晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片 , 其原始材料是硅 。 高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种 , 然后慢慢拉出 , 形成圆柱形的单晶硅 。 硅晶棒在经过研磨 , 抛光 , 切片后 , 形成硅晶圆片 , 也就是晶圆 。 如今打开新闻 , 科技板块能看到的报道 , 最显著的信息可能是:全球芯片大缺货 , 晶圆产能不足 。 晶圆是什么?为什么它的缺货会对半导体行业产生如此大的影响?
先来看看芯片缺货现象有多严重 。
芯片缺货现象正在影响众多硬件产品的生产 , 大到汽车 , 电脑、服务器 , 小到每个充电器 , 甚至蓝牙耳机 。
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自去年12月初以来 , 大众汽车因芯片供应不足造成短期停产 , 引发了社会关注 。 有车企承认 , 特定汽车电子元件芯片断供 , 将导致一些汽车生产面临中断 。
晶圆是什么东西?
在半导体的新闻中 , 总是会提到晶圆 , 要产出大尺寸的晶圆制造又有什么难度呢?
学术说法是 , 晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片 , 其原始材料是硅 。 高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种 , 然后慢慢拉出 , 形成圆柱形的单晶硅 。 硅晶棒在经过研磨 , 抛光 , 切片后 , 形成硅晶圆片 , 也就是晶圆 。 硅晶圆是一种厚度大约在1mm(毫米)以下 , 呈圆形的硅薄片 。 目前国内晶圆生产线以8英寸和12 英寸为主 。
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通俗地讲 , 晶圆是制造各式电脑芯片的基础 。 如果把芯片制造比拟成用乐高积木盖房子 , 由一层又一层的堆叠 , 完成自己期望的造型 , 也就是各式芯片 。 然而 , 如果没有良好的地基 , 盖出来的房子就会歪 , 为了做出完美的房子 , 便需要一个平稳的基板 。 对芯片制造来说 , 这个基板就是晶圆 。
【晶圆是什么东西】 晶圆的制造难度有多大?
全球能制造高纯度电子级硅的企业不足100家 , 其中主要的15家硅晶圆厂垄断95%以上的市场 。
电子产业有一个特点 , 越往上游企业相对越少 , 技术难度越大 , 晶圆是造芯片的原材料 , 属于芯片的上游 。 芯片、晶圆制造都属于 “航天级”的尖端技术 , 难度系数均是最高的一级 , 晶圆制造是比造芯片还要难的一门技术 。 如果把芯片比作宇宙飞船 , 那么晶圆就是航空母舰了 , 没几家能造得出来 。
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晶圆的制造难度很大 , 而客户对纯度和尺寸的要求又非常高 , 国产晶圆厂面临着的是逆境突围的局势 。
在国内 , 晶圆的下游晶圆代工行业 , 老大就是宝岛台湾声名赫赫的台积电 , 根据数据 , 台积电竟然占据了晶圆代工52.7%的份额 , 紧随其后的是三星 , 市场占有率约为17.8% , 大陆的中芯国仅际以4.3%的市场占有率排在第五位 , 显然还有很长的道路要走 。
国家半导体设备受制于人 , 直线电机及光刻机等技术是重中之重 。 俗话说“巧妇难为无米之炊” , 设备对于半导体行业来说正是这种关系 。 发达国家为了阻碍我国在半导体领域的发展 , 严格限制半导体高精尖设备出口到我国 。
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