Materiali semiconduttori – wafer di silicio su larga scala
I materiali semiconduttori sono suddivisi in materiali per la fabbricazione di wafer e materiali di imballaggio. I materiali per la fabbricazione dei wafer possono essere ulteriormente suddivisi in wafer di silicio e materiali a base di silicio, fotomaschere, gas di elettroni, fotoresiste, materiali di assistenza fotoresist, Materiali per lucidatura CMP, prodotti chimici di processo, obiettivi, e altri materiali.
I materiali di imballaggio possono essere ulteriormente suddivisi in substrati di imballaggio, telai di piombo, fili di collegamento, materiali di incapsulamento, substrati ceramici, die allegare materiali e altri materiali di imballaggio.
Overall, il segmento di mercato dei materiali semiconduttori è sparso e di piccole dimensioni. Solo i wafer di silicio rappresentano quasi 35% della quota di mercato. I wafer di silicio occupano la corrente principale assoluta del mercato dei materiali semiconduttori, seguita dalla contabilizzazione elettronica dei gas 13%, contabilizzazione delle fotomaschere 12%.
I restanti prodotti chimici di supporto fotoresist, materiali per lucidare, fotoresist, prodotti chimici umidi, bersagli sputtering e altri materiali rappresentano meno di 10%, e la scala è relativamente piccola.
La terza generazione di semiconduttori: materiali semiconduttori ad ampia banda proibita rappresentati dal nitruro di gallio (GaN), carburo di silicio (SiC), e ossido di zinco (ZnO). Ha proprietà eccellenti come un campo elettrico di rottura elevato, elevata conducibilità termica, alto tasso di saturazione degli elettroni e forte resistenza alle radiazioni, ed è più adatto per la produzione ad alta temperatura, alta frequenza, dispositivi elettronici resistenti alle radiazioni e ad alta potenza.
Ha ampie prospettive di applicazione nell'illuminazione dei semiconduttori, comunicazioni mobili di nuova generazione, energia Internet, trasporto ferroviario ad alta velocità, veicoli di nuova energia, elettronica di consumo e altri settori.
La quarta generazione di semiconduttori: materiali semiconduttori a banda ultra larga rappresentati dall'ossido di gallio (Ga2O3), diamante (C), nitruro di alluminio (Al N), e materiali semiconduttori con gap di banda ultra stretto rappresentati dall'antimonide (GaSb, InSb) .
I materiali con gap di banda ultra ampio presentano vantaggi caratteristici più importanti nel campo dei dispositivi di potenza ad alta frequenza grazie ai loro gap di banda più ampi rispetto ai materiali semiconduttori di terza generazione; I materiali con gap di banda ultra stretto sono utilizzati principalmente nei rivelatori, laser e altri dispositivi grazie alla loro facile eccitazione e all'elevata mobilità.
Semiconductor Silicon Wafer è la base per la produzione di prodotti a semiconduttore di silicio e può essere classificato in base a diversi parametri.
Secondo le dimensioni (diametro), aprile 2 pollici (50mm), 3 pollici (75mm), 4 pollici (100mm), 5 pollici (125mm), 6 pollici (150mm), 8 pollici (200mm), 12 pollici(300mm).
Sotto l'influenza della legge di Moore, i wafer di silicio semiconduttore si sviluppano costantemente nella direzione di grandi dimensioni. Attualmente, 8-pollici e 12 pollici sono prodotti tradizionali, rappresentando più di 90% della superficie totale di spedizione.
Secondo il grado di doping, i wafer di silicio semiconduttore possono essere divisi in leggermente drogati e fortemente drogati. I wafer di silicio fortemente drogati hanno una grande quantità di elementi droganti e una bassa resistività, e sono generalmente utilizzati in dispositivi di alimentazione e altri prodotti;
I wafer di silicio leggermente drogati hanno una bassa concentrazione di drogaggio e sono generalmente utilizzati nel campo dei circuiti integrati, con maggiori difficoltà tecniche e requisiti di qualità del prodotto. Poiché i circuiti integrati rappresentano più di 80% del mercato globale dei semiconduttori, c'è una maggiore domanda globale di wafer di silicio leggermente drogati.
Secondo il processo, i wafer di silicio semiconduttore possono essere suddivisi in wafer di macinazione, cialde di lucidatura, wafer epitassiali di wafer speciali a base di wafer di lucidatura, COSÌ IO, eccetera.
I fogli abrasivi possono essere utilizzati per produrre dispositivi discreti; fogli di lucidatura leggermente drogati possono essere utilizzati per produrre circuiti integrati su larga scala o come materiali di substrato per wafer epitassiali, e fogli di lucidatura fortemente drogati sono generalmente usati come materiali di substrato per wafer epitassiali. Rispetto ai fogli abrasivi, i fogli di lucidatura hanno una migliore planarità e pulizia della superficie.
Anche l'industria dei wafer di semiconduttori è un'industria ad alta intensità di capitale, che deve raggiungere una certa scala di vendita per essere redditizia: La produzione su larga scala di wafer di silicio semiconduttore richiede un grande investimento.
A causa del grande investimento in immobilizzazioni nella fase iniziale, Le aziende di wafer di semiconduttori devono formare una certa scala di vendita prima di poter realizzare profitti. La pressione di esercizio nella fase iniziale è relativamente grande, e il tasso di profitto lordo può essere negativo.
Attualmente, l'uso di wafer di silicio da parte delle società di chip a valle: i dispositivi discreti continuano a utilizzare dimensioni ridotte, e i circuiti integrati migrano verso grandi dimensioni.
A causa del prezzo basso dei dispositivi discreti, i produttori non sono motivati a investire in linee di produzione su larga scala. Attualmente, wafer di silicio di 6 pollici e sotto sono ancora i prodotti principali.
I vantaggi economici apportati dall'uso di wafer di silicio di grandi dimensioni nei circuiti integrati sono evidenti.
Per esempio, l'area di un wafer di silicio da 12 pollici è 2.25 volte quella di un wafer da 8 pollici, e la tariffa utilizzabile è di circa 2.5 volte quella di un wafer da 8 pollici. Il numero di chip che possono essere prodotti su un singolo chip aumenta, e il costo di un singolo chip diminuisce.
Spinto da nuove esigenze come il telelavoro, incontri online, guida autonoma, e il Metaverso, la domanda di wafer di silicio semiconduttore da 12 pollici continuerà ad aumentare.
