IC级多晶硅结构升级成材料发展主线

    国内需求不断加大

    从硅集成电路发展趋势来看，目前国际上硅集成电路已实现65nm～45nm量产，预计2014年为32nm～28nm，2019年为16nm，2030年硅集成电路的特征尺寸将达到10nm。此后，摩尔定律将失效。
    全球硅单晶的年产量已超过1万吨，以12英寸为主流产品，2009年已占硅片产量的56%，主要用于45nm、32nm技术结点；直径为18英寸的硅片将在2014年32nm～28nm技术结点开始商业应用，现已有样片试用；更大尺寸(27英寸)的硅片也在筹划中。
　　目前，我国硅单晶产量大约为3000吨，约为世界总产量的25%，但多为8英寸以下晶体，IC级多晶硅全部依赖进口。国内集成电路所用材料的主流仍然为8英寸硅片，市场需求量呈不断增长趋势，且伴随着国家电网、高速铁路、大型水利工程等一大批项目的开工，以及我国国民经济的高速发展对制作高电压、大功率集成电路区熔硅材料的需求不断增加，主要体现在4英寸～6英寸区熔硅片上。在上述广阔市场的带动下，国内各相关企业纷纷对大直径硅单晶(8英寸～12英寸)进行了深入研究和快速产业化，力争满足市场需求。
　　天津市环欧半导体材料技术有限公司目前区熔硅年产量为50余吨，其技术和产量位居全球第三，是国内最大的区熔硅材料专业制造企业。目前正开发直拉6英寸、8英寸重掺衬底片及扩大大功率器件所需区熔硅片的生产规模。

    重大专项带动材料发展

　　“极大规模集成电路制造装备及成套工艺专项”中涉及众多的集成电路材料分项，涵盖了从生产设备、材料、器件、软件设计、封装测试等各个方面，特别是在材料方面支撑极大规模集成电路制备的关键材料，与企业目前的研究重点和市场方向紧密结合，因此通过实施这些项目，可使材料企业得到以下发展机会：
　　首先，形成具有核心自主知识产权产品。掌握制备集成电路材料的关键核心技术，打破国外技术封锁，形成从原料、设备、人员到应用的全面的、成套的工艺。
　　其次，提升企业自主创新能力。通过实施专项项目，可提高企业项目管理水平、培养科技创新人才、购置必备的生产和检测设备，有效提高企业自主创新能力。
　　最后，为企业带来巨大的经济效益。以高附加值的创新产品开拓市场，打破国外对技术和产品的封锁，不仅能为企业自身赚取更多利润，同时也能解决经济社会发展的重大瓶颈问题，提高国家经济收入。
　　企业应充分利用专项资金，切实加强基础研究，紧紧围绕电子信息产品和新能源产业发展需求，突出重点，提高集成电路材料企业自主创新能力；以推动集成电路材料结构升级为主线，以量大面广的高性能材料为突破口，大力发展关键技术和平台技术，积极改造传统产业，促进新兴产业发展；积极推进科技成果的应用和转化。

    应从多晶硅原料入手

　　集成电路材料的生产涉及众多领域，包括多晶硅原料的制备、高精度设备的制造、高纯辅料的制备等。目前限制国内集成电路材料发展的主要因素为多晶硅原料和设备依靠进口，受国外原料、设备和技术的限制。截至目前，我国IC级多晶硅原料还全部依靠进口，太阳能级多晶硅原料也存在产量上的不足，2009年我国多晶硅缺口仍达45%。因此，从多晶硅原料入手，突破传统多晶硅原料制备工艺，制造出高纯度电子级多晶硅原料是发展集成电路材料的必要支撑条件。
　　从提高硅集成电路的性能价格比来看，增大直拉硅单晶的直径，仍是今后硅单晶发展的大趋势。预计2014年后，18英寸的直拉硅单晶将投入生产。从进一步缩小器件的特征尺寸，提高硅IC的速度和集成度来看，研制适合于硅纳米工艺技术所需的高纯、大直径和无缺陷硅外延片(包括SOI和应变硅等)会成为硅材料发展的主流。
　　在集成电路材料行业，我国与世界先进水平的差距短期内很难消除，但随着新材料、新工艺、新理论的快速发展，我们不妨另辟蹊径，在未来的生物技术和材料、纳米技术和材料、量子技术和材料等技术领域早早起步，以免在未来的竞争中仍处于劣势。

    需要政策支持

　　近年来，我国出台了许多促进电子信息产业、集成电路及其材料的优惠政策，但这些优惠政策主要被整机、集成电路、软件产业享有。进口原材料关税倒挂使国内集成电路材料行业发展遭遇困难，多晶硅原料出现供不应求的局面，国外供应商大幅度涨价，进口多晶硅不但价格暴涨，还需缴纳进口关税。长此以往，不利于国内集成电路材料企业的可持续发展。
    同时，对集成电路生产所需的各类设备和其他材料未列入政策优惠范围，这使国产集成电路设备和材料与国外产品在价格上的优势大大缩小，特别是在附加值较低的半导体材料产品上，这一影响更为明显，个别国产半导体材料甚至比同类进口产品的价格还要高。这给国内半导体设备与材料行业发展带来了极大的阻力。
    针对现有情况和未来发展，本人对如何发展该产业提出如下建议：
    第一，国家应组织专家进行集成电路材料方面发展战略和规划的研究。
    第二，国家应加大支持具有技术实力的企业发展。
    第三，建立高校和企业以市场需求为导向的技术合作开发、成果共享的运行机制，避免资源浪费和恶性竞争，整体推进电子信息材料的国产化进程。
    第四，给予税率优惠支持，建议在出口退税、原材料进口关税等方面给予国内企业优惠。
    第五，鼓励企业横向兼并、重组，整合上下游产业链。
    相关部门应该共同研究，通力合作，以有限的资源集中投入解决关键性、共性、基础性问题，共同制定出综合性的政策和措施，使我国的集成电路产业平稳、健康发展。