電子業之父?! 半導體矽晶圓簡介

矽晶圓占半導體材料成本的比重約三成多, 是占比最大的 IC 制造材料. 日本的 "信越" 和 "勝高" 的全球市佔超過五成, 台灣的 "環球晶" 在 2016 年併購了"SunEdison" 後成為了全球第三大半導體矽晶圓供應商, 半導體矽晶圓市場可以說是被大頭壟斷.

近來由於需求增加但產量沒有跟上來的緣故, 矽晶圓的缺貨狀況從 12 吋蔓延到 6 吋全球供貨吃緊甚至影響到了生產; 有業者認為缺貨的情形將延續到 2018 以後. 又目前常見的矽晶圓片直徑有 6英寸, 8 英寸, 12 英寸等.

首先從蘊藏量豐富的矽原料中提純制造出多晶矽, 再通過區熔或直拉法生產出區熔單晶矽或直拉單晶矽,  接著就會形成矽晶片, 拋光片, 外延片等. 直拉法生長出的單晶矽用在生產低功率的集成電路元件, 而區熔法生長出的單晶矽則主要用在高功率的電子元件.

電子級多晶矽與太陽能級多晶矽的區別主要就在於對純度的控制, 尤其是精餾工序電子級和太陽能級的塔高和數量相差很大. 太陽能多晶矽純度為小數點後 6 個 9, 電子級多晶矽小數點 12 個 9, 電子級在原材料純度跟工法的要求都高於太陽能級.

SUMCO 判斷強勁需求來自於汽車, 工業, IoT 等領域, 這也與我們多次強調的物聯網, 工業與汽車是第四次矽含量提升核心應用相互驗證. 300m 緊缺主要由各類數據相關應用驅動, 其中記憶體需求增長速度已超越制程及工藝進步速度, 是矽晶圓緊張的最大驅動因素！

台灣矽晶圓供應商除了全球第三大的 "環球晶" (6~12 吋) 外, 還有 "台塑" 跟 "勝高" 合資的 "台勝科" (8~12 吋), "合晶" (4~8 吋) 另有投資藍寶石基板, 還有常被冷落的 "嘉晶" (4~8 吋), 而功率元件 (如二極體或 MOSFET) 大多使用 8 吋以下的晶圓.