中国半导体硅的现状与发展趋势

朱泓达

（伦敦大学学院，伦敦 WC1H 0AQ）

1 中国半导体硅材料的现状分析

1.1 多晶硅

多晶硅是半导体材料中非常重要的组成部分，其性能优良可以用于多行业，是制造半导体器件的重要基础性材料。多晶硅是拉制单晶硅的直接原材料，目前应用比较广泛的有改良西门子法以及硅烷法，其制作出来的多晶硅主要为电子多晶硅和太阳能多晶硅两种。半导体硅是重要的光伏材料（太阳电池半导体材料），我国从上世纪中期就已经开始着手研发高纯多晶硅，力求改变国内电子产业和太阳能光伏产业的多晶硅材料进口的被动局面。经过多年的市场动荡和技术的革新发展，目前我国多晶硅的生产企业数量和全年总产能已经跃居世界前列。国际市场对于多晶硅的需求量逐年增大，在电子行业和光伏使多晶硅市场存在比较多的缺口，而且短期之内不会出现能够与之替代的半导体材料。多晶硅的市场价格始终比较可观，这样就使国内出现许多生产企业。从整体上看，我国生产的多晶硅多用于太阳能光伏发电产业中，而电子多晶硅仍然以进口欧洲和美日韩为主。

1.2 单晶硅

自然中的硅元素含量充足，使得单晶硅的原材料资源非常丰富。单晶硅已经成为新时代电子信息科技中非常重要的组成部分，由于其比较广阔的市场发展空间和发展潜力，使其成为一种新型半导体材料，并具有极高的研究价值。同时，我国正处于构建生态环保型社会的关键时期，太阳能光伏发电有着非常广阔的发展空间，太阳能电池的需求量不断增大，使得单晶硅的市场缺口也比较明显，再加上节能减排理念的提出，使得我国单晶硅有着极大的市场空间。但从整体上看，我国的单晶硅生产技术相较欧美和日本仍然有比较大的差距，进口单晶硅的比重仍然较大。随着广大科研人员多年的积极探索创新与不懈努力，我国的单晶硅生产技术与国际先进的生产技术水平之间的差距已经逐渐缩短，发展前景非常客观。

2 中国半导体硅的发展优势及未来发展趋势分析

2.1 中国半导体硅发展优势分析

2.1.1 政策条件与社会条件具有明显优势

为了推动半导体硅产业的快速发展，我国政府已经出台了相应的扶持政策和相关指导意见，目的是推动我国半导体硅产业保持高水平发展态势，并逐渐完成对国际领域这一项技术的追赶。再加上我国节能减排理念的提出，低碳、环保、生态、绿色社会的发展理念，使得太阳能光伏发电技术的运用更加广泛，也使得半导体硅技术逐渐成熟。

2.1.2 生产技术和生产水平已经有了重大突破

生产技术和生产设备不断被升级优化，使得我国本土的半导体硅技术不断突破，一些欧美国家和日本垄断的技术也逐渐被攻克，打破了半导体硅制造技术的垄断屏障。这样就使我国的半导体硅进口量逐渐降低，而出口量逐渐增高，研发、生产成本也逐渐降低。例如多晶硅生产技术的创新，让我国的光伏发电技术发展前景变得更加可观。

2.2 中国半导体硅的发展趋势分析

2.2.1 多晶硅的发展趋势分析

随着国内多晶硅的生产能力逐渐提升，国内市场对于多晶硅的供给相对稳定，供需之间的矛盾得到有效缓解。传统不可再生能源总量紧缺，政府部门的相关政策出台以及光伏发电行业的快速发展，使得多晶硅的未来市场变得更加发展动力和运作空间。而且受到全球光伏发电行业快速发展的影响，巨大的利润空间使得我国多晶硅大型生产企业数量快速增多。鉴于目前我国多晶硅生产现状，在未来应当以提高多晶硅生产质量为主要目标，力求提升多晶硅产能利用率，降低进口规模。

2.2.2 单晶硅的发展趋势分析目前我国国内能够生产300mm 大直径半导体硅器件的生产线就已经有数十条，能够生产450mm 的设备也已经陆续投入运行。其次，我国的硅片生产技术逐步提升，部分企业已经能够完成批量生产，硅片的规格不仅实现了大直径进化，同时也硅片的平坦度也更高。我国已经完成了对大直径电子单晶硅和太阳能光伏单晶硅生产技术开发和设备的研制工作，并且已经能够实现规模化生产，这样就使得我国在未来的单晶硅生产过程中不再受制于欧美和日韩等国。在未来，单晶硅的发展前景非常广阔，生产增长率和产量也会逐步提高，我国的单晶硅技术也势必会改变国际市场整体格局。

2.2.3 硅片的发展趋势分析

目前硅片主要分为电子产业领域使用的半导体硅片和光伏发电领域使用的太阳能级硅片以及绝缘体上硅片。我国硅片制造生产的未来发展趋势会逐渐走向更大规格的趋势，市场的需求量也会持续攀升。绝缘体上硅是未来硅片的主要发展方向，具有耗能低、效率高等突出优势，这项技术已经被各个相关产业所认可，并且是今后我国半导体硅产业的主要发展方向之一。