MCZ,磁控直拉单晶硅技术,是在传统直拉单晶硅(CZ)技术的基础上施加磁场制备单晶硅的一种方法,可提高单晶硅质量。
芯片制造需要高纯度硅片,高纯硅片由单晶硅制造而成,而单晶硅则以多晶硅为原料,采用直拉法(CZ)进行生产。直拉法是将熔融状态下的多晶硅直拉形成单晶硅棒,此过程直接决定单晶硅纯度,但会出现热对流现象,造成单晶硅质量下降。MCZ在熔融多晶硅直拉过程中施加磁场,可抑制热对流产生,从而提高单晶硅质量。
中国半导体产业发展迅速,是全球最大的半导体市场。根据美国半导体行业协会(SIA)公布的数据显示,2021年,全球芯片销售额达到5559亿美元,同比增长26.2%;其中,中国芯片销售额为1925亿美元,同比增长27.1%,继续为全球最大的半导体单一市场。
在半导体产业发展拉动下,我国半导体硅片需求快速增长,2021市场规模接近17亿美元,在全球总市场中的份额占比为13.3%。在此背景下,我国已经成为全球重要的单晶硅生产国与消费国。半导体硅片正在向大尺寸方向发展,300mm(12英寸)半导体硅片产销量占比不断提高,因此300mm大尺寸半导体级单晶硅需求旺盛。
受技术限制,一直以来与国际市场相比,我国生产的主流半导体硅片尺寸较小,300mm半导体硅片生产技术掌握在日本、美国等少数企业手中。在我国半导体产业快速发展背景下,我国亟需掌握自主生产300mm半导体硅片的技术,MCZ重要性日益突出。
新思界
行业分析人士表示,超导磁体是半导体单晶硅长晶炉的重要组成部分,后者在MCZ工艺中不可或缺,超导磁体的作用是提供磁场,因此超导磁体是实现MCZ技术的核心组件之一。目前,我国西部超导已经实现超导磁体全流程生产,产品可用于MCZ领域,已经为国内外多家300mm单晶硅棒生产企业批量供货。核心组件的技术瓶颈已被突破,在半导体产业规模持续扩大、大尺寸半导体硅片需求持续上升情况下,未来我国MCZ产能规模有望不断扩张。