13
6,600
2003
MITI
R&D
0.1
4,500
2002
SONY
CCD, OPTICAL SUBSTRATES
0.25
3,000
01/Q4
韩国
Samsung
256MbDRAM
0.15
15,000
2001
Samsung
DRAM
0.11
15,000
2003
欧洲
Infineon
256MbDRAM
0.14
25,800
2001
STM
FLASH
0.13
17,500
2003
STM
ADVANCED EMBEDDED LOGIC
0.12
8,600
2002
新加坡
UMCi
Foundry
0.13
20,000
03/Q2
资料来源:台湾工研院经资中心,上海科学技术情报研究所整理。
 

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