主要半导体硅材料企业
IC抛光片 北京有研硅股（CZ单晶—抛光片、FZ单晶—研磨片） 宁波立立电子（CZ单晶—抛光片、Epi） 洛阳单晶硅（包括MCL）（CZ单晶—抛光片、FZ单晶—研磨片） 上海合晶硅材料（CZ单晶—抛光片） 上海申和热磁电子（抛光片） 昆山中辰矽晶（即将） 浙江万向硅峰电子（即将） 湖州新元泰微电子（即将）
国内半导体硅材料工业现状（2）
• 产业规模小而分散
全国抛光片产量占世界产量的3%左右，不及韩国LG Siltron一家。
• 技术水平低
只能生产6英寸及以下的硅片，与我国IC工业的发展形成鲜明对比。
• 多晶硅产量低 • 单晶硅产量迅速增加 • 外延片生产有发展 • SOI从无到有 • 前景
国内半导体硅材料工业现状（2）
mc-Si 比例总体上升趋势，但04年有所下降，从03年的61.3%下降至56%； sc-Si 比例止住了下降趋势，由03年的26.9%上升至28.7%。而且同比增长 （71%），超过mc-Si （46.8 % ）。如果包括a-Si/scSi ，则比例达到32.1%, 同比增长75%。 Ribbon 比例由03年的0.9%,提高至3.4%，同比增长502.9%； 晶体硅（包括mc-Si, sc-Si, a-Si/scSi和Ribbon）的比例近4年来变化不大，在 91.1%—93.1%之间；
FZ CZ DS
(定向结晶)
15 15 69 35
50 50 240 400
2-4 0.61.2 0.10.6 1.5-2
4 1.5 3.5 30
80 30 70 600
30 18-40 8-15 12
36 21-48 9-17 35
<18, 24 <15, 20 <14, 18 <14, 16
EMC
太阳能电池的分类 晶体硅太阳能电池的发展趋势
100% 80% 60% 40% 20% 0% 1 2 3 4 其他 Ribbon mc-Si a-Si/sc-Si sc-Si
2001-2004各种太阳能电池比例的变化 70 60 50 40 30 20 10 0 01 02 03 04 年 sc-Si a-Si/sc-Si mc-Si Ribbon 其他
按企业价值链
• 材料： M.Setek、 JFE Steel、Sumco、（Deutsche Solar、ScanWafer ） • 垂直集成：其他
按工艺
• MC-Wafer (Ingot): Kyocera、ScanWafer、BP Solar 、JFE Steel、Sumco • SC-Wafer: M.Setek、Shell Solar • MC+SC-Wafer: Deutsche Solar、PV Crystalox
世界PV硅片的市场份额
市场份额分析
按国别
• 以上12家占世界市场份额的90%。 • 其中日本厂商6家，它们是： M.SETEK、 Kyocera、 JFE Steel 、Sanyo、 Sharp，占39%。如果加上Metal Reclaim（金属再生，现名宇宙能源）， 超过40%。。 • 美国、德国、英国和挪威。
光伏产业价值链
3 太阳能用硅材料的生产工艺
1-1 单晶锭 1-1-1 CZ法 1-1-2 FZ法
1-2 多晶锭 1-2-1 铸造多晶硅 1-2-1 EMC多晶硅
太阳能用硅材料的生产工艺 CZ法
来源：CGS
太阳能用硅材料的生产工艺 CZ法
1 熔化 2 稳定 3 引晶 4 缩径 5 放肩 6 等径
在半导体应用中还有半导体设备零件及消耗材料等 硅材料的另一应用领域在红外光学——红外滤光片
半导体用硅材料
半导体器件
集成电路 IC
硅材料
抛光片 外延片 SOI 应变硅 应变SOI
研磨片 腐蚀片 抛光片
（Polished Wafer） （Epi wafer ） （Silicon on Insulator ） （Stained Silicon ） （Stained Silicon on Insulator）
1 引言
1-1 硅材料的应用领域
1-1-1半导体用硅材料 1-1-2 太阳能电池用硅材料
1-2 半导体硅材料简介
1-2-1 世界半导体硅材料工业现状 1-2-2 国内半导体硅材料工业现状
1-1 硅材料的应用领域
工业硅 （又称：结晶硅或金属硅） 半导体用硅材料 含硅化合物（SiHCl3, SiH4） 半导体用多晶硅 （又称：高纯硅或超纯硅） 单晶硅锭 各种硅片 各种半导体器件 太阳能用多晶硅 (Solar grade silicon) 单晶硅锭 单晶硅片 单晶硅太阳能电池 多晶硅锭 多晶硅片 多晶硅太阳能电池 太阳能用硅材料
太阳能电池用硅材料
太阳能电池类型
单晶硅太阳能电池 （sc-Si Cell）
硅材料
CZ单晶硅片 FZ单晶硅片
多晶硅太阳能 （mc-Si Cell ）
多晶硅片 （包括铸造、电磁铸造多晶硅及带硅）
世界半导体硅材料工业现状（1）
2000—2004年世界硅片发货量
Worldwide Silicon Data Area Shipments (MSI) Revenues ($B)
Epitaxial
1,215
353
74.6
21.7
1,114
314
75.0
21.1
Nonpolished
TOTAL
61
1,629
3.7
100
58
1,486
3.9
100
世界半导体硅材料工业现状（2）
• 2004年世界硅片发货量较2003年增长22%。销 售收入增长26%。
• 与2000年相比，发货量增加13%，销售收入却 下降3%。 • 1995—2004年ASP(Average Selling Price)指数10 年间从1下降到0.68。 • Gartner预测2005年世界硅片需求放缓，面积增 长仅3%。
（Lapped Wafer ） （Etched Wafer ） （Polished Wafer ）
分立器件 Discretes
微机电系统和微光机电系统 MEMS MOEMS
双面抛光片 （Double Polished Wafer ） 腐蚀片 （Etched Wafer ） SOI （Silicon on Insulator ）
2000
2001
2002 4,681 5.5
2003
2004
5,551 3,940 7.5 5.2
5,149 6,262 5.8 7.3
来源：SEMI Silicon Manufacturers Group (SMG)
2004年Q3—Q4各种硅片的比例
Q3 2004 % Q4 2004 %
Polished
世界半导体硅材料工业现状（4）
产业特点：
• 资金密集 技术密集 • 生产集中化程度越来越高 • 受硅周期影响 效益低
技术方向：
• 大直径化，200mm是主流，正向300mm过渡， 下一个目标将是450mm • 高端应用向SOI、 Stained Silicon 及Stained SOI 发展
国内半导体硅材料工业现状（1）
Method Width Weight （cm） (kg) Growth Growth Rate Rate (mm/min) (kg/h) Throughput (m2/day) Energy Use (kWh/kg) Energy Use (kWh/ m2) Efficiency (Typical, best)
2 太阳能电池的分类和光伏产业价值链
2-1 太阳能电池的分类 2-1-1 各种太阳能电池的市场份额 2-1-2 晶体硅太阳能电池的发展趋势 2-2 光伏产业价值链
太阳能电池的分类 各种太阳能电池的市场份额
2004年太阳能电池产量 1,194.7MW，增长60.6%， 其中：
产量 mc-Si sc-Si a-Si a-Si/scSi Ribbon CdTe CIS 669.15 343.45 64.60 60.00 41.00 13.00 3.0 比例% 增长% 56.0 28.7 5.4 5.0 3.4 1.1 0.3 46.8 71.3 49.2 100 502.9 333.3 -25.0
2004年
• 多晶硅产量不到50T； • 硅单晶产量达到约1700T， 增长幅度约43%，主要是 由于太阳能硅单晶大幅度 增长； • 抛光片稳步增长，但直径 仍限于6英寸及以下。
2000-2004年多晶硅和单晶硅产量 2000 1500 1000 500 0
多晶硅 单晶硅总量 CZ半导体单晶 FZ
2000-2004年抛光片产量 200 150 100 50 0 2000 2001 2002 2003 2004
来源：CGS
太阳能用硅材料的生产工艺 FZ法
FZ来源：CGS太来自能用硅材料的生产工艺 多晶浇注法
来源：
太阳能用硅材料的生产工艺 多晶浇注设备
HEM DSS
太阳能用硅材料的生产工艺 多晶硅锭
太阳能用硅材料的生产工艺 方法比较
NREL Silicon Growth Methods - A Comparison
• EFG Ribbon: RWE Schott Solar
4-2 主要生产商简介
（产能/产量、发展计划、企业战略、工艺特点） • • • • • • • • • • Deutsche Solar AG（原 Bayer Solar） M.SETEK CO.,LTD.（エム・セテック株式会社） Kyocera ScanWafer AS BP Solar PV Crystalox Shell Solar （原 Siemens Solar） JFE Steel Sumco RWE Schott Solar 1 1 2 3 4 5 6 7 9 10