Напівпровідникові матеріали – великомасштабні кремнієві пластини
Semiconductor materials are divided into wafer fabrication materials and packaging materials. Матеріали для виготовлення пластин можна далі поділити на кремнієві пластини та матеріали на основі кремнію, фотомаски, електронні гази, фоторезисти, фоторезисти допоміжні матеріали, CMP полірувальні матеріали, обробляти хімікати, цілі, та інші матеріали.
Пакувальні матеріали можна далі поділити на пакувальні субстрати, свинцеві каркаси, скріплення проводів, матеріали для капсулювання, керамічні підкладки, матеріали для кріплення та інші пакувальні матеріали.
Загалом, the market segment of semiconductor materials is scattered and small in scale. Only silicon wafers account for nearly 35% of the market share. Silicon wafers occupy the absolute mainstream of the semiconductor material market, followed by electronic gases accounting for 13%, photomasks accounting for 12%.
The remaining photoresist supporting chemicals, полірувальні матеріали, photoresist, wet chemicals, sputtering targets and other materials account for less than 10%, and the scale is relatively small.
Третє покоління напівпровідників: широкозонні напівпровідникові матеріали, представлені нітридом галію (GaN), карбід кремнію (SiC), і оксид цинку (ZnO). Він має чудові властивості, такі як сильне електричне поле пробою, висока теплопровідність, висока швидкість насичення електронами і сильна радіаційна стійкість, and is more suitable for making high-temperature, high-frequency, radiation-resistant and high-power electronic devices.
It has broad application prospects in semiconductor lighting, new generation mobile communications, energy Internet, високошвидкісний залізничний транзит, автомобілі на новій енергії, побутова електроніка та інші галузі.
The fourth generation of semiconductors: надширокозонні напівпровідникові матеріали, представлені оксидом галію (Ga2O3), діамант (C), aluminum nitride (AlN), and ultra-narrow band gap semiconductor materials represented by antimonide (GaSb, InSb) .
Матеріали з надширокою забороненою зоною мають помітніші характерні переваги в області високочастотних силових пристроїв завдяки їхній більшій ширині забороненої зони, ніж напівпровідникові матеріали третього покоління; Ultra-narrow band gap materials are mainly used in detectors, lasers and other devices due to their easy excitation and high mobility.
Напівпровідникова кремнієва пластина є основою для виробництва кремнієвих напівпровідникових виробів і може бути класифікована за різними параметрами.
According to the size (діаметр), Напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на 2 дюймів (50мм), 3 дюймів (75мм), 4 дюймів (100мм), 5 дюймів (125мм), 6 дюймів (150мм), 8 дюймів (200мм), 12 дюймів(300мм).
Under the influence of Moore’s Law, напівпровідникові кремнієві пластини постійно розвиваються в бік великих розмірів. Наразі, 8-inch and 12-inch are mainstream products, що становить понад 90% від загальної площі відправлення.
За ступенем легування, Напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на слабо леговані та сильно леговані. Сильнолеговані кремнієві пластини мають велику кількість легуючих елементів і низький питомий опір, і зазвичай використовуються в енергетичних пристроях та інших продуктах;
Lightly doped silicon wafers have low doping concentration and are generally used in the field of integrated circuits, з більш високою технічною складністю та вимогами до якості продукції. Оскільки на інтегральні схеми припадає понад 80% світового ринку напівпровідників, існує більший світовий попит на кремнієві пластини з легким легуванням.
Відповідно до процесу, напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на шліфувальні пластини, полірування пластин, спеціальні вафельні епітаксіальні пластини на основі полірувальних пластин, ТАК Я, і т.д..
Шліфувальні листи можна використовувати для виготовлення дискретних пристроїв; lightly doped polishing sheets can be used to manufacture large scale integrated circuits or as substrate materials for epitaxial wafers, і сильно леговані полірувальні листи зазвичай використовуються як матеріали підкладки для епітаксіальних пластин. У порівнянні з абразивними листами, полірувальні листи мають кращу рівність і чистоту поверхні.
The semiconductor wafer industry is also a capital-intensive industry, which needs to reach a certain sales scale to be profitable: Масштабне виробництво напівпровідникових кремнієвих пластин вимагає великих інвестицій.
Due to the large investment in fixed assets in the early stage, Компанії з виробництва напівпровідникових пластин повинні сформувати певний масштаб продажів, перш ніж вони зможуть отримати прибуток. Робочий тиск на ранній стадії відносно великий, а норма валового прибутку може бути негативною.
Наразі, the use of silicon wafers by downstream chip companies: дискретні пристрої продовжують використовувати малі розміри, і інтегральні схеми мігрують до великих розмірів.
Завдяки низькій ціні дискретних пристроїв, виробники не мотивовані інвестувати у великомасштабні виробничі лінії. Наразі, кремнієві пластини 6 дюймів і нижче все ще є основними продуктами.
Економічні вигоди від використання кремнієвих пластин великого розміру в інтегральних схемах очевидні.
Наприклад, площа 12-дюймової кремнієвої пластини становить 2.25 разів більше, ніж у 8-дюймової пластини, і корисна норма приблизно 2.5 разів більше, ніж у 8-дюймової пластини. The number of chips that can be produced on a single chip increases, and the cost of a single chip decreases.
Driven by new demands such as telecommuting, онлайн-зустрічі, автономне водіння, і Метавсесвіт, the demand for 12-inch semiconductor silicon wafers will continue to increase.
