中國(guó)粉體網(wǎng)訊   芯片制造對(duì)原材料硅片的品質(zhì),，尤其純度、缺陷密度,、位錯(cuò),、雜質(zhì)（氧、碳,、金屬離子）含量等方面要求極為嚴(yán)苛,。而石英坩堝是半導(dǎo)體硅片原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵耗材。

來(lái)源：美晶新材

作為承載多晶硅熔融料的石英坩堝,，其與硅料及其熔融液直接接觸,，特別是在高溫（1,420℃）生產(chǎn)環(huán)境下，其本身的純度,、強(qiáng)度,、熱學(xué)性能、氣泡含量,、表面狀態(tài)等方面的性能水平對(duì)半導(dǎo)體硅片的品質(zhì),、良率、一致性影響較大,。相比太陽(yáng)能石英坩堝,，半導(dǎo)體石英坩堝在生產(chǎn)制造過(guò)程中對(duì)原料石英砂雜質(zhì)含量要求更為嚴(yán)苛，不同內(nèi)層位置對(duì)石墨電極的灰分標(biāo)準(zhǔn),、生產(chǎn)所用的化學(xué)藥液,、涂層材料及純水的等級(jí)要求也更高。

礦源難尋,，高純石英原材料供應(yīng)緊張

在半導(dǎo)體行業(yè),，石英坩堝對(duì)堿金屬和過(guò)渡金屬等雜質(zhì)含量有較高要求,，堿金屬雜質(zhì)會(huì)影響石英坩堝的熱學(xué)特性，降低石英制品的耐溫性,，使其熔點(diǎn)降低,，高溫性能變差；過(guò)渡金屬雜質(zhì)會(huì)降低導(dǎo)電性,，縮減半導(dǎo)體的使用壽命,，雜質(zhì)含量高還會(huì)產(chǎn)生氣泡和色斑等缺陷，降低石英坩堝的透明度,，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響石英坩堝成型,。

以地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 13/T 5631—2022電子專用材料單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》為例，看一看電子專用材料單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝原輔材料的嚴(yán)苛要求,。

地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 13/T 5631—2022電子專用材料單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》

石英砂雜質(zhì)元素含量（單位為微克）

由內(nèi)蒙古歐晶科技股份有限公司,、江西中昱新材料科技有限公司、錦州佑鑫石英科技有限公司為主要起草單位編制的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《半導(dǎo)體單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝生產(chǎn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了半導(dǎo)體單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝主要原輔材料的標(biāo)準(zhǔn),。

《半導(dǎo)體單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝生產(chǎn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》

石英砂雜質(zhì)元素含量

半導(dǎo)體石英坩堝行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心原材料主要為高純度合成石英砂及高純度天然石英砂,。半導(dǎo)體石英坩堝穩(wěn)定供應(yīng)的必需條件是保障充足的原材料來(lái)源，而高純度合成石英砂及高純度天然石英砂供給緊張,。高純度合成石英砂由硅醇鹽制成,，是高純度石英玻璃制品的理想原材料,，目前全球主要由三菱化學(xué)提供,。高純度天然石英砂通常為符合美國(guó)矽比科公司IOTA-STD等級(jí)的石英砂，目前全球能夠供應(yīng)的公司較少,，僅美國(guó)矽比科（前身為尤尼明公司）,、挪威天闊石等。

技術(shù)要求細(xì)致,、嚴(yán)苛

半導(dǎo)體石英坩堝具有均一性,、高純度（高純半導(dǎo)體合成石英坩堝內(nèi)層要求8N以上純度）的特點(diǎn)。與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比,，我國(guó)起步較晚,，部分生產(chǎn)工藝與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)相比存在一定差距。在產(chǎn)品穩(wěn)定性,、微氣泡量控制方面,，日本公司相關(guān)產(chǎn)品可把因溫度產(chǎn)生的形變控制在小范圍內(nèi)（正負(fù)0.75mm），部分合成石英砂坩堝可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部零氣泡,，而國(guó)產(chǎn)坩堝暫時(shí)無(wú)法達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn),。在石英坩堝尺寸方面，部分外國(guó)石英坩堝生產(chǎn)廠商可以生產(chǎn)直徑32英寸的半導(dǎo)體石英坩堝,，而國(guó)內(nèi)僅有少部分技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)可以生產(chǎn)大尺寸半導(dǎo)體石英坩堝,。

半導(dǎo)體石英坩堝制備技術(shù)目前仍主要由美國(guó),、日本傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料頭部廠商所掌握。石英坩堝的純度,、微量元素的控制水平,、氣泡層的分部、熱學(xué)性能,、內(nèi)表面與硅液的化學(xué)反應(yīng)程度,，都將很大程度影響晶體的微觀結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能以及產(chǎn)品的良率,、穩(wěn)定性和一致性,。而高品質(zhì)的半導(dǎo)體石英坩堝需要在各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)中達(dá)到一個(gè)完美的平衡，如何控制各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是先進(jìn)石英坩堝廠商的核心技術(shù),，特別是大尺寸半導(dǎo)體石英坩堝的制備技術(shù),，目前仍是行業(yè)頭部企業(yè)的核心機(jī)密。

全球半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)集中度高,，具有領(lǐng)先技術(shù)工藝優(yōu)勢(shì),、成本控制優(yōu)勢(shì)和下游硅片廠商認(rèn)證優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)地位穩(wěn)固，占據(jù)了整體市場(chǎng)的絕大部分份額,。

目前全球主要市場(chǎng)份額集中于邁圖科技（Momentive Technologies）,、信越石英（Shin-Etsu Quartz）及SUMCO JSQ事業(yè)部。其中,，邁圖科技于2022年6月宣布收購(gòu)Coorstek的石英坩堝產(chǎn)品線,。中國(guó)在18英寸及以下半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化程度較高，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)對(duì)海外半導(dǎo)體石英坩堝品牌的替代,；部分技術(shù)工藝領(lǐng)先的半導(dǎo)體石英坩堝生產(chǎn)商具備批量供應(yīng)24-28英寸半導(dǎo)體石英坩堝的能力且逐漸獲得下游硅片制造廠商的認(rèn)可,；僅有少數(shù)頭部石英坩堝生產(chǎn)商可進(jìn)行32英寸及以上半導(dǎo)體石英坩堝的生產(chǎn)制造。國(guó)內(nèi)本土半導(dǎo)體石英坩堝制造商包括盾源聚芯,、錦州佑鑫,、浙江美晶、中昱科技,、歐晶科技,、常州裕能等。

驗(yàn)證體系復(fù)雜,、認(rèn)證周期長(zhǎng)

半導(dǎo)體行業(yè)頭部集中程度高,，下游廠商在全球具有較大的影響力，其對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性,、可靠性,、一致性要求極高，在成為其合格供應(yīng)商、加入其全球分工體系前,，需經(jīng)歷嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系審核和產(chǎn)品性能檢測(cè)認(rèn)證,。

石英坩堝的下游硅片生產(chǎn)廠商出于生產(chǎn)穩(wěn)定性的考慮，通常會(huì)選擇產(chǎn)品優(yōu)質(zhì),、口碑較好的供應(yīng)商形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系,。石英坩堝制造企業(yè)通常在與客戶溝通合作意向后，基于產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將石英坩堝樣品交付客戶進(jìn)行測(cè)試,，測(cè)試合格后方可入選合格供應(yīng)商名單進(jìn)行持續(xù)供貨,，尤其是半導(dǎo)體石英坩堝認(rèn)證周期長(zhǎng)（一般3年以上），時(shí)間成本和資金成本較高,。由于硅片生產(chǎn)廠商更換供應(yīng)商成本較高,、流程繁瑣以及不同廠商生產(chǎn)石英坩堝的參數(shù)存在差異，易對(duì)硅片生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)效率產(chǎn)生較大影響,。故其與石英坩堝生產(chǎn)廠商一旦達(dá)成合作關(guān)系后,，合作關(guān)系較為穩(wěn)定，不會(huì)輕易更換石英坩堝供應(yīng)商,。

發(fā)展趨勢(shì)：大尺寸,、高純度

半導(dǎo)體行業(yè)是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。隨著人工智能,、物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算的興起，對(duì)高性能芯片的要求將進(jìn)一步提高,，對(duì)半導(dǎo)體硅片的性能水平和尺寸要求也在不斷提升,。

大尺寸高純度半導(dǎo)體石英坩堝將占據(jù)主流

在性能水平上，高端芯片對(duì)硅片表面微粗糙度,、硅單晶缺陷,、金屬雜質(zhì),、晶體原生缺陷,、表面顆粒尺寸等技術(shù)指標(biāo)要求更加嚴(yán)格。半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)革新也對(duì)半導(dǎo)體石英坩堝產(chǎn)品在尺寸,、公差,、黑點(diǎn)、雜質(zhì)水平等方面提出了更高的要求,。

另外,，半導(dǎo)體制造走向“更大硅片”和“更小制程”以降低制造成本和功耗。當(dāng)前主流為8英寸/12英寸硅片,，在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體頭部企業(yè)高強(qiáng)度研發(fā)投入下,，國(guó)內(nèi)12英寸硅片關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，先進(jìn)制程硅片技術(shù)正在加速突破,。下游半導(dǎo)體硅片行業(yè)尺寸日趨大型化加大了對(duì)大尺寸高純度半導(dǎo)體石英坩堝的需求,。

國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)占有率有望提升

隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移,，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)占有率有望提升，在國(guó)家政策的扶持下,，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的建設(shè)力度持續(xù)加強(qiáng),，進(jìn)而有力帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上游石英坩堝需求的增長(zhǎng)。未來(lái)隨著半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的推進(jìn),，國(guó)產(chǎn)石英坩堝在半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率將得到進(jìn)一步提升,。

參考來(lái)源：

中國(guó)粉體網(wǎng).這都搞不懂，別再糟蹋石英砂了,！

盾源聚芯招股說(shuō)明書,、美晶新材招股說(shuō)明書

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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