矽片是中國“芯”的基建，也是中國新基建的基石之一。

在半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 鏈中，矽片作為(wei) 芯片製造的重要核心主材，在芯片製造中起到關(guan) 鍵性的作用。矽片的質量、尺寸、成本等直接影響著芯片的性能和競爭(zheng) 力。

處在中國經濟轉型周期與(yu) 全球技術創新周期雙重疊加的曆史交匯點上，中國半導體(ti) 矽片市場成為(wei) 全球增速最快的市場。根據SEMI（國際半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 協會(hui) ）統計，2021年中國半導體(ti) 矽片銷售額達到16.56億(yi) 美元，2016-2021年CAGR達到27.08%，遠超同期全球半導體(ti) 矽片增速。

在此背景下，工業(ye) 和信息化部、科學技術部等部門近年來陸續出台發布了半導體(ti) 矽片研發與(yu) 產(chan) 業(ye) 化等係列政策，將半導體(ti) 矽片產(chan) 業(ye) 納入集成電路整體(ti) 產(chan) 業(ye) 規劃布局中，極大地鼓舞了相關(guan) 企業(ye) 加快發展。

夯實中國“芯”基建，國產(chan) 矽片破局海外壟斷

眾(zhong) 所周知，芯片是信息時代、人工智能時代的“鋼筋水泥”，而半導體(ti) 矽片則是芯片製造的基石，也是半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 鏈的上遊環節。

半導體(ti) 矽片是指由矽單晶錠切割而成的薄片，又稱矽晶圓片，是芯片製造的核心主材之一。得益於(yu) 其熔點高，禁帶寬度大的優(you) 異物理性能和豐(feng) 富的存儲(chu) 量，矽基半導體(ti) 材料是目前產(chan) 量最大、應用最廣的半導體(ti) 材料。根據SEMI數據，全球半導體(ti) 材料市場規模在2021年達到643億(yi) 美元，同比增長15.9%。其中，矽片約占整體(ti) 半導體(ti) 材料市場比重的33%，是半導體(ti) 材料的核心。

回顧矽片的發展曆史，從(cong) 1965年首次生產(chan) 2英寸矽片到2000年12英寸矽片實現量產(chan) ，半導體(ti) 矽片在“摩爾定律”的驅動下向大尺寸方向不斷發展。根據SEMI統計，2020年12英寸矽片占比約67.2%，8英寸矽片占比25.5%，6英寸及以下占比7.3%。矽片尺寸越大，單位麵積產(chan) 出的芯片數量也會(hui) 隨之增加，因此12英寸矽片的性價(jia) 比更優(you) 。但與(yu) 此同時，生產(chan) 更大直徑矽片所需要的生產(chan) 工藝改進成本、設備性能提升，也給廠商帶來更大的挑戰。

從(cong) 矽片質量要求來看，光伏行業(ye) 對矽片純度的需求為(wei) 99.9999%。而用於(yu) 集成電路製作和半導體(ti) 器件加工的電子級矽片對純度則有著更高的要求，純度需達到99.999999999%，對雜質的容許率相當於(yu) 一顆方糖投入西湖。同時，半導體(ti) 矽片還對矽片的平整度、光滑度有更高要求。12英寸矽片的平整度必須控製在1nm，相當於(yu) 上海到北京，路麵起伏不能超過30厘米。

從(cong) 矽片的製作流程來看，矽片尤其是大尺寸矽片的製作需要精密的機器設備、成熟的工藝流程，以及優(you) 秀的技術人才等全方麵配合。目前，矽棒的製作普遍采用直拉法生長工藝，即將多晶矽熔化在長晶爐坩堝中，再從(cong) 熔融矽中拉晶製成矽棒。想要製作12英寸的矽棒，需要一口直徑達到32英寸的坩堝，並且要求坩堝高度純淨。打造這樣一口純淨的坩堝就具有極高的門檻。同時，製作的矽棒越粗，對鍋裏熔融矽的需求也更多，這對拉晶過程中的溫度、提拉速度、旋轉速度和提拉時間都提出了更高的要求。此外，製作過程中還需要處理隨之而來的熔融矽對流、溫度梯度等物理問題。

正因如此，半導體(ti) 矽片的提純和加工技術門檻極高帶來研發周期長、資金投入大等特點，使得全球的半導體(ti) 矽片市場形成高度壟斷。據SEMI統計，2020年全球前五大矽片製造商為(wei) 日本信越、SUMCO、環球晶圓、SK Siltron和世創，他們(men) 共同占據著全球半導體(ti) 矽片市場87%的份額。

與(yu) 國際主要半導體(ti) 矽片供應商相比，中國大陸半導體(ti) 矽片企業(ye) 起步較晚，在關(guan) 鍵設備和矽單晶拉製、拋光、外延等核心技術上較為(wei) 薄弱，能夠生產(chan) 12英寸及以上矽片的企業(ye) 數量不多，且良率有很大提升空間。

不過，近年來在國家政策支持和市場需求驅動下，國內(nei) 湧現出多家半導體(ti) 矽片廠商，包括滬矽產(chan) 業(ye) 、上海超矽等半導體(ti) 矽片龍頭企業(ye) ，其憑借自身在技術工藝、產(chan) 品結構等優(you) 勢，打破了中國在12英寸矽片技術上從(cong) “0到1”的突破，並與(yu) 全球知名芯片廠商建立了穩定的合作關(guan) 係，正在打破半導體(ti) 矽片領域的海外壟斷。

屢受國際頭部廠商認可，國產(chan) 矽片廠商並驅爭(zheng) 先

在矽片產(chan) 業(ye) 鏈中，上遊為(wei) 原材料矽礦，中遊為(wei) 矽片製造商，下遊是芯片製造商。矽片要經過下遊芯片製造商的認證，才能發生訂單交易。下遊的芯片製造企業(ye) 對矽片供應商的產(chan) 品質量有著嚴(yan) 苛的要求，對供應商的選擇高度嚴(yan) 謹。因此，矽片生產(chan) 企業(ye) 與(yu) 芯片製造企業(ye) 建立正式合作關(guan) 係前，除了需要通過業(ye) 內(nei) 質量管理體(ti) 係認證外，還需經曆長時間的客戶“考察認證”。

據業(ye) 內(nei) 人士介紹，長晶爐是製造矽片的核心設備，可以說是矽片中的“光刻機”。國際主流矽片廠商的長晶爐大多為(wei) 公司獨立設計製造或者通過控股子公司設計製造，其他矽片廠商無法購買(mai) 。其他主要的矽片廠商都有自己的獨立單晶爐供貨商，並且簽訂嚴(yan) 格的保密協定，導致外界矽片廠商無法購買(mai) ，或者隻能購買(mai) 到普通單晶爐。所以，設備壁壘也是國內(nei) 廠商目前難以進入全球矽片主流供應商的重要原因之一。

隨著AI新浪潮、5G手機等消費電子以及數字化的擴展應用，全球半導體(ti) 行業(ye) 有望保持高景氣度，而越來越多國產(chan) 矽片廠商獲得認可，也是中國集成電路產(chan) 業(ye) 夯實“芯”基建的重要一步。