Halbleitermaterialien – großformatige Siliziumwafer
Halbleitermaterialien werden in Wafer-Herstellungsmaterialien und Verpackungsmaterialien unterteilt. Waferherstellungsmaterialien können weiter in Siliziumwafer und Materialien auf Siliziumbasis unterteilt werden, Fotomasken, Elektronengase, Fotolacke, Photoresist-Hilfsmaterialien, CMP-Poliermaterialien, Chemikalien verarbeiten, Ziele, und andere Materialien.
Die Verpackungsmaterialien können weiter in Verpackungssubstrate unterteilt werden, Leiterrahmen, Bonddrähte, Einkapselungsmaterialien, keramische Substrate, Die-Attach-Materialien und andere Verpackungsmaterialien.
Gesamt, Das Marktsegment der Halbleitermaterialien ist verstreut und kleinteilig. Einzig Siliziumwafer machen einen knappen Anteil aus 35% des Marktanteils. Siliziumwafer nehmen den absoluten Mainstream des Halbleitermaterialmarktes ein, gefolgt von elektronischen Gasen 13%, Fotomasken berücksichtigen 12%.
Die restlichen Photoresist-unterstützenden Chemikalien, Poliermaterialien, Fotolack, Nasschemikalien, Sputtertargets und andere Materialien machen weniger als aus 10%, und der Maßstab ist relativ klein.
Die dritte Generation von Halbleitern: Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke, repräsentiert durch Galliumnitrid (GaN), Siliziumkarbid (SiC), und Zinkoxid (ZnO). Es hat hervorragende Eigenschaften wie ein hohes elektrisches Durchschlagsfeld, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Elektronensättigungsrate und starke Strahlungsbeständigkeit, und eignet sich besser für die Herstellung von Hochtemperaturprodukten, Hochfrequenz, strahlungsbeständige und leistungsstarke elektronische Geräte.
Es hat breite Anwendungsaussichten in der Halbleiterbeleuchtung, Mobilfunk der neuen Generation, Energie Internet, Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehr, neue Energiefahrzeuge, Unterhaltungselektronik und andere Bereiche.
Die vierte Generation von Halbleitern: Halbleitermaterialien mit ultrabreiter Bandlücke, vertreten durch Galliumoxid (Ga2O3), Diamant (C.), Aluminiumnitrid (AlN), und Halbleitermaterialien mit ultraschmaler Bandlücke, dargestellt durch Antimonid (GaSb, InSb) .
Materialien mit ultrabreiter Bandlücke haben aufgrund ihrer breiteren Bandlücken deutlichere charakteristische Vorteile auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Leistungsbauelemente als Halbleitermaterialien der dritten Generation; Materialien mit ultraschmaler Bandlücke werden hauptsächlich in Detektoren verwendet, Lasern und anderen Geräten aufgrund ihrer einfachen Anregung und hohen Mobilität.
Halbleiter Siliziumwafer ist die Grundlage für die Herstellung von Silizium-Halbleiterprodukten und kann nach verschiedenen Parametern klassifiziert werden.
Je nach Größe (Durchmesser), Halbleiter-Siliziumwafer können unterteilt werden 2 Zoll (50mm), 3 Zoll (75mm), 4 Zoll (100mm), 5 Zoll (125mm), 6 Zoll (150mm), 8 Zoll (200mm), 12 Zoll(300mm).
Unter dem Einfluss des Mooreschen Gesetzes, Halbleiter-Siliziumwafer entwickeln sich ständig in Richtung großer Abmessungen. Derzeit, 8-Zoll und 12 Zoll sind Mainstream-Produkte, Rechnung für mehr als 90% des gesamten Versandbereichs.
Je nach Dopinggrad, Halbleiter-Siliziumwafer können in leicht dotierte und stark dotierte unterteilt werden. Stark dotierte Siliziumwafer haben eine große Menge an Dotierungselementen und einen niedrigen spezifischen Widerstand, und werden im Allgemeinen in Leistungsgeräten und anderen Produkten verwendet;
Leicht dotierte Siliziumwafer weisen eine geringe Dotierungskonzentration auf und werden im Allgemeinen im Bereich integrierter Schaltkreise verwendet, mit höheren technischen Schwierigkeiten und Anforderungen an die Produktqualität. Da integrierte Schaltungen mehr als ausmachen 80% des weltweiten Halbleitermarktes, Die Nachfrage nach leicht dotierten Siliziumwafern steigt weltweit.
Je nach Prozess, Halbleiter-Siliziumwafer können in Schleifwafer unterteilt werden, Polieren von Wafern, spezielle Wafer-Epitaxialwafer auf Basis von Polierwafern, SOI, usw.
Schleifblätter können verwendet werden, um diskrete Vorrichtungen herzustellen; Leicht dotierte Polierfolien können zur Herstellung großformatiger integrierter Schaltkreise oder als Substratmaterialien für epitaktische Wafer verwendet werden, und stark dotierte Polierfolien werden allgemein als Substratmaterialien für Epitaxialwafer verwendet. Im Vergleich zu Schleifblättern, Polierblätter haben eine bessere Oberflächenebenheit und Sauberkeit.
Auch die Halbleiterwaferindustrie ist eine kapitalintensive Branche, das eine bestimmte Umsatzgröße erreichen muss, um profitabel zu sein: Die großtechnische Produktion von Halbleiter-Siliciumwafern erfordert eine große Investitionssumme.
Aufgrund der großen Investitionen in das Anlagevermögen in der Anfangsphase, Halbleiterwaferunternehmen müssen eine bestimmte Umsatzgröße erreichen, bevor sie Gewinne erzielen können. Der Betriebsdruck im Frühstadium ist relativ groß, und die Bruttogewinnrate kann negativ sein.
Derzeit, die Verwendung von Siliziumwafern durch nachgelagerte Chiphersteller: diskrete Geräte verwenden weiterhin kleine Größen, und integrierte Schaltungen migrieren zu großen Größen.
Aufgrund des niedrigen Preises diskreter Geräte, Hersteller sind nicht motiviert, in große Produktionslinien zu investieren. Derzeit, Siliziumwafer von 6 Zoll und darunter sind immer noch die Hauptprodukte.
Die wirtschaftlichen Vorteile, die durch die Verwendung großformatiger Siliziumwafer in integrierten Schaltungen gebracht werden, liegen auf der Hand.
Zum Beispiel, die Fläche eines 12-Zoll-Siliziumwafers beträgt 2.25 Mal so groß wie ein 8-Zoll-Wafer, und die nutzbare Rate ist ca 2.5 Mal so groß wie ein 8-Zoll-Wafer. Die Anzahl der Chips, die auf einem einzigen Chip hergestellt werden können, steigt, und die Kosten für einen einzelnen Chip sinken.
Angetrieben durch neue Anforderungen wie Telearbeit, Online-Meetings, autonomes Fahren, und die Metaverse, Die Nachfrage nach 12-Zoll-Halbleiter-Siliziumwafern wird weiter steigen.
