什么是電子級(jí)多晶硅？

電子級(jí)多晶硅材料是集成電路的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，過去中國(guó)市場(chǎng)上的集成電路用多晶硅材料基本完全依賴進(jìn)口。電子級(jí)多晶硅是純度最高的多晶硅材料。

相對(duì)于太陽(yáng)能級(jí)多晶硅99.9999％純度，電子級(jí)多晶硅的純度要求達(dá)到99.999999999％。5000噸的電子級(jí)多晶硅中總的雜質(zhì)含量相當(dāng)于一枚1元硬幣的重量。

作為集成電路行業(yè)的“基石”，電子級(jí)多晶硅一直都是國(guó)家發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略原材料。在此之前世界范圍內(nèi)能完全生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅產(chǎn)品，只有Wacker、hemlock等企業(yè)，關(guān)鍵性的技術(shù)主要掌握在德國(guó)、日本和美國(guó)為首的企業(yè)手中。
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電子級(jí)多晶硅產(chǎn)業(yè)的下游是硅片制造商，硅片制造商把電子級(jí)多晶硅拉成單晶硅，經(jīng)切片、拋光等處理后的高純度硅片交付給晶圓代工廠，晶圓廠根據(jù)芯片的設(shè)計(jì)商給出的IC設(shè)計(jì)生產(chǎn)集成電路裸片（即晶圓），最后晶圓交由封裝廠進(jìn)行封裝，至此“芯片”生產(chǎn)完畢，可交由OEM廠進(jìn)行組裝。

電子級(jí)多晶硅投產(chǎn)意義重大

2015年12月，鑫華半導(dǎo)體由國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金聯(lián)手保利協(xié)鑫共同投資，建設(shè)國(guó)內(nèi)首條5000噸半導(dǎo)體集成電路專用電子級(jí)多晶硅生產(chǎn)線。去年11月8日協(xié)鑫旗下鑫華半導(dǎo)體正式發(fā)布電子級(jí)多晶硅產(chǎn)品。

鑫華半導(dǎo)體公司第一條生產(chǎn)線的產(chǎn)能為5000噸，可保證國(guó)內(nèi)企業(yè)三至五年內(nèi)電子級(jí)多晶硅不會(huì)缺貨，產(chǎn)品質(zhì)量滿足40nm及以下極大規(guī)模集成電路用12英寸單晶制造需求。同時(shí)，還將規(guī)劃再上一條5000噸生產(chǎn)線，以更好地滿足國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

據(jù)徐州發(fā)布消息，江蘇鑫華半導(dǎo)體材料科技有限公司總經(jīng)理田新表示，鑫華半導(dǎo)體研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)317次電子級(jí)多晶硅生產(chǎn)試驗(yàn)，用一年多時(shí)間，對(duì)629項(xiàng)技術(shù)、設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)，以70%的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，系統(tǒng)性解決了雜質(zhì)釋放問題，實(shí)現(xiàn)了原料端徹底祛除和控制雜質(zhì)，并且全球首創(chuàng)采用自動(dòng)化無接觸硅料處理系統(tǒng)。

鑫華半導(dǎo)體材料科技有限公司副總經(jīng)理張曉東表示，中國(guó)是世界最大電子產(chǎn)品制造國(guó)，每年對(duì)集成電路器件及芯片需求巨大，但幾十年來基本依賴歐美日進(jìn)口。鑫華電子級(jí)多晶硅的自主生產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)電子級(jí)多晶硅突破海外多年技術(shù)封鎖，填補(bǔ)國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)一項(xiàng)空白。

他說：“鑫華電子級(jí)多晶硅的投產(chǎn)，不僅將打破國(guó)外技術(shù)、市場(chǎng)壟斷，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體級(jí)原材料生產(chǎn)的空白，鑫華公司也將成為繼美國(guó)Hemlock、德國(guó)Wacker之后全球第三大半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)商。”

國(guó)內(nèi)高品質(zhì)多晶硅缺口依然巨大

從進(jìn)口數(shù)據(jù)分析，2013年至2017年，我國(guó)多晶硅進(jìn)口數(shù)量從80653噸逐年攀升至144000噸。2014年，國(guó)務(wù)院簽發(fā)了《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，同時(shí)成立了國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，電子級(jí)多晶硅迎來重大利好。

從近十年的發(fā)展?fàn)顩r來看，雖然多晶硅在我國(guó)得到長(zhǎng)足發(fā)展，但高品質(zhì)多晶硅仍然需要進(jìn)口。進(jìn)口數(shù)據(jù)中所有的分立器件、集成電路用多晶硅和高效光伏電池用多晶硅全部進(jìn)口，國(guó)內(nèi)高品質(zhì)多晶硅缺口仍然巨大。

全球三大半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)商

上文提到，鑫華公司投產(chǎn)之后，有望成為繼美國(guó)Hemlock、德國(guó)Wacker之后全球第三大半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)商。美國(guó)Hemlock、德國(guó)Wacker已經(jīng)霸占巨頭地位多年。

德國(guó) Wacker

簡(jiǎn)介：瓦克是光伏領(lǐng)域的先驅(qū)企業(yè)之一，如今已成為多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域的全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。多晶硅這種異常純凈的材料是光伏及半導(dǎo)體領(lǐng)域高級(jí)應(yīng)用的核心原料。

瓦克有三個(gè)生產(chǎn)基地能夠根據(jù)統(tǒng)一而持久有效的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)高純多晶硅，并能夠?qū)υ谏a(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品進(jìn)行高度集成的物料循環(huán)利用，使其作為原材料得到回收利用，創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

對(duì)半導(dǎo)體組件而言，所用材料的純度和質(zhì)量對(duì)硅片的效率或產(chǎn)率有著決定性作用。硅片是現(xiàn)代微電子技術(shù)和納米電子技術(shù)的基礎(chǔ)。用硅制成的電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于電腦、智能手機(jī)、平板顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。

美國(guó) Hemlock

Hemlock半導(dǎo)體在過去的50多年中一直是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，為半導(dǎo)體和太陽(yáng)能晶圓制造提供最高品質(zhì)的多晶硅。

Hemlock半導(dǎo)體集團(tuán)主要生產(chǎn)多晶硅原料，該公司是美國(guó)道康寧公司、信越半導(dǎo)體（Shin-Etsu Handotai ）與三菱材料集團(tuán)（Mitsubishi Materials Corp.）成立的合資企業(yè)。

2013年11月，多晶硅生產(chǎn)商Hemlock Semiconductor的小股東三菱綜合材料公司（Mitsubishi Materials），將其在該公司的股份以2.4億美元出售給道康寧公司（Dow Corning），道康寧獲得Hemlock全部股權(quán)。

2015年12月，康寧公司方面發(fā)布消息確認(rèn)將其在50%的道康寧股權(quán)出售給陶氏化學(xué)，估價(jià)約為48億美元現(xiàn)金，以及在道康寧旗下公司Hemlock Semiconductor Group中所持的股份。該交易已經(jīng)在2016年6月份完成。

結(jié)束語(yǔ)

《中國(guó)能源報(bào)》此前報(bào)道稱，我國(guó)電子級(jí)多晶硅的研制始于二十世紀(jì)五十年代，六十年代中期進(jìn)入批量生產(chǎn)，至七十年代末改良西門子法的生產(chǎn)技術(shù)、工藝已臻成熟。

那時(shí)盡管生產(chǎn)規(guī)模小，設(shè)備簡(jiǎn)陋，但因當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)需求少，生產(chǎn)的產(chǎn)品基本能夠滿足國(guó)內(nèi)需求。此后由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不足、質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，我國(guó)開始大量進(jìn)口電子級(jí)多晶硅。

現(xiàn)在鑫華半導(dǎo)體終于量產(chǎn)，甚至有望躋身全球前三大半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)商之列，目前不僅已經(jīng)向國(guó)內(nèi)部分晶圓加工廠批量供貨，而且也有一批集成電路用高純度硅料出口。未來我國(guó)將逐步減少電子級(jí)多晶硅進(jìn)口，助力該領(lǐng)域巨頭壟斷問題得到緩解。