Silikon yonga plakası endüstrisini derinlemesine inceleyerek yarı iletken malzemelerin kralı olma potansiyeli büyük [indir ektedir]
Silikon gofret, yarı iletken malzemelerin temel taşıdır ve önce tek kristal çekilerek silikon çubuk haline getirilir, ardından silikon çubuklar halinde kesilir. Silikon atomlarının değerlik elektron sayısı 4 ve sıra sayısı orta olduğundan, silikonun özel fiziksel ve kimyasal özellikleri vardır ve kimyasal, fotovoltaik, çip ve diğer alanlarda kullanılabilir. Özellikle çip alanında, silikonun yarı iletken özellikleri onu çipin temel taşı haline getirmiştir. Fotovoltaik alanda, güneş enerjisi üretimi için kullanılabilir. Dahası, yer kabuğundaki silikon oranı% 25,8'e ulaşıyor, bu da madencilik ve geri dönüştürülebilirlik için daha uygun, bu nedenle fiyat düşük, bu da silikonun uygulama aralığını daha da artırıyor.
Bu akıllı dahili referans sayısında, silikon malzeme endüstrisinin mevcut durumunu, teknik özelliklerini ve yerli ikame eğilimlerini ortaya koyan Zheshang Securities'in "Silikon Gofretler Üzerine Derinlemesine Rapor" raporunu öneriyoruz. Bu makalenin raporunu (silikon çip kapsamlı raporu) toplamak istiyorsanız, Zhishi Toutiao özel mesajındaki "zhishi 449" anahtar kelimesini yanıtlayarak raporu alabilirsiniz.
Dönem boyunca katılım kaynağı: Zheshang Securities
orjinal başlık:
"Gofret Derinlik Raporu"
Eser sahibi: Sun Fangfang
1. Silikon - yonga malzemesinin temel taşı
Silikon malzemeler, birim hücrelerin dizilişine göre tek kristal silikon ve polikristal silikon olmak üzere ikiye ayrılır. Monokristal silikon ve polikristalin silikon arasındaki en büyük fark, polikristalin silikon düzensizken monokristal silikonun hücre sıralarının sıralanmasıdır. İmalat yöntemleri açısından, polisilikon genellikle silikon malzemenin doğrudan eritmek için bir potaya dökülmesi ve ardından soğutulmasıyla yapılır. Külçe oluşturmak için tek kristalin çekilmesiyle tek kristal silikon oluşturulur (Czochralski yöntemi). Fiziksel özellikler açısından, iki tür silikonun özellikleri oldukça farklıdır. Monokristal silikon, güçlü bir iletkenliğe ve yüksek fotoelektrik dönüşüm verimliliğine sahiptir Monokristal silikonun fotoelektrik dönüşüm verimliliği genellikle yaklaşık% 17 ila% 25 ve polikristalin silikonun verimliliği% 15'in altındadır.
Yarı iletken levhalar ve fotovoltaik levhalar
Tek kristal silikon hücre yapısı
Fotovoltaik silikon gofret : Fotoelektrik etkisi ve monokristal silikonun bariz avantajları nedeniyle, insanlar güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için silikon levhalar kullanırlar. Fotovoltaik alanda genel olarak köşeleri yuvarlatılmış tek kristal silikon hücreler kullanılmaktadır. Daha ucuz elektrikli polisilikon gofretler de kullanılır, ancak dönüştürme verimliliği daha düşüktür.
Monokristal silikon hücrenin önü ve arkası
Polikristalin silikon hücre ön ve arka
Fotovoltaik silikon levhaların saflık ve eğilme gibi parametreler için düşük gereksinimleri olduğundan, üretim süreci nispeten basittir. Örnek olarak monokristal silikon hücreyi ele alalım İlk adım kare ve yuvarlak kesmektir Monokristal silikon çubuk boyut gereksinimlerine göre kare çubuklar halinde kesilir ve ardından kare çubuğun dört köşesi yuvarlatılır. İkinci adım, esas olarak tek kristal kare çubuğun yüzey safsızlıklarını çıkarmak için asitle temizleme işlemidir. Üçüncü adım dilimlemedir, önce temizlenmiş kare çubuğu ve çalışma tahtasını yapıştırın. Ardından çalışma tahtasını dilimleyiciye yerleştirin ve ayarlanan işlem parametrelerine göre kesin. Son olarak, monokristal silikon plaka temizlenir ve yüzey düzgünlüğü, direnci ve diğer parametreler izlenir.
Yarı iletken gofret : Yarı iletken silikon levhaların, fotovoltaik silikon levhalara göre daha yüksek gereksinimleri vardır. Her şeyden önce, yarı iletken endüstrisinde kullanılan silikon gofretlerin tamamı, silikon gofretin her bir konumu için aynı elektriksel özellikleri sağlamak için monokristal silikondur. Şekil ve boyut açısından, fotovoltaik için monokristal silikon levhalar, esas olarak 125 mm, 150 mm ve 156 mm yan uzunlukları ile karedir. Yarı iletkenler için tek kristalli silikon gofretler yuvarlaktır ve gofretlerin çapı 150 mm (6 inç gofret), 200 mm (8 inç gofret) ve 300 mm (12 inç gofret) 'dir. Saflık açısından, fotovoltaik için monokristal silikon gofretlerin saflığı 4N-6N (% 99.99 -% 99.9999) arasında bir silikon içeriği gerektirir, ancak yarı iletkenler için monokristal silikon gofretler yaklaşık 9N (% 99.9999999) - 11N (% 99.999999999) arasındadır. Minimum saflık gereksinimi, fotovoltaik monokristal silikon levhaların 1000 katıdır. Görünüm açısından, yarı iletkenler için silikon levhaların yüzey düzlüğü, pürüzsüzlüğü ve temizliği, fotovoltaik silikon levhalara göre daha yüksektir. Saflık, fotovoltaikler için monokristal silikon plakalar ve yarı iletkenler için monokristal silikon plakalar arasındaki en büyük farktır.
Yarı iletken gofret üretim süreci
Moore Yasasının gelişimi, silikon levhaların geliştirilmesidir. Yarı iletken silikon levhalar yuvarlak olduğundan, yarı iletken silikon levhalar da "silikon levhalar" veya "levhalar" olarak adlandırılır. Gofretler, yonga üretiminin "temelidir" ve tüm yongalar bu "temel" üzerinde üretilir. Yarı iletkenler için silikon levhaların geliştirme tarihinde, temel olarak İki boyut ve yapı yönü .
Boyut açısından, silikon gofretlerin gelişim yolu gittikçe büyüyor : Entegre devre geliştirmenin ilk aşamalarında 0,75 inçlik gofretler kullanıldı. Gofret alanını artırmak ve tek bir gofret üzerindeki cips sayısını artırmak maliyetleri düşürebilir. 1965 civarında Moore Yasasının yürürlüğe girmesiyle, hem entegre devre teknolojisi hem de silikon levhalar hızlı bir gelişme dönemini başlattı. Gofret 4 inç, 6 inç, 8 inç ve 12 inçlik düğümlerden geçti. Intel ve IBM, 2001 yılında ortaklaşa 12 inçlik gofret yonga üretimini geliştirdiğinden beri, mevcut ana akım silikon gofretler yaklaşık% 70'ini oluşturan 12 inçlik gofretler, ancak 18 inç (450 mm) gofretler de gündemde.
Farklı boyuttaki gofretlerin parametreleri
Gofret boyutunun gelişimi
Yapı açısından, silikon gofretlerin gelişme yönü giderek daha karmaşık hale geliyor : Entegre devrelerin geliştirilmesinin başlangıcında sadece bir tür mantık yongası vardı, ancak artan uygulama senaryoları, mantık yongaları, güç aygıtları, analog yongalar, dijital-analog hibrit yongalar, flash / Dram bellek yongaları, radyo frekansı yongaları vb. Birbiri ardına silikon yongalar yaparak ortaya çıktı. Yapıda farklı formlar ortaya çıktı. Şimdi, üç ana tür var:
PW (Polonya Gofreti): Parlatma gofreti. Tek kristalin çekilmesinden hemen sonra kesilerek elde edilen silikon gofret pürüzsüzlük veya eğrilik açısından mükemmel olmadığından önce parlatılması gerekir. Bu yöntem aynı zamanda en ilkel silikon gofret işleme yöntemidir.
AW (Tavlı Gofret): Tavlı gofret. Süreç teknolojisinin sürekli gelişmesi ve transistör özellik boyutlarının sürekli olarak küçültülmesiyle, silikon gofret yüzeyindeki yerel kafes kusurları ve silikon gofret yüzeyindeki yüksek oksijen içeriği gibi cilalı gofretlerin kusurları kademeli olarak ortaya çıkar. Bu sorunları çözmek için gofret tavlama teknolojisi geliştirilmiştir. Cilalamadan sonra silikon plaka, yüksek sıcaklıkta tavlama için inert gazla (genellikle argon) doldurulmuş bir fırın tüpüne yerleştirilir. Bu sadece silikon gofretin yüzeydeki kafes kusurlarını onarmakla kalmaz, aynı zamanda yüzey oksijen içeriğini de azaltır.
EW (Epitaxy Wafer): Epitaxy silikon plaka. Entegre devrelerin uygulama senaryoları artmaya devam ederken, silikon gofret fabrikalarının ürettiği standart silikon gofretlerin elektriksel özellikleri artık belirli ürünlerin gereksinimlerini karşılayamamaktadır. Aynı zamanda, termal tavlama ile azaltılan kafes kusurları, gittikçe daha küçük hat genişlikleri talebini karşılayamaz. Bu, epitaksiyel silikon levhalarla sonuçlandı. Normal epitaksiyel katman silikon bir filmdir. Orijinal silikon gofretin temelinde, ince film biriktirme teknolojisi kullanılarak ince bir silikon filmi büyütülür. Silikon epitakside, silikon substrat bir tohum kristal modu olarak var olduğundan, epitaksiyel katmanın büyümesi silikon tabakanın kristal yapısını kopyalayacaktır. Substrat silikon plaka tek kristal olduğundan, epitaksiyel katman da tek kristaldir. Ancak cilalanmadığı için silikon gofretin yüzeyindeki kristal kafes kusurları büyümeden sonra çok düşük bir seviyeye indirilebilir.
Epitaksiyel teknik göstergeler temel olarak epitaksiyel tabakanın kalınlığını ve üniformluğunu, özdirenç homojenliğini, toplu metal kontrolünü, partikül kontrolünü, istifleme hatalarını, dislokasyonları ve diğer kusur kontrolünü içerir. Bu aşamada insanlar, epitaksiyel reaksiyon sıcaklığını, epitaksiyel gazın akış hızını ve merkez ve kenarlardaki sıcaklık gradyanını optimize ederek çok yüksek bir epitaksiyel katman silikon plaka kalitesi elde etmişlerdir. Farklı ürün ve teknoloji yükseltmelerinin ihtiyaçları nedeniyle, epitaksiyel sürecin sürekli optimizasyonu yoluyla, artık çok yüksek bir epitaksiyel silikon plaka kalitesi elde edilmiştir.
Ek olarak, mevcut teknoloji, orijinal silikon gofretinkinden farklı direnç katkılı elemanlar ve katkı konsantrasyonları ile epitaksiyel tabakalar oluşturabilir, bu da büyütülen silikon gofretin elektriksel özelliklerini kontrol etmeyi kolaylaştırır. Örneğin, kırılma voltajını optimize edebilen ve sonraki yonga imalatında mandallama etkisini azaltabilen düşük konsantrasyonlu katkılı bir PN bağlantısı oluşturmak için bir P-tipi silikon levha üzerinde bir N-tipi silikon epitaksiyel katman oluşturulabilir. . Epitaksiyel tabakanın kalınlığı genellikle farklı kullanım senaryolarına göre değişir.Genel olarak, mantık çiplerinin kalınlığı yaklaşık 0.5 ila 5 mikrondur ve güç cihazlarının kalınlığı, yüksek gerilime dayanmaları gerektiğinden yaklaşık 50 ila 100 mikrondur.
Epitaksiyel gofret büyüme süreci
Epitaksiyel gofretlerin farklı karışımı
SW (SOI Wafer): SOI'nin tam adı Silicon-On-Insulator (Silicon-On-Insulator) 'dir. SOI silikon, küçük parazitik kapasitans, düşük kısa kanal etkisi, yüksek kalıtım yoğunluğu, hızlı hız ve düşük güç tüketimi avantajlarına, özellikle de düşük substrat gürültüsünün avantajlarına sahip olduğundan, SOI silikon genellikle RF ön uç yongalarında kullanılır.
Sıradan silikon gofret MOS yapısı
SOI silikon gofret MOS yapısı
SOI silikon plaka üretmek için dört ana yöntem vardır: SIMOX teknolojisi, Bonding teknolojisi, Sim-bond teknolojisi ve Smart-CutTM teknolojisi.SOI silikon plakaların prensibi nispeten basittir ve temel amaç, substratın ortasına bir yalıtım katmanı eklemektir (genellikle Silikon dioksit esas olarak SiO2'dir).
SOI gofretleri üretmek için dört teknoloji
Performans parametreleri açısından, Smart-CutTM teknolojisi şu anda SOI silikon yonga plakası üretim teknolojisindeki en mükemmel teknolojidir. Simbond teknolojisi ile Smart-Cut teknolojisinin performansı çok farklı değil, ancak en yüksek silikon kalınlığı açısından Smart-Cut teknolojisi ile üretilen SOI silikon gofretler daha ince ve üretim maliyetleri açısından Smart-Cut teknolojisi silikon gofretleri yeniden kullanabiliyor. Gelecekte seri üretimde, Smart-Cut teknolojisi daha fazla maliyet avantajına sahip olacak, bu nedenle endüstri artık Smart-Cut teknolojisinin SOI silikon levhaların gelecekteki geliştirme yönü olduğunu kabul ediyor.
SOI silikon gofretler için farklı üretim teknolojilerinin performanslarının karşılaştırılması
SIMOX teknolojisi: SIMOX'un tam adı İmplante Oksijenle Ayırma'dır (oksijen enjeksiyonu izolasyon teknolojisi). Oksijen atomları gofretin içine enjekte edilir ve ardından oksijen atomlarının çevreleyen silikon atomlarıyla reaksiyona girerek bir silikon dioksit tabakası oluşturması için yüksek sıcaklıkta tavlanır. Bu teknolojinin zorluğu, oksijen iyonu implantasyonunun derinliğini ve kalınlığını kontrol etmektir. İyon implantasyon teknolojisi için daha yüksek gereksinimler.
Birleştirme teknolojisi: Bağlama teknolojisi, bağlama teknolojisi olarak da adlandırılır ve yapıştırma ile üretilen SOI silikon levhalar da kısaca Bonded SOI veya BSOI olarak adlandırılır. Bağlama teknolojisi, üzerinde bir oksit tabakasının (SiO2) büyütüldüğü ve daha sonra başka bir silikon kaynağı ile bağlandığı iki sıradan silikon gofret gerektirir.Bağlantı, oksit tabakasıdır. Son olarak, gömülü katmanın (SiO2) istenen derinliğine kadar taşlanır ve cilalanır. Bağlama teknolojisi iyon implantasyon teknolojisinden daha basit olduğundan, şu anda SOI silikon levhalar çoğunlukla yapıştırma teknolojisi ile yapılmaktadır.
İzolatör üzerinde silikon oluşturmak için iyon implantasyon yöntemi
izolatör üzerinde silikon oluşturmak için gofret yapıştırma yöntemi
Sim-bond teknolojisi: oksijen enjeksiyonu bağlama teknolojisi. Sim-bond teknolojisi, SIMOX ve bond teknolojisinin bir kombinasyonudur. Avantajı, gömülü oksit tabakasının kalınlığının yüksek hassasiyetle kontrol edilebilmesidir. İlk adım, oksijen iyonlarını bir silikon gofret parçasına yerleştirmek ve ardından bir oksit tabakası oluşturmak için yüksek sıcaklıkta termal olarak tavlamak ve ardından silikon gofretin yüzeyinde bir SiO2 oksit tabakası oluşturmaktır. İkinci adım, silikon gofreti başka bir gofrete bağlamaktır. Daha sonra, iyi bir bağlanma arayüzü oluşturmak için yüksek sıcaklıkta tavlama gerçekleştirilir. Üçüncü adım inceltme işlemidir. İnceltmek için CMP teknolojisini kullanın, ancak bağ teknolojisinden farklı olarak sim-bond, SiO2 katmanına ulaştığında otomatik olarak duracak bir kendi kendine durma katmanına sahiptir. Daha sonra SiO2 tabakası dağlama ile kaldırılır. Son adım cilalamadır.
Akıllı kesim teknolojisi: Akıllı soyma teknolojisi. Akıllı kesim teknolojisi, yapıştırma teknolojisinin bir uzantısıdır. İlk adım, gofretin yüzeyinde sabit bir SiO2 kalınlığı oluşturmak için bir gofreti oksitlemektir. İkinci adım, hidrojen iyonlarını gofretin sabit bir derinliğine yerleştirmek için iyon implantasyon teknolojisini kullanmaktır. Üçüncü adım, başka bir gofreti oksit gofrete bağlamaktır. Dördüncü adım, düşük sıcaklıkta termal tavlama teknolojisini kullanmaktır, hidrojen iyonları kabarcıklar oluşturur, böylece silikon gofretin bir kısmı soyulur. Ardından, yapıştırma gücünü artırmak için yüksek sıcaklıkta termal tavlama teknolojisini kullanın. Beşinci adım, silikon yüzeyini düzlemselleştirmektir. Bu teknoloji, uluslararası kabul görmüş bir SOI teknolojisi geliştirme yönüdür.Gömülü oksit tabakasının kalınlığı, tamamen daha doğru olan hidrojen iyonu implantasyonunun derinliği ile belirlenir. Dahası, sıyrılmış gofretler yeniden kullanılabilir, bu da maliyeti büyük ölçüde azaltır.
Sim-bağ yöntemi ile oluşturulmuş izolatör üzeri silikon
İzolatör üzerinde silikon oluşturmak için akıllı kesim yöntemi
2. Yüksek bariyerli üretim teknolojisi
1. Üretim teknolojisi
Silikon gofretlerin hammaddesi, doğada doğrudan çıkarılabilen ve genellikle kum olarak adlandırılan kuvarsdır. Gofret üretim süreci birkaç adımda tamamlanabilir: ana adımlar deoksidasyon saflaştırma, polisilikon rafine etme, monokristal silikon külçeler (silikon çubuklar), namlu taşlama, gofret kesme, gofret parlatma, tavlama, test etme ve paketlemeyi içerir.
CZ (Czochralski yöntemi) yarı iletken gofret üretim süreci
CZ Farad tek kristalinin şematik diyagramı
Oksijen giderme saflaştırma : Silisyum gofret imalatında ilk adım kuvars cevherinin oksijensiz hale getirilmesi ve saflaştırılmasıdır.Ana işlemler arasında ayırma, manyetik ayırma, yüzdürme, yüksek sıcaklıkta gaz giderme vb. Esas olarak cevherdeki ana demir ve alüminyum safsızlıkları giderin.
Polisilikon arıtma : Nispeten saf SiO2 elde edildikten sonra, kimyasal reaksiyonla tek kristal silikon oluşur. Ana reaksiyon SiO2 + C Si + CO'dur. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, CO doğrudan buharlaşır, bu nedenle geriye sadece silikon kristalleri kalır. Şu anda silikon, birçok dergi içeren polikristalin silikon ve kaba silikondur. Fazla safsızlıkları filtrelemek için ham silisyumun temizlenmesi gerekir Yaygın olarak kullanılan asitler hidroklorik asit (HCl), sülfürik asit (H2SO4) vb. Aside batırdıktan sonra silikon içeriği genellikle% 99.7'nin üzerindedir. Asitleme işleminde demir, alüminyum ve diğer elementler de asit içinde çözülür ve filtrelenir. Ancak silikon ayrıca SiHCl3 (triklorosilan) veya SiCl4 (silikon tetraklorür) üretmek için asitle reaksiyona girer. Ancak bu iki madde gaz halindedir, bu nedenle asitle temizleme işleminden sonra orijinal demir, alüminyum ve diğer safsızlıklar asitte çözünmüştür, ancak silikon gaz haline gelmiştir. Son olarak, yüksek saflıktaki gaz halindeki SiHCl3 veya SiCl4, yüksek saflıkta polisilikon elde etmek için hidrojen ile indirgenir.
Monokristal silikon üretmek için Czochralski yöntemi (CZ) yöntemi : Silikon gofretler esas olarak mantık ve bellek yongalarında kullanılır ve pazarın yaklaşık% 95'ini oluşturur; Czochralski yöntemi ilk olarak 1918'de Czochralski'nin erimiş metalden ince filamentleri çekmesiyle ortaya çıkmıştır, bu nedenle CZ yöntemi olarak da adlandırılır. Bu, günümüzde monokristal silikon yetiştirmek için kullanılan ana teknolojidir. Ana işlem polikristalin silikonu bir potaya koymak, eritmek için ısıtmak, ardından bir parça tek kristal silikon çekirdeği kristalini kelepçelemek, pota üzerinde askıya almak ve eriyene kadar eriyik içine bir ucunu sokmak, sonra yavaşça döndürmek ve Yukarı çekin. Bu, tek bir kristal oluşturmak için sıvı ve katı arayüzünde kademeli olarak yoğunlaşacaktır. Tüm süreç tohum kristalini kopyalama işlemi olarak görülebildiğinden, üretilen silikon kristalleri tek kristal silikondur. Ayrıca gofret katkılama işlemi de tek kristalin çekilmesi sürecinde gerçekleştirilir, genellikle sıvı faz katkısı ve gaz fazı katkısı vardır. Sıvı faz katkısı, potadaki P-tipi veya N-tipi elementlerin katkılamasını ifade eder Tek kristalin çekilmesi sürecinde, bu elementler doğrudan silikon çubuğa çekilebilir.
CZ Farad tek kristal yöntemi
Tek kristali çektikten sonra silikon çubuk
Çap haddeleme : 6 inç, 8 inç, 12 inç gibi standart çaplı silikon çubuklar elde etmek için tek kristalleri çekme sürecinde tek kristal silikon çubukların çapını kontrol etmek zordur. Tek kristali çektikten sonra silikon külçenin çapı yuvarlanacak ve yuvarlanan silikon çubuğun yüzeyi pürüzsüz olacak ve boyut hatası daha küçük olacaktır.
Pah kesme : Silikon külçe elde edildikten sonra gofret kesilir, silikon külçe sabit kesim makinasına yerleştirilir ve belirlenen kesim programına göre kesim yapılır. Silikon gofretin küçük kalınlığı nedeniyle, kesilmiş silikon gofretin kenarları çok keskindir. Pah kırmanın amacı düz bir kenar oluşturmaktır. Yivli silikon levha, daha düşük bir merkez gerilimine sahiptir, bu da onu daha güçlü kılar ve sonraki yonga imalatında parçalanması kolay değildir.
cilalama : Parlatmanın temel amacı gofret yüzeyini daha düzgün, düz ve hasarsız hale getirmek ve her bir gofretin kalınlık tutarlılığını sağlamaktır.
Test paketi : Cilalı silikon gofret elde edildikten sonra, silikon gofretin direnç ve diğer parametreler gibi elektriksel özelliklerinin test edilmesi gerekir. Çoğu silikon gofret fabrikası epitaksiyel gofret hizmeti vermektedir.Epitaksiyel gofretlere ihtiyaç duyulursa epitaksiyel gofret büyütme yapılır. Epitaksiyel gofret gerekmiyorsa, paketlenecek ve paketlenecek ve diğer epitaksiyel gofret fabrikalarına veya fabrikalara gönderilecektir.
Bölge eritme yöntemi (FZ) : Bu yöntemin silikon gofretleri çoğunlukla bazı güç yongalarında kullanılır ve pazar payı yaklaşık% 4'tür; FZ (zon eritme yöntemi) ile yapılan gofretler ağırlıklı olarak güç cihazları olarak kullanılır. Ek olarak, silikon gofretlerin boyutu esas olarak 8 inç ve 6 inçtir Şu anda, silikon gofretlerin yaklaşık% 15'i bölge eritme ile yapılmaktadır. CZ yöntemiyle yapılan silikon gofretlerle karşılaştırıldığında FZ yönteminin en büyük özelliği, direncin nispeten yüksek olması, saflığın daha yüksek olması ve yüksek gerilime dayanabilmesidir.Ancak büyük ebatlı gofret yapmak zordur ve mekanik özellikleri zayıftır, bu nedenle genellikle güç için kullanılır. Cihaz silikon gofretleri entegre devrelerde daha az kullanılır.
Bölge eritme yöntemi, monokristal silikon çubuklar yapmak için üç adıma bölünmüştür: 1. Polikristalin silikonun ısıtılması, tohum kristaliyle temas edilmesi ve tek kristalin aşağı doğru döndürülmesi. Vakum veya inert gaz ortamı altındaki bir fırın odasında, ısıtılmış alandaki polisilikon eriyerek bir erimiş bölge oluşturana kadar polisilikon çubuğu ısıtmak için bir elektrik alanı kullanılır. 2. Erime bölgesi ile temas etmek ve eritmek için tohum kristalini kullanın. 3. Konumu ısıtmak için elektrik alanını hareket ettirerek, polisilikon üzerindeki erimiş alan sürekli olarak yukarı doğru hareket ettirilirken, tohum kristali yavaşça döndürülür ve tek bir kristal silikon çubuk oluşturmak için aşağı doğru gerilir. Zon eritme yönteminde potalar kullanılmadığından birçok kirlilik kaynağından kaçınılır ve zon eritme faradı kullanan tek kristal yüksek saflık özelliklerine sahiptir.
FZ Faraday tek kristal uzay yapısı
Tek kristali çeken FZ'nin şematik diyagramı
2. Üretim maliyeti
Yarı iletken silikon levhalar, saflık ve elektriksel özellikler açısından yeni enerjili silikon levhalara göre daha yüksek gereksinimlere sahiptir.Bu nedenle, üretim sürecinde daha fazla saflaştırma aşaması ve hammadde temini gerekir, bu da daha çeşitli hammadde türleriyle sonuçlanır. Bu nedenle, silikon malzeme maliyetlerinin oranı nispeten azalır, ancak üretim maliyetlerinin oranı nispeten artacaktır.
Yarı iletken gofretler için, hammadde maliyeti ana maliyettir ve ana işletme maliyetinin yaklaşık% 47'sini oluşturur. İkincisi, yaklaşık% 38,6'ya tekabül eden üretim giderleridir .. Yarı iletken imalat endüstrisine benzer şekilde, silikon levha endüstrisi, sabit varlıklara yatırım için yüksek talep olan sermaye yoğun bir endüstridir ve makine ve ekipman gibi sabit varlıkların amortismanı nedeniyle daha yüksek üretim giderleri oluşacaktır. Son olarak, doğrudan işçilik maliyetleri yaklaşık% 14,4'dü.
Silikon gofret üretiminin hammadde maliyetleri arasında, polisilikon ana hammaddedir ve yaklaşık% 30,7'yi oluşturmaktadır. İkincisi, yaklaşık% 17.0 oranındaki ambalaj malzemeleridir. Yarı iletken silikon gofretler, özellikle son derece oksitlenebilir maddeler olan silikon gofretler için temizlik ve vakum için yüksek gereksinimlere sahip olduğundan, paketleme gereksinimleri, yeni enerji silikon gofretlere göre çok daha yüksektir. Bu nedenle, maliyet yapısında ambalaj malzemeleri nispeten yüksek bir orana sahiptir. Kuvars pota, hammadde maliyetinin yaklaşık% 8,7'sini oluşturmaktadır. Yarı iletken gofret üretiminde kullanılan kuvars potalar da tek kullanımlık potalardır, ancak potanın fiziksel ve termal özellikleri daha zordur. Parlatma sıvısı, taşlama taşları ve parlatma pedleri toplamın% 13,8'ini oluşturur ve esas olarak silikon gofretlerin parlatma işleminde kullanılırlar.
2018 yılında silikon endüstrisinin işletme maliyetlerinin bileşimi
2018 yılında silikon endüstrisindeki hammaddelerin bileşimi
Su ve elektrik maliyetleri, üretim maliyetlerinin yaklaşık% 15'ini oluşturur: Üretim maliyetlerinde, toplam su ve elektrik maliyeti, toplam üretim maliyetlerinin yaklaşık% 15'ini oluşturur; bunun elektrik maliyeti yaklaşık% 11,4 ve su maliyeti yaklaşık% 3,4'tür. Silicon Industry Group'un 2018 finansal verilerine göre karşılık gelen miktar açısından, toplam elektrik ve su ücreti maliyeti, polisilikon malzemelerin yaklaşık yarısını oluşturan ambalaj malzemelerinin maliyetine eşdeğerdir. Elektrik maliyeti, kuvars potanınkinden yaklaşık% 20 daha yüksektir.
2018 yılında silikon sektöründeki üretim maliyetlerinin oranı
Silikon Sanayi Grubu'nun 2018'deki maliyet yapısının bir parçası (birim: on bin yuan)
3. Silikon gofret üretiminin önündeki dört engel
Silikon levhaların özellikle yarı iletken silikon levhalar için daha yüksek bariyerleri vardır, dört ana engel vardır: Teknik engeller, sertifika engelleri, ekipman engelleri ve sermaye engelleri.
Silikon gofret üretim endüstrisinin temel engelleri
Teknik engeller : Silikon gofretlerin teknik göstergeleri nispeten büyüktür.Genel boyutlara, cilalı gofret kalınlığına, vb. Ek olarak, gofret bükülmesi, özdirenç, eğrilik vb. De vardır. Genel amaçlı 300 mm silikon gofretler için, gelişmiş üretim süreçlerinde silikon gofretlerin tekdüzeliğine yönelik yüksek gereksinimler nedeniyle, 200 mm gofretlere kıyasla düzlük, eğrilik, eğrilik, yüzey metal kalıntıları ve diğer parametreler 300 mm monitöre eklenir Silikon gofretler için kalite gereksinimleri. Saflık açısından, gelişmiş işlemlere sahip silikon gofretler, silikon gofret tedarikçileri için ana teknik engel olan 9N (% 99.9999999) -11N (% 99.999999999) gerektirir.
Silikon gofret son derece özelleştirilmiş bir üründür; saflık, silikon gofretin en temel parametresidir ve aynı zamanda ana teknik engeldir. Ek olarak, silikon gofretler evrensel ürünler değildir ve kopyalanamaz. Çeşitli dökümhanelerdeki büyük silikon gofretlerin özellikleri tamamen farklıdır ve çeşitli son ürünlerin farklı kullanımları da silikon gofretlerin tamamen farklı gereksinimlerine ve özelliklerine yol açacaktır. Bu, silikon gofret üreticilerinin, farklı son müşteri ürünlerine göre farklı silikon gofretler tasarlamasını ve üretmesini gerektirmekte, bu da silikon gofret tedarikinin zorluğunu artırmaktadır.
Şirketin bölümlere ayrılmış işinin kar tahmini
Sertifikasyon engelleri : Çip üreten firmaların çeşitli hammaddelerin kalitesi için katı gereksinimleri vardır ve ayrıca tedarikçi seçiminde çok dikkatli davranırlar. Çip üreten firmaların tedarikçi listesine girmenin önünde yüksek engeller var. Genellikle, yonga üreten şirketler, silikon gofret tedarikçilerinin deneme üretimi için bazı silikon gofretler sağlamalarını ister ve bunların çoğu, gofret seri üretim gofretleri yerine test gofretleri için kullanılır. Test gofretlerini geçtikten sonra, seri üretim gofretleri küçük partiler halinde deneme üretimi yapılacaktır.İç sertifikasyonu geçtikten sonra, çip üreticisi ürünleri alt müşterilere gönderecektir.Müşteri sertifikası aldıktan sonra, gofret tedarikçisi nihayet sertifikalandırılacaktır. Satın alma sözleşmesini imzalayın. Yarı iletken gofret firmalarının ürünlerinin yonga üretim firmalarının tedarik zincirine girmesi uzun zaman alırken, yeni tedarikçiler için en kısa sertifikasyon döngüsü de 12-18 ay sürmektedir.
Buna ek olarak, test gofretlerinden seri üretilen gofretlere kadar sertifika engelleri: Şu anda, yerel 12 inçlik gofretlerin çoğu test gofretlerinin tedarikinde kalmaktadır, ancak test gofretleri için sertifika prosedürleri ve seri üretilen gofretler için sertifika prosedürleri tamamen farklıdır. Standartlar daha katıdır. Test silikon yongası yonga üretmediğinden, yalnızca dökümhane tarafından sertifikalandırılması ve yalnızca mevcut üretim tesisinde sertifikalandırılması gerekir. Ancak seri üretilen silikon gofretler, terminal fabrikasız müşteri tarafından onaylanmalı ve gruplar halinde tedarik edilmeden önce tüm üretim sürecinin her adımında izlenmelidir. Normal şartlar altında, silikon wafer tedariğinin ve yonga veriminin istikrarını korumak için. Bir gofret üreticisi ve bir silikon gofret tedarikçisi bir tedarik ilişkisi kurduktan sonra, tedarikçileri kolayca değiştiremezler ve her iki taraf da bireysel ihtiyaçları karşılamak için bir geri bildirim mekanizması kurar.Silikon gofret tedarikçileri ile müşteriler arasındaki yapışkanlık artmaya devam eder. Yeni bir silikon gofret üreticisi tedarikçi saflarına katılırsa, orijinal tedarikçiden daha yakın işbirliği ve daha yüksek gofret kalitesi sağlamalıdır. Bu nedenle, silikon gofret endüstrisinde, silikon gofret tedarikçileri ve gofret üreticileri daha fazla yapışkanlığa sahiptir ve yeni tedarikçilerin yapışkanlığı kırması daha zordur.
Ekipman bariyerleri : Silikon gofret üretimi için temel ekipman, silikon gofretlerdeki "litografi makinesi" olarak tanımlanabilecek tek bir kristal fırındır. Uluslararası ana akım silikon gofret üreticilerinin tek kristal fırınlarının tamamı kendileri tarafından üretilmektedir. Örneğin Shin-Etsu ve SUMCO'nun tek kristal fırınları, diğer silikon gofret üreticileri tarafından satın alınamayan şirket tarafından veya bir holding yan kuruluşu tarafından bağımsız olarak tasarlanıp üretilmektedir. Diğer büyük silikon gofret üreticilerinin kendi bağımsız monokristal fırın tedarikçileri vardır ve sıkı gizlilik anlaşmaları imzalamışlardır. Sonuç olarak, harici silikon plaka üreticileri satın alamazlar veya sadece sıradan monokristal fırınlar satın alabilirler. Yüksek özellikli monokristal fırınlar için Kullanım dışı. Bu nedenle, ekipman engelleri aynı zamanda yerli üreticilerin dünya çapındaki yaygın silikon gofret tedarikçilerine girememesinin nedenidir.
Mali engeller : Yarı iletken silikon levhaların üretim süreci karmaşıktır ve gelişmiş ve pahalı üretim ekipmanı satın almak ve ayrıca müşterilerin farklı ihtiyaçlarına göre sürekli olarak değişiklik yapmak ve hata ayıklamak gerekir. Ekipman amortismanı gibi yüksek sabit maliyetler nedeniyle, aşağı akış talebindeki değişiklikler, silikon gofret şirketlerinin kapasite kullanım oranı üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir ve bu nedenle, silikon gofret üretim şirketlerinin karları üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir. Özellikle, silikon gofret endüstrisinde yeni olan şirketler, sevkiyat ölçeğine ulaşmadan önce neredeyse her zaman zarara uğramışlardır ve sermaye engelleri için yüksek gereksinimleri vardır. Ayrıca gofret fabrikası, silikon gofretler için uzun bir sertifika döngüsüne sahip olduğundan, bu dönemde silikon gofret üreticilerinin sürekli yatırımını gerektirmekte ve bu da çok fazla sermaye gerektirmektedir.
3. Yarı iletken malzemelerin kralı olmaya devam edecek
Şu anda, yarı iletken gofret pazarına silikon malzemeler hakimdir . Silikon malzemeler, tüm yarı iletken pazarının yaklaşık% 95'ini oluşturur. Diğer malzemeler temel olarak bileşik yarı iletken malzemelerdir, çoğunlukla ikinci nesil yarı iletken malzemelerden oluşan GaAs levhalar ve üçüncü nesil yarı iletken malzemelerden SiC ve GaN levhalar. Bunların arasında silikon gofretler çoğunlukla mantık yongaları, bellek yongaları vb. Olup, en yaygın kullanılan yarı iletken gofret malzemeleridir. GaAs gofretleri esas olarak radyo frekansı çipleridir ve ana uygulama senaryoları düşük voltaj ve yüksek frekanstır; üçüncü nesil yarı iletken malzemeler çoğunlukla yüksek güçlü ve yüksek frekanslı çiplerdir ve ana uygulama senaryoları yüksek frekans ve yüksek güçtür.
Gofret malzemelerinin oranı
Farklı malzemelerden yapılmış gofret uygulama kapsamı
Bileşik yarı iletkenler ve silikon malzemeler rekabetçi bir ilişki değil, tamamlayıcı bir ilişkidir; yarı iletken malzemelerin (özellikle wafer, substrat ve epitaksiyel gofret malzemeleri) geliştirme yasası, üç yola karşılık gelen boyut, hız ve güç olmak üzere üç yol içerir. Birinci, ikinci ve üçüncü nesil yarı iletken malzemelerdir.
Birinci / ikinci / üçüncü nesil malzemelerin performansının karşılaştırılması
Birinci nesil yarı iletken malzemeler: büyük ölçekli rota : Birinci nesil yarı iletken malzemeler, silikon malzemeleri ifade eder. Silikon malzeme en eski gofret malzemesidir ve aynı zamanda bu aşamada en olgun teknolojiye, en düşük maliyete ve en eksiksiz endüstriyel zincire sahip malzemedir. Aynı zamanda silikon çipin boyutu büyüdükçe tek bir çipin maliyeti de azalır. Ana uygulama alanları mantık yongaları ve düşük voltaj, düşük güç tüketimidir. Silikon gofret boyutları 2 inç, 4 inç, 6 inç ve 8 inç ile mevcut ana akım 12 inçlik gofret teknolojisine kadar değişir. Tipik silikon gofret şirketleri Japonya'nın Shin-Etsu Chemical, Sumco vb. Şu anda, silikon malzemeler ana akım uluslararası fabrikalarda ana üretim malzemeleri olarak kullanılmaktadır.
Farklı gofret boyutlarının karşılaştırılması
İkinci nesil yarı iletken malzemeler: yüksek hızlı rota . Radyo frekansı devrelerinde yüksek frekanslı anahtarlamaya dayanabilen yongalara ihtiyaç duyulması nedeniyle, ikinci nesil yarı iletken gofretler icat edildi. Ana uygulama alanı radyo frekansı devreleridir ve tipik terminal alanı, cep telefonları gibi mobil terminaller için radyo frekansı çipleridir. İkinci nesil yarı iletkenler, çoğunlukla GaAs (galyum arsenit) ve InP (indiyum fosfit) ile temsil edilen yarı iletken malzemelerdir ve bunların arasında GaAs, mobil terminal radyo frekansı yongaları için yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Tipik dökümhane şirketleri arasında Tayvan Wenmao, Hongjie, US Skyworks, qorvo vb. Radyo frekansı yongaları için IDM şirketleridir. Şu anda, ana akım 4 inç ve 6 inçlik gofretlere dayanıyor.
Üçüncü nesil yarı iletken malzemeler: yüksek güç yolu : Hemen hemen aynı başlangıç noktasında, en iyi şans. Üçüncü yol, yüksek güç devreleri alanında geniş uygulamayı teşvik eden gücü artırmaktır.Ana malzemeler SiC ve GaN'dir. Ana terminaller endüstriler, otomobiller ve diğer alanlardır. Güç yolu, silikon malzemeler üzerinde IGBT yongaları geliştirdi ve SiC (silikon karbür) ve GaN (galyum nitrür) malzemeleri IGBT'lerden daha yüksek performansa sahip. Şu anda, SiC gofretleri çoğunlukla 4 inç ve 6 inçtir ve GaN malzemeleri çoğunlukla 6 inç ve 8 inçtir. Dünyadaki başlıca dökümhaneler arasında Cree, Amerika Birleşik Devletleri'nde wolfspeed ve Almanya'da X-Fab bulunmaktadır. Ancak bu alanda uluslararası devlerin gelişimi de görece yavaştır.Sanan Optoelektronik gibi yerli firmaların teknolojik seviyelerinde hala belli bir boşluk olmasına rağmen tüm sektörün başlangıç aşamasındalar ve büyük olasılıkla yabancı tekelleri kıracaklar. Çalışma haritasında bir yer işgal edin.
Bileşik malzeme silikon substrat gerektirir : Xiaomi, Oppo ve Realme tarafından piyasaya sürülen GaN şarj cihazları gibi SiC ve GaN wafer çipleri şu anda yaygın olarak kullanılsa da Tesla tarafından piyasaya sürülen model 3, IGBT'ler yerine SiC MOSFET'leri kullanıyor. Ancak gofretler için, mevcut tüketici bileşik yarı iletken yongalarının çoğu silikon gofretlere dayalıdır, daha sonra bileşik epitaksiyel gofretler yapılır ve epitaksiyel gofretler üzerinde yongalar yapılır.
Bileşik yarı iletken levhaların yüksek maliyeti : Şu anda, tamamlanmamış bileşik yarı iletken endüstri zinciri nedeniyle, bileşik yarı iletkenlerin üretim kapasitesi nispeten düşüktür ve bileşik yarı iletken levhaların fiyatı nispeten yüksektir. Sonuç olarak, son kullanıcı kabulü düşüktür ve tüketici elektroniğinde "silikon substrat + bileşik epitaksiyel gofret" hala ana çözümdür. Otomotiv alanında, silikon bazlı IGBT'ler hala ana çözümdür. Silikon tabanlı IGBT yongaları düşük maliyetlidir ve geniş bir voltaj aralığına sahiptir. SiC MOSFET cihazlarının fiyatı, silikon tabanlı IGBT'lerin fiyatının 6 ila 10 katıdır. Infineonun 650V / 20A teknik parametreleri, SiC-MOSFET ve Si-IGBTnin performans parametreleri ile karşılaştırıldığında, SiC-MOSFET performans parametreleri açısından Si-IGBTden daha iyidir, ancak SiC-MOSFET fiyat açısından Si-IGBTnin 7si. Zamanlar. Ve SiC cihazlarının açık direnci azaldıkça, SiC-MOSFET'lerin fiyatı katlanarak artar.Örneğin, açık direnç 45 miliohm olduğunda, SiC-MOSFET yalnızca 57,6 dolar ve açık direnç 11 miliohm olduğunda fiyat 159,11 olur. ABD doları, direnç 6 miliohm'a eşit olduğunda, fiyat 310.98 ABD dolarına ulaşmıştır.
Infineon SiC-MOSFET ve Si-IGBT karşılaştırması
Infineon SiC-MOSFET fiyatı ile açık direnç arasındaki ilişki
4. Yurt içinde üretilen güç, büyük pazar potansiyeli
1. Silikon gofret pazarı bir büyüme döngüsünü başlattı
Yarı iletken üretim malzemelerinin oranı yıldan yıla artmaktadır. Yarı iletken malzemeler, ambalaj malzemeleri ve üretim malzemeleri (silikon levhalar ve çeşitli kimyasallar dahil) olarak ikiye ayrılabilir. Uzun vadede, yarı iletken üretim malzemeleri ve ambalaj malzemeleri aynı eğilim içindedir. Bununla birlikte, 2011'den bu yana, gelişmiş üretim süreçlerinin sürekli gelişmesiyle birlikte, yarı iletken üretim malzemelerinin tüketimi kademeli olarak artmış ve imalat malzemeleri ile ambalaj malzemeleri arasındaki boşluk kademeli olarak artmıştır. 2018'de imalat malzemeleri satışları 32,2 milyar ABD doları, ambalaj malzemeleri satışları 19,7 milyar ABD doları ve imalat malzemeleri ambalaj malzemelerinin yaklaşık 1,6 katı olmuştur. Yarı iletken malzemeler arasında, imalat malzemeleri yaklaşık% 62, ambalaj malzemeleri ise% 38'dir.
2018'de yarı iletken malzeme tüketiminin oranı
Yarı iletken üretim malzemesi maliyetlerinin oranı
Silikon levhalar, yarı iletken üretiminde en büyük sarf malzemesidir; imalat malzemeleri arasında, yarı iletkenler için hammadde olarak silikon levhalar,% 37'ye ulaşan en büyük orana sahiptir. 2017'den beri Li Shishi'yi yenen "Alpha Dog" ile, yapay zekanın önderlik ettiği Rising Star teknolojisi, küresel yarı iletkenlerin gelişimini yönlendiren ana teknoloji oldu. Özellikle 2018'de, blockchain teknolojisinin patlamasıyla birlikte küresel bellek talebi arttı ve silikon levhalara olan talep rekor seviyeye ulaştı. Küresel yarı iletken sevkiyatlarındaki artış, silikon gofret sevkiyatlarında da hızlı bir artışa yol açtı. 2018 yılında sevkiyat açısından küresel silikon gofret sevkiyat alanı ilk kez 10 milyar inç kareyi aşarak 12,7 milyar inç kareye ulaştı. 2019'un ilk yarısında yaşanan ticaret sürtünmesi nedeniyle sevkiyat alanı 11,8 milyar inç kareye düştü. inç. Pazar cirosu açısından, 2018 yılında küresel pazar satışları 11,4 milyar ABD doları oldu ve 2019'da 11,2 milyar ABD dolarına ulaştı.
2009-2019 küresel silikon gofret sevkiyat alanı
2009-2019 global silikon gofret cirosu
Gofret alt bölümü perspektifinden, ikinci nesil ve üçüncü nesil yarı iletken malzemelerin yüksek maliyeti nedeniyle ve çoğu bileşik yarı iletken silikon gofretlere dayanmaktadır, silikon gofretler Oran% 95'e ulaşır. Belirli gofret boyutları perspektifinden bakıldığında, küresel silikon gofretlere 12 inçlik gofret hakimdir. 2018'de küresel silikon gofret sevkiyatları, 12 inçlik gofretlerin% 64'ünü ve 8 inçlik gofretlerin% 26'sını oluşturdu.
Farklı boyutlardaki silikon gofret sevkiyatlarının oranı
Terminal uygulamaları perspektifinden bakıldığında, küresel 12 inçlik wafer tüketiminde bellek yongaları hakimdir.Nand Flash ve DRAM bellek birlikte yaklaşık% 75'ini oluştururken, Nand Flash waferlerin yaklaşık% 33'ünü tüketir ve Nand flash% 35'ine sahiptir. Alt pazar, akıllı telefon pazarında. Akıllı telefon sevkiyatları ve kapasitesindeki artışın, 12 inçlik gofret sevkiyatını yönlendiren ana faktörler olduğu görülebiliyor. 12 inçlik gofretlerde mantık yongaları yaklaşık% 25, DRAM yaklaşık% 22,2 ve CIS gibi diğer yongalar yaklaşık% 20'dir.
2. Çin'in yarı iletken gofret pazarı büyük bir alana sahip
Çin'in yarı iletken malzeme pazarı istikrarlı bir şekilde büyüyor. 2018 yılında, küresel yarı iletken malzeme satışları yıllık% 10,7 artışla 51,94 milyar ABD dolarına ulaştı. Bunların arasında Çin'deki satışlar 8.44 milyar ABD dolarıydı. Küresel pazardan farklı olarak, Çin'deki yarı iletken malzemelerin satışları 2010'dan bu yana pozitif bir şekilde büyüyor ve büyüme oranı 2016'dan 2018'e kadar üç yıl üst üste% 10'u aştı. Küresel yarı iletken malzeme pazarı, özellikle Tayvan ve Güney Kore'de daha büyük döngüsel etkilere tabidir. Kuzey Amerika ve Avrupa pazarları neredeyse sıfır büyüme gösteriyor. Ve Japonya'nın yarı iletken malzemeleri uzun zamandır negatif bir büyüme durumunda. Küresel olarak, yalnızca Çin anakarasındaki yarı iletken malzeme pazarı uzun vadeli büyümenin eşiğinde. Çin yarı iletken malzeme pazarı, küresel pazarla keskin bir tezat oluşturuyor.
Küresel yarı iletken malzeme satışları ve büyüme oranı (birim: milyar ABD doları)
Yıllar içinde çeşitli ülke ve bölgelerde yarı iletken malzeme satışı (birim: milyar ABD doları)
Küresel yarı iletken malzemeler yavaş yavaş Çin ana kara pazarına kaymaktadır. Her ülke ve bölgedeki satışların oranı açısından, 2018'de ilk üç ülke veya bölge, bölgesel bir yoğunlaşma etkisi göstererek% 55'i oluşturdu. Bunların arasında, Tayvan, Çin, küresel gofret üretim kapasitesinin yaklaşık% 23'ünü oluşturuyor ve dünyadaki en büyük üretim alanı.Yarı iletken malzemelerin satışı 11,4 milyar ABD Doları ve küresel pay% 22, ilk sırada yer alıyor ve dokuz yıl üst üste dünyanın en büyüğü oluyor. Yarı iletken malzeme tüketim alanı. Güney Kore, küresel gofret üretim kapasitesinin yaklaşık% 20'sini oluşturuyor ve yarı iletken malzeme satışları 8,72 milyar ABD Doları olarak gerçekleşti ve% 17'si ikinci sırada yer alıyor. Anakara Çin, dünya toplamının yaklaşık% 16'sını oluşturarak, 8.44 milyar ABD doları yarı iletken malzeme satışı ile dünya üretim kapasitesinin yaklaşık% 13'ünü oluşturuyor ve üçüncü sırada yer alıyor. Bununla birlikte, uzun vadede, Çin'in yarı iletken malzemelerinin pazar payı, 2007'de% 7,5'ten 2018'de% 16,2'ye yükseldi. Küresel yarı iletken malzemeler yavaş yavaş Çin ana kara pazarına kaymaktadır.
2018'de her ülke ve bölgedeki satışların oranı
Yarı iletken malzeme satışlarının ve anakara Çin'in oranı (birim: milyar ABD doları)
Küresel gofret üretim kapasitesi patlayıcı büyümeyi başlatacak. Günümüzün gofret fabrikalarında en ileri teknolojiyi temsil eden 12 inçlik gofret fabrikası, 2017'den 2019'a kadar olan üç yıllık fabrika inşaatının en yoğun dönemidir. Dünyada ortalama olarak her yıl 8 adet 12 inçlik wafer fabrikası eklenmektedir. 2023 yılına kadar dünya çapında 138 adet 12 inçlik gofret fabrikasının olacağı tahmin ediliyor. IC Insight istatistiklerine göre, 2019'un ilk yarısında Çin-ABD ticaret savaşının belirsizliği nedeniyle, dünyanın önde gelen fabrikaları kapasite artırma planlarını erteledi, ancak iptal edilmedi. Çin-ABD ticaretinin toparlanması ve 2019'un ikinci yarısında 5G pazarının patlak vermesiyle, küresel gofret üretim kapasitesi 2019 boyunca 7,2 milyon gofret artışını sürdürdü. Bununla birlikte, 5G pazarının ikame gelgiti öncülüğünde, küresel gofret üretim kapasitesi 2020'den 2022'ye en yüksek artış dönemini başlatacak. Üç yıllık artış sırasıyla 17,9 milyon, 20,8 milyon ve 14,4 milyon olacak ve 2021'de artacak. Yüksek bir rekor ayarlayın. Bu gofret üretim kapasitesi Güney Kore (Samsung, Hynix), Çin Tayvan (TSMC) ve Çin'de (Yangtze River Storage, Changxin Storage, SMIC, Hua Hong Semiconductor, vb.) Olacaktır. Bunların arasında Çin Anakarası, üretim kapasitesindeki artışın% 50'sini oluşturacak.
2002'den 2023'e kadar küresel 12 inçlik fabrikaların sayısı
Küresel kapasite artışı (birim: milyon adet / yıl, 8 inç eşdeğeri gofret)
Çin anakarasında gofret fabrikalarının inşası hızlı bir büyüme dönemini başlatacak. 2016'dan itibaren Çin ana karası, gofret fabrikalarının inşasına aktif olarak yatırım yapmaya başladı ve fabrikaların yapımında bir artış oldu.SEMI tahminlerine göre, dünya çapında 62 wafer fabrikası inşa edilecek ve faaliyete geçecek ve bunların% 42'sini Çin'de 26 olacak . 2018 yılında, genişlemenin% 50'sini oluşturan 13 bina inşa edildi. Genişlemenin sonucu kaçınılmaz olarak fabrikanın sermaye harcamalarında ve ekipman harcamalarında bir artışa yol açacaktır. SEMI tahminlerine göre, 2020 yılına kadar Çin fabrikalarının kurulu kapasitesi ayda 4 milyon 8 inç eşdeğeri wafere ulaşacak. 2015'teki 2,3 milyon ile karşılaştırıldığında, yıllık bileşik büyüme oranı% 12 ve büyüme oranı çok daha yüksek. Diğer bölgeler aracılığıyla. Aynı zamanda, Ulusal Büyük Fon yarı iletken imalat endüstrisine de büyük yatırım yaptı. Büyük Fon yatırımının ilk aşamasında imalat endüstrisi, tasarım endüstrisi ile paketleme ve test endüstrisinden çok daha yüksek olan% 67'lik bir paya sahipti.
2010-2020 Çin'in yarı iletken fabrika yatırımı (birim: 100 milyon ABD $)
Ulusal Fonun ilk aşamasının yatırım oranı
2019'un sonu itibariyle, Çin'in hala yapım veya planlama aşamasında olan 9 adet 8 inçlik fabrikası ve 10 adet 12 inçlik fabrikası var. Buna ek olarak, Çin'in 12 inçlik fabrikalarının çoğu şu anda deneme seri üretiminde veya küçük seri seri üretimde olduğundan, üretim kapasitelerinin en altındadır. Müşterinin ürün doğrulamasını ve pazar doğrulamasını aldıktan sonra, kapasite artırma aşamasına geçecek ve yukarı akışlı ham maddeler için büyük bir talep olacaktır.
Çin'de yeni fabrikalar
5G'nin yaygınlaşması, terminallerin silikon içeriğinde artışa yol açtı: Iphone3 ile başlayan akıllı telefon döneminden, Iphone5 tarafından temsil edilen 4G cep telefonlarına ve son olarak da mevcut 5G cep telefonu dönemine kadar. Cep telefonlarının silikon içeriği artmaya devam ediyor. Teknik içgörülere göre, iFixit ve diğer söküm ajanslarının cep telefonlarının malzeme maliyeti analizi, cep telefonu işlemcileri (AP) istatistikleri, ana bant işleme yongaları (BP), bellek (Nand flash, DRAM), kamera modülleri (CIS), radyo frekansı yongaları (RF) ), güç yönetimi yongaları (PMIC), bluetooth / wifi yongaları ve diğer cep telefonu ana yongaları, bağımsız birimin değeri, giderek artan bir eğilim gösteriyor ve bağımsız birimin toplam değerinin oranı her yıl artıyor. Her ne kadar IphoneX aşamasında ekranın değişmesinden dolayı çipin oranı azalmış olsa da bunu takip eden sürekli optimizasyon ile çip maliyetinin oranı da yıldan yıla artmıştır. Iphone11 pro max döneminde, 4G cep telefonlarının zirvesi, ana çipler% 55 ve tek başına değer yaklaşık 272 ABD dolarıydı. Iphone3'ten Iphone11pro max'a geçişte, cep telefonu kamerası tek kameradan 3 kameraya, vücut hafızası 8 GB'tan 512 GB'a, tek bir cihazın silikon içeriği% 37'den% 55'e, tek bir cihazın değeri 68 ABD Dolarından 272 ABD Dolarına yükseldi. .
5G cep telefonlarının büyük ölçekli seri üretiminin ilk yılı olan 2020'de, Samsung S20 ve Xiaomi 10 cep telefonlarının yayınlanan demontaj analizine göre, ana yongaların bağımsız değeri ve oranı 4G cep telefonlarına kıyasla daha da artacak. Samsung için ana yonga, toplam malzeme maliyetinin% 63,4'ünü oluşturuyor ve bağımsız değer, Iphone11pro max'dan% 23 daha yüksek olan 335 ABD Dolarına ulaştı. Xiaomi için ana yongaların oranı daha da yüksek,% 68,3'e ve ana yongaların bağımsız değeri 300 dolara ulaştı. Samsung S20 ve Xiaomi 10 cep telefonlarının sökülmesine göre, 5G cep telefonlarının ana yongalarının erken aşamada yaklaşık% 65 ila% 70'i oluşturacağı ve tek başına değerinin yaklaşık 300-330 ABD doları olacağı tahmin ediliyor.
Genel kullanıma uygun akıllı telefonların ürün reçetesi maliyetinin sökülmesi
Farklı cep telefonlarının ana çip maliyet oranı
Fabrikaların yapımı silikon plakalara olan talebi artırıyor : Üretim kapasitesinin genişletilmesi, kaçınılmaz olarak silikon levhalara olan talebin artmasına neden olacaktır. Şu anda Çin, gofret fabrikalarına büyük yatırım yaparak Yangtze River Storage ve SMIC'in hakim olduğu bir mantık yongası endüstrisi olan Hefei Changxin'in ve Huahong Semiconductor ve Jita Semiconductor'ın hakim olduğu özel proses üretim hatlarının hakim olduğu bir bellek endüstrisi oluşturdu. Ve Çin Kaynakları Mikroelektronik ve Silan Mikroelektronik tabanlı güç cihazı dökümhaneleri. Şu anda, 2017/2018'de Çin anakarasında silikon gofret satışlarının büyüme oranı% 40'ın üzerinde. Ve büyük fon yatırımı ve yerli ikame eğiliminden yararlanan alt üretim fabrikaları, üretim kapasitelerini tamamen genişletmiş ve yukarı akış silikon plaka talebindeki artışı tetiklemiştir. SUMCO'nun tahminine göre, 2020'de Çin Halk Cumhuriyeti'nde 8 inçlik silikon gofret talebi yaklaşık 970.000, 12 inçlik gofretler ise 1.05 milyona ulaşacak.
Çin ana karasındaki gofret satışları ve büyüme oranı (birim: 100 milyon ABD $)
Çin ana karasında silikonlu gofret talebinde değişiklikler (birim: 10.000 gofret / ay)
Fiyat artış döngüsü + "fiyat" artışını teşvik etmek için gelişmiş üretim süreci: Tarihsel silikon gofret fiyat hesaplamalarına göre, şu anda yeni bir fiyat artışı döngüsünün başlangıcında. 2009'dan 2011'e kadar, akıllı telefonlar hızla popüler oldu ve cep telefonlarının silikon içeriği Sonuç olarak, birim alan başına silikon fiyatı yükselmeye devam etti ve 2011 yılında inç kare başına 1,09 ABD dolarına ulaştı. Daha sonra silikon gofret envanterinin artması ve akıllı telefon satışlarının düşmesiyle birlikte birim alan başına silikon gofret fiyatı düşmeye devam ederek inç kare başına 0,67 ABD doları ile 2016 yılında en düşük noktasına ulaştı. 2016 yılında Google'ın "Alpha Dog" Li Shishi'yi yendi ve yapay zekayı tarih sahnesine taşıdı.Silikon gofretlere yönelik küresel talep arttı ve yeni bir fiyat artışına girdi. 2019'da 5G cep telefonlarının piyasaya sürülmesiyle, silikon gofretlerin birim alan fiyatı 0,94 dolara ulaştı. Silikon gofretlere yönelik küresel talebi canlandıracak olan 5G cep telefonlarının 2020 yılında büyük ölçekli satışıyla gelecekte 2-3 yıllık fiyat artışlarına yer olması bekleniyor.
Gelişmiş üretim süreçleri "fiyatların" yükselmesini sağlar; yarı iletken silikon levhalar yonga üretimi için temel malzemedir ve kalitedeki herhangi bir dalgalanmanın yongalar üzerinde ciddi bir etkisi olacaktır. Gelişmiş üretim süreçlerinin sürekli gelişmesiyle birlikte, yarı iletken silikon levhalar için safsızlık gereksinimleri gittikçe artmaktadır. Daha yüksek gereksinimler, silikon gofret üretim sürecini gittikçe zorlaştırıyor, bu nedenle fiyat giderek artıyor. Örneğin, aynı 12 inçlik silikon gofret için 7nm silikon gofretlerin fiyatı 90nm silikon gofretlerin 4,5 katıdır. 12 8 28nm 16/14nm
12 2000 2008 8 2009 AI, bulut bilişim ve blok zinciri gibi gelişmekte olan pazarların güçlü gelişimi nedeniyle 2016'dan 2018'e kadar, 12 inçlik silikon gofretlerin bileşik yıllık büyüme oranı% 8 idi.12 SUMCO 3-5 12 2022 1000K/
SUMCO 2018 9.3 45% 2020-2022 2022 12 201 / 200
Akıllı şeyler
Okuduğunuz için teşekkürler. Gemide takip etmek ve sizi teknolojide ön plana çıkarmak için tıklayın ~
