国内外硅半导体材料产业现状

摘 要 ： 概述了国内外硅半导体材料（多晶硅、单晶硅、硅片）的产业现状,得出国内外硅半导体材料产业、市场及技术状况的基本结论,并分析了我国硅半导体材料产业发展的机遇、存在的问题及发展的趋势.

关 键 词 ： 硅半导体材料；产业现状；发展趋势

中图分类号： TN 304.1+2文献标志码： A

0前言

半导体材料是一类具有半导体性能、可用于制作半导体器件和集成电路的电子材料.硅材料是当今产量最大、应用最广的半导体材料,是集成电路产业和光伏产业的基础.硅材料的发展对推动我国相关产业实现技术跨越、增强国际竞争力、保持社会经济可持续发展和保障国家安全均起着重要作用.

2012年11月,上海市有色金属学会向上海市科学技术协会提交了《上海半导体材料产业技术发展研究报告》,该研究报告以硅半导体材料为重点,概述了国内外（国内主要以上海地区为主）半导体材料产业的现状,分析了“十二五”期间乃至今后几年我国半导体材料产业的机遇、存在问题、发展趋势及主要应用领域的市场需求,提出了上海半导体材料产业技术发展的方向、重点和措施.本文就报告中涉及的国内外硅半导体材料产业现状及其技术发展部分作一介绍.

1国内外硅半导体材料产业现状

1.1多晶硅

多晶硅是拉制单晶硅的唯一原料,90%以上的微电子器件是在单晶硅片和硅基材料上制作的,电力电子器件亦基本在硅上制作.在光伏产业中,多晶硅也是制取单晶硅、多晶硅锭和准单晶硅锭的唯一原料,约80%的太阳能电池是晶体硅太阳能电池,硅被认为是光伏产业的产能材料.

我国从20世纪50年代中期开始研发高纯度多晶硅.60年代中期,多晶硅进入工业化生产,成为当时世界上少数生产多晶硅的国家之一.70年代,由于技术落后、生产规模小、成本高、质量低和缺乏竞争力等原因,多晶硅企业纷纷停产.90年代,由于进口多晶硅的冲击,我国多晶硅产业每况愈下,最后只剩下峨嵋半导体厂一家[1-2].

2000年以前,全球大部分多晶硅用于满足半导体产业的需求.随着全球能源紧张问题的日趋严重,极大地推动了德国乃至欧洲太阳能光伏应用市场的发展,多晶硅市场需求随之快速增长,产能迅速扩张.2004年前后,国内外太阳能电池爆炸式增长造成了全球范围的多晶硅紧缺,多晶硅暴涨,更是激发了我国多晶硅产业的发展热潮.短短几年间,我国就建成了十几家千吨级甚至万吨级的多晶硅生产企业,其建设速度和技术提升速度之快,堪称世界之最.

上海有色金属第34卷

第3期陈兴章：国内外硅半导体材料产业现状及发展

在市场的拉动下,仅几年时间,我国多晶硅产业就由弱势转变成了数万吨生产能力的产业群,跻身于世界光伏产品生产大国之列.2008年国际金融危机后,我国多晶硅产业依然保持快速增长的势头,产量已占全球产量的35%左右,成为继美国、德国之后的全球多晶硅生产大国.但必须指出,我国生产的多晶硅主要以太阳能级多晶硅为主,国内所需的电子级多晶硅仍主要由美国、德国和日本的多晶硅企业提供,2011年多晶硅的进口量达6.46×104 t.图1为2011年全球多晶硅生产