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中国欲收购硅晶圆厂Siltronic,改变全球格局? 

2016年12月13日 09:38 次阅读

  在早前谈到中国的半导体投资建设,一直都是围绕在芯片设计、制造和封装等领域,但对于半导体芯片的源头——硅晶圆,却谈的少之又少。我认为主要有两方面的原因:一是国内在这方面的发展不尽如人意;另一方面是因为目前的需求和价格还是在可接受范围。

  但早两天有报道宣称,明年上半年的硅晶圆可能会面临大面积涨价的可能,更严重的是随之而来可能会出现的缺货困境。这对于国内那些投入了大量资金建设12寸厂的晶圆厂来说,这真的一个出师不利的信息。

  在这个关头,台湾媒体传出了国内半导体基金将要收购总部位于德国慕尼黑的硅晶圆厂Siltronic,综合中国目前的半导体建设热潮,德国爱思强刚刚拒绝了中国资本的收购还有硅晶圆面临缺货的危机,这个消息的颁布无疑给今年的半导体市场又投下了一颗深水炸弹。

  为什么中国需要硅晶圆厂

  半导体行业的人都知道,一个芯片被设计出来之后,需要把设计文件交付到TSMC这样的代工厂进行芯片生产,而TSMC则会根据客户的设计文件,在硅片上“刻”上电路。这个需要的硅片就是由硅晶圆厂生产的。

  而过去的几十年里,产业界为了降低芯片的制造成本,一直推进硅晶片的往前推进,从最初的1英寸到12英寸。


硅晶圆尺寸的进化史(4英寸到12英寸)

  但晶圆生产是一个不算非常复杂,但是对精度要求很高的过程。主要涉及到纯化和拉晶。

  纯化分为两个阶段,第一步是冶金级纯化,此一过程主要是加入碳,以氧化还原的方式,将氧化硅转换成98%以上纯度的硅。大部份的金属提炼,像是铁或铜等金属,皆是采用这样的方式获得足够纯度的金属。但是,98%对于晶片制造来说依旧不够,仍需要进一步提升。因此,将再进一步采用西门子制程(Siemensprocess)作纯化,如此,将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。

  接着,就是拉晶的步骤。首先,将前面所获得的高纯度多晶硅融化,形成液态的硅。之后,以单晶的硅种(seed)和液体表面接触,一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种,是因为硅原子排列就和人排队一样,会需要排头让后来的人该如何正确的排列,硅种便是重要的排头,让后来的原子知道该如何排队。最后,待离开液面的硅原子凝固后,排列整齐的单晶硅柱便完成了。


单晶硅晶柱

  然后把单晶硅柱切割成一片片厚度约为150μm(0.015cm)左右的硅晶片。

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