深度揭秘硅片产业,巨大潜力成就半导体材料之王【附下载】| 智东西内参( 六 )



区熔法制作单晶硅棒总共分为三步:1、加热多晶硅 , 籽晶接触 , 向下旋转拉单晶 。 在真空或者惰性气体环境下的炉室中 , 利用电场给多晶硅棒加热 , 直到被加热区域的多晶硅融化 , 形成熔融区 。 2、用籽晶接触熔融区 , 并融化 。 3、通过移动电场加热位臵 , 使多晶硅上的熔融区不断上移 , 同时籽晶缓慢旋转并向下拉伸 , 逐渐形成单晶硅棒 。 因为在区熔法中不适用坩埚 , 所以避免了很多污染源 , 用区熔法拉的单晶具有纯度高的特点 。

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▲FZ 法拉单晶空间结构
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▲FZ 拉单晶示意图

2、制造成本

半导体硅片在纯度和电学特性方面较新能源硅片有更高要求 , 所以在制造过程中需要更多的纯化步骤和供应原料 , 造成制造原料的种类更加多样化 。 所以硅料成本占比相对减少 , 但是制造费用占比会相对增加 。

对于半导体硅片来说 , 原材料成本是主要成本 , 约占主营业务成本的 47% 。 其次是制造费用 , 约占 38.6% , 与半导体制造业类似 , 硅片行业属于资本密集型行业 , 对固定资产投资需求较高 , 会因机器设备等固定资产折旧产生较高的制造费用 。 最后是直接人工费用 , 占比约为 14.4% 。

在硅片制造的原材料成本中 , 多晶硅是主要原材料 , 占比约为 30.7% 。 其次是包装材料 , 占比约为 17.0% 。 由于半导体硅片对于洁净度和真空要求较高 , 特别是对于硅片这种极易氧化的物质 , 对包装的要求会比新能源硅片要求要高很多 。 因此在成本构成中 , 包装材料占比较高 。 石英坩埚占比约为原材料成本的8.7% 。 半导体硅片制造所用的石英坩埚也是一次性坩埚 , 但是对于坩埚的物理特性 , 热学特性等等要求更高 。 抛光液 , 研磨轮 , 抛光垫总共占比 13.8% , 主要用在硅片抛光过程中 。

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▲2018 年硅产业营业成本构成
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▲2018 年硅产业原材料构成
水电费用约占制造成本的 15%:在制造成本费用中 , 水电费用总和约占整个制造费用的 15% , 其中电费约占 11.4% , 水费约占 3.4% 。 在对应金额方面 , 根据硅产业集团的 2018 年财务数据 , 电费和水费的总成本和包装材料成本相当 , 约占多晶硅材料的一半 。 电费比石英坩埚略高 20%左右 。

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▲2018 年硅产业制造费用占比
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