芯片|直径只有区区30厘米的“饼”:国内却只有一家能做!

对于半导体硅片,相信大家都略有了解 。今天我们就来聊聊我国在硅片制造技术上有何表现 。不可否认的是,我国的硅片及芯片制造行业还有很长的路要走 。
科技腾飞 后来居上的中国光伏
芯片制造只能用结构有序的单晶硅,但高纯度多晶硅却并非无用之物,较高纯度的多晶硅可以用来制作太阳能电池板与相关组件,与之相关的行业正是我国领先全球的行业——光伏产业 。
相较于欧美、日本等发达国家,中国是光伏产业的后来者,但中国却用了十几年的时间实现这一领域从培育期、成长期到成熟期的追赶和超越,不可不谓科技腾飞的典范 。
目前,中国已经成为世界太阳能发电的龙头,拥有全球最大光伏发电全产业链集群、最大应用市场、最大投资国、最多发明和应用专利和最大产品出口国等一系列桂冠 。
在 2019 年,中国多晶硅产能占全球总产能的 69.2%,稳居世界第一 。
我国光伏产业之所以能够发展的如此迅速,离不开国家十多年来的政策扶持 。
为了响应《巴黎协定》,我国提出了“碳中和”“碳达峰”的号召,而光伏发电正是绿色清洁能源的典范 。在我国大力支持光伏产业的政策利好环境下,产业内的光伏发电迅速发展 。
2013 年,全国光伏发电量仅为 91 亿千瓦时,到 2019 年,全国光伏发电量已达 2238 亿千瓦时,较 2018 年增长 26.08% 。
到了 2020 年底,全国光伏发电量达到 2605 亿千瓦时,较 2019 年增长 16.4% 。
中国以实际行动向世界展示着大国风度 。
芯片|直径只有区区30厘米的“饼”:国内却只有一家能做!
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2013-2020年中国光伏发电量变化情况,图片来源:国家能源局,前瞻产业研究院整理
稍显低迷 受限于成本的芯片半导体行业
相较于光伏半导体行业的鼎盛,我国芯片半导体行业则稍显低迷 。半导体硅片作为半导体材料中成本占比最高的部分,在芯片产业链发挥着最关键的作用 。
从成本占比来看,硅片在半导体材料中市场占比达到 37%,为第一大半导体材料 。
从产业链地位来看,硅片作为半导体产业链的起点,直接影响芯片的制造质量,因此,硅片制造业有着举足轻重的地位 。
而硅片的应用与硅片尺寸密切相关 。
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半导体行业晶圆尺寸发展历程,图片来源:沪硅产业招股书,信达证券研发中心
12 英寸硅片通常用于集成电路先进制程,例如智能手机处理器、电脑的 CPU 和显卡、人工智能、储存芯片等高新领域 。
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2020年12英寸晶圆终端需求占比,图片来源:Siltronic,信达证券研发中心
8 英寸硅片主要制造电源管理器、MEMS、显示驱动与指纹识别的芯片 。无论是物联网,还是汽车电子都需要它的技术支撑 。
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全球8英寸硅片需求趋势,图片来源:SUMCO,信达证券研发中心
6 英寸硅片则主要涉及功率器件、分立器件等常用领域 。
通过以上梳理,我们会发现,越是先进工艺的芯片,其所用的硅片尺寸也越大 。
这并不是因为什么高深的原理,溯其根本,只有两个字——成本 。芯片是矩形,这是基于成本的考量 。