日前，由杭州立昂微電子股份有限公司投資83億元、年產(chǎn)360萬片集成電路用12英寸硅片項目在浙江衢州集聚區(qū)正式簽約。類似的集成電路大硅片項目投資的新聞近來常見諸各網(wǎng)站。在資本和地方政府的支持下，最近兩年，8英寸、12英寸硅片項目在國內(nèi)各地相繼落地，這些項目或獨資或合資，其目的都是為了迎合中國大陸集成電路建線熱潮。大硅片項目的上馬是否能跟上國內(nèi)集成電路建線的節(jié)奏?在技術(shù)、人才，乃至市場策略上需要解決哪些問題?這無疑是目前業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注又期待解決的問題。

12英寸硅片全靠進口 產(chǎn)業(yè)鏈安全面臨風(fēng)險

硅片作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游材料，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“糧食”，它占芯片制造各類材料總成本的1/3左右。長期以來，半導(dǎo)體硅片的市場由日本信越化學(xué)、勝高(SUMCO)，我國臺灣環(huán)球晶圓，德國世創(chuàng)，韓國SK Siltron五大公司把控，它們共占據(jù)了全球硅片市場90%以上的市場份額。在12英寸硅片市場，占有率更是超過97%。

“大尺寸硅片生產(chǎn)是我國集成電路發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)。目前，中國12英寸大硅片幾乎100%依賴進口，8英寸硅片90%依賴進口，國內(nèi)只有硅產(chǎn)業(yè)集團實現(xiàn)了300mm硅片的量產(chǎn)。”上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司CEO李煒告訴《中國電子報》記者，“12英寸硅片技術(shù)和產(chǎn)能缺失，將使國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)面臨供應(yīng)鏈安全風(fēng)險。”

從2016年下半年開始，全球范圍內(nèi)硅片價格持續(xù)處于上漲態(tài)勢。今年年初，有機構(gòu)預(yù)測，2018年12英寸硅片價格將上漲20%。面對來自國際硅片廠商開啟的漲價窗口，中國半導(dǎo)體制造企業(yè)絲毫沒有話語權(quán)，只能“聽之任之”。因此，發(fā)展中國大硅片產(chǎn)業(yè)，補齊上游材料的短板，將能夠大大提升下游半導(dǎo)體制造廠商對進口供應(yīng)商的議價能力，對促進中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

需求大增 大硅片項目相繼開建

隨著高端制程工藝競賽，儲存器市場(云計算、移動應(yīng)用)持續(xù)火爆，消費電子、汽車電子、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的需求增加，市場對12英寸芯片的需求越來越大，相應(yīng)的對大尺寸硅片的需求也隨之水漲船高。

有資料顯示，到目前為止，中國已經(jīng)投產(chǎn)的8英寸、12英寸晶圓生產(chǎn)線分別為20和12條，在建或擬建的生產(chǎn)線分別為3條和22條。“為滿足這些產(chǎn)線的需求，到2020年，12英寸硅片需求將超過125萬片/每月，其中約80萬片為新增需求，新增量約為現(xiàn)有產(chǎn)能的2倍。”李煒向記者表示，“近幾年，隨著國家、地方、社會資本對半導(dǎo)體行業(yè)的大力投資，加上硅材料市場向好，投向硅片的資本越來越多。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)硅材料企業(yè)已經(jīng)投入和未來幾年計劃投入的總投資已超過700億元人民幣。”中國12英寸硅片的國產(chǎn)化，將助推國內(nèi)整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

上海申和熱磁電子有限公司常務(wù)副總裁郭建岳表示：“大硅片是集成電路產(chǎn)業(yè)非常基礎(chǔ)的材料，沒有它，IC制造廠即使設(shè)備已安裝好，也無濟于事。目前看，國內(nèi)對12英寸硅片需求不會有問題，據(jù)統(tǒng)計，每個月會有60萬片左右的需求量。兩三年之后，每個月的需求量會達(dá)到100萬片或更多。”這個數(shù)字跟之前李煒說的大致相同。郭建岳告訴記者：“從目前各大硅片廠商發(fā)布的消息看，他們已和芯片制造廠簽訂長期合同，即原有的訂單將被長期客戶消化，留給中國芯片制造企業(yè)的產(chǎn)能很少。因此，從這個角度看，中國發(fā)展大尺寸硅片非常有必要。這也是為什么國內(nèi)近期建設(shè)大硅片熱度不減的原因。”

補齊技術(shù)和人才短板 拾級而上發(fā)展硅片產(chǎn)業(yè)

從技術(shù)和成本的角度看，硅片直徑越大，在一個硅片上可制作的集成電路芯片數(shù)就越多，每個芯片的成本也就越低。因此，大硅片是硅片制備技術(shù)的發(fā)展方向。但硅片尺寸越大，對微電子工藝設(shè)備、材料和技術(shù)的要求也就越高。從國際范圍來看，半導(dǎo)體硅材料是發(fā)展了幾十年的成熟行業(yè)，主要專利被國際巨頭把控。我國在技術(shù)、人才的積累方面相當(dāng)薄弱，成為制約國內(nèi)半導(dǎo)體硅片業(yè)發(fā)展的短板。

“12英寸大硅片不僅是資本密集型，更是技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。相比于光伏硅片(9個9純度)，半導(dǎo)體硅片純度必須達(dá)到11個9以上，硅片生產(chǎn)有很高的技術(shù)壁壘。”李煒說。

郭建岳具體解釋了國內(nèi)硅片生產(chǎn)技術(shù)存在的瓶頸，他說：“目前國內(nèi)大硅片生產(chǎn)技術(shù)還存在很大問題，尤其是拉單晶技術(shù)，單晶的氧碳含量、電阻率、缺陷控制還保證不了。”

相比于技術(shù)的缺失，從事硅片研發(fā)的技術(shù)人員短缺也是一個大問題。郭建岳告訴記者，目前，國內(nèi)有實際經(jīng)驗的技術(shù)人員明顯不足，雖然有些高校開設(shè)了半導(dǎo)體材料相關(guān)專業(yè)，但純粹的理論知識和實踐相去甚遠(yuǎn)。因此，國內(nèi)硅片制造企業(yè)還要想辦法從國外引進高水平的、有實際工作經(jīng)驗的技術(shù)人才。

“2017年，全國范圍內(nèi)半導(dǎo)體硅片從業(yè)人員約6000人左右，僅相當(dāng)于國際五大硅片制造企業(yè)中1家日本公司的員工人數(shù)。如果從行業(yè)工作年限、工作經(jīng)驗來看，國內(nèi)從業(yè)人員的技術(shù)水平、熟練程度等落后得更多。”李煒補充說。

因此，國內(nèi)半導(dǎo)體硅片要健康發(fā)展，必須在技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)上花大力氣，做好長期投入的準(zhǔn)備。李煒認(rèn)為，中國的12英寸硅片產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)量是一個拾級而上、循序發(fā)展的過程，政府和社會資本現(xiàn)在就要開始非常謹(jǐn)慎、有針對性地支持優(yōu)勢企業(yè)，以資本和市場的力量，促進現(xiàn)有硅片企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的合作。只有化低效競爭為合作，集中資本、技術(shù)、人才等資源，共同發(fā)展，才有可能做大做強，在實現(xiàn)國內(nèi)硅片有效供應(yīng)的同時，積極參與國際競爭。

李煒表示，遍地開花的項目大大分散了國內(nèi)原本就十分有限的技術(shù)和人才資源。他強調(diào)，目前國內(nèi)硅片企業(yè)一哄而上、盲目建設(shè)的浪潮必須剎住，否則幾年后，國內(nèi)光伏和LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展所經(jīng)歷的低效重復(fù)建設(shè)、以致后來大規(guī)模行業(yè)虧損的慘痛教訓(xùn)，將再次在半導(dǎo)體硅片行業(yè)上演，這無疑將給產(chǎn)業(yè)帶來嚴(yán)重的打擊。

“此外，除了生產(chǎn)硅片的企業(yè)要開展技術(shù)攻關(guān)外，其上游的基礎(chǔ)化學(xué)品和設(shè)備企業(yè)也需要協(xié)同攻關(guān)，以滿足硅片生產(chǎn)的配套要求。”郭建岳最后告訴記者。