Polovodičové materiály – velkorozměrové křemíkové destičky
Polovodičové materiály se dělí na materiály pro výrobu plátků a obalové materiály. Materiály pro výrobu plátků lze dále rozdělit na křemíkové pláty a materiály na bázi křemíku, fotomasky, elektronové plyny, fotorezisty, fotorezistní pomocné materiály, Leštící materiály CMP, procesní chemikálie, cíle, a další materiály.
Obalové materiály lze dále dělit na obalové substráty, olověné rámy, spojovací dráty, zapouzdřovací materiály, keramické substráty, spojovací materiály a další obalové materiály.
Celkově, tržní segment polovodičových materiálů je rozptýlený a má malý rozsah. Téměř tvoří pouze křemíkové destičky 35% podílu na trhu. Křemíkové destičky zaujímají absolutní hlavní proud na trhu s polovodičovými materiály, následuje elektronické účtování plynů 13%, fotomasky účetní pro 12%.
Zbývající fotorezist podporující chemikálie, leštících materiálů, fotorezist, mokré chemikálie, naprašovací terče a další materiály představují méně než 10%, a měřítko je relativně malé.
Třetí generace polovodičů: širokopásmové polovodičové materiály reprezentované nitridem gallia (GaN), karbid křemíku (SiC), a oxid zinečnatý (ZnO). Má vynikající vlastnosti, jako je vysoké průrazné elektrické pole, vysoká tepelná vodivost, vysoká rychlost saturace elektronů a silná odolnost vůči záření, a je vhodnější pro výrobu při vysokých teplotách, vysoká frekvence, radiaci odolná a vysoce výkonná elektronická zařízení.
Má široké uplatnění v polovodičovém osvětlení, mobilní komunikace nové generace, energie internet, vysokorychlostní železniční tranzit, nová energetická vozidla, spotřební elektronika a další obory.
Čtvrtá generace polovodičů: polovodičové materiály s ultraširokým pásmem reprezentované oxidem galia (Ga2O3), diamant (C), nitrid hliníku (AlN), a polovodičové materiály s ultra-úzkým pásmem zastoupené antimonidem (GaSb, InSb) .
Materiály s ultra-širokým pásmovou mezerou mají výraznější charakteristické výhody v oblasti vysokofrekvenčních výkonových zařízení díky širším pásmovým mezerám než polovodičové materiály třetí generace.; Materiály s ultra-úzkým pásmem se používají hlavně v detektorech, lasery a další zařízení díky jejich snadnému buzení a vysoké mobilitě.
Semiconductor Silicon Wafer je základem pro výrobu křemíkových polovodičových produktů a lze je klasifikovat podle různých parametrů.
Podle velikosti (průměr), polovodičové křemíkové destičky lze rozdělit na 2 palce (50mm), 3 palce (75mm), 4 palce (100mm), 5 palce (125mm), 6 palce (150mm), 8 palce (200mm), 12 palce(300mm).
Pod vlivem Moorova zákona, polovodičové křemíkové destičky se neustále vyvíjejí směrem k velkým rozměrům. V současnosti, 8-palcové a 12palcové jsou běžné produkty, představující více než 90% z celkové plochy zásilky.
Podle stupně dopingu, polovodičové křemíkové destičky lze rozdělit na lehce dotované a silně dotované. Silně dotované křemíkové destičky mají velké množství dotovacích prvků a nízký měrný odpor, a obecně se používají v energetických zařízeních a dalších produktech;
Lehce dopované křemíkové destičky mají nízkou koncentraci dopingu a obecně se používají v oblasti integrovaných obvodů, s vyšší technickou náročností a požadavky na kvalitu výrobků. Protože integrované obvody tvoří více než 80% globálního trhu s polovodiči, existuje větší celosvětová poptávka po slabě dopovaných křemíkových destičkách.
Podle postupu, polovodičové křemíkové destičky lze rozdělit na brusné destičky, leštící oplatky, speciální wafer epitaxní wafery na bázi leštících waferů, SOI, atd.
Brusné listy lze použít k výrobě diskrétních zařízení; lehce dopované leštící pláty lze použít k výrobě velkých integrovaných obvodů nebo jako podkladové materiály pro epitaxní destičky, a silně dopované leštící listy se obecně používají jako substrátové materiály pro epitaxní destičky. Ve srovnání s brusnými listy, leštící plechy mají lepší rovinnost a čistotu povrchu.
Odvětví polovodičových destiček je také kapitálově náročné odvětví, který potřebuje dosáhnout určitého prodejního měřítka, aby byl ziskový: Výroba polovodičových křemíkových destiček ve velkém vyžaduje velké investice.
Vzhledem k velkým investicím do dlouhodobého majetku v rané fázi, Společnosti vyrábějící polovodičové destičky potřebují vytvořit určitý rozsah prodeje, než mohou dosáhnout zisku. Provozní tlak v rané fázi je poměrně velký, a míra hrubého zisku může být záporná.
V současnosti, používání křemíkových plátků navazujícími čipovými společnostmi: diskrétní zařízení nadále používají malé velikosti, a integrované obvody migrují do velkých velikostí.
Vzhledem k nízké ceně diskrétních zařízení, výrobci nejsou motivováni investovat do velkých výrobních linek. V současnosti, křemíkové destičky 6 palce a níže jsou stále hlavními produkty.
Ekonomické výhody, které přináší použití velkorozměrových křemíkových waferů v integrovaných obvodech, jsou zřejmé.
Například, plocha 12palcového křemíkového plátku je 2.25 krát větší než u 8palcového plátku, a využitelná míra je cca 2.5 krát větší než u 8palcového plátku. Zvyšuje se počet čipů, které lze vyrobit na jednom čipu, a náklady na jeden čip se snižují.
Poháněno novými požadavky, jako je práce na dálku, online schůzky, autonomní řízení, a Metaverse, poptávka po 12palcových polovodičových křemíkových waferech bude i nadále narůstat.
