近日，江苏鑫华半导体材料科技有限公司发布消息称，其生产的纯度要求达到99.999999999%的电子级多晶硅经过一系列严格验证、检测，一部分出口韩国，一部分向国内部分晶圆加工厂批量供货。有业内人士表示，这标志着我国半导体集成电路用硅料已经达到国际一流质量标准，也是我国多晶硅制造企业首次向国际市场出口集成电路用高纯度硅料。从太阳能级多晶硅迈向电子级多晶硅，中间的路有多远，要跨越多少技术关卡，多晶硅企业如何布局，业内专家从不同角度给出了答案。
国内多晶硅产品仍主要面向光伏市场
太阳能光伏产业的发展，造就了中国多晶硅产业的神话：一举成为世界第一大多晶硅生产国。有数据显示，2017年，中国多晶硅产能27万吨，占全球总产能49.56万吨的54.5%；当年中国多晶硅产量24.2万吨，占全球总产量44万吨的55%。但国内市场需求仍有15.7万吨多晶硅依赖进口，电子级多晶硅则几乎全部依赖进口。
洛阳中硅高科技有限公司总工程师、多晶硅材料国家工程实验室主任严大洲给记者提供了今年的数字，他说，截至2018年5月底，中国多晶硅企业共有22家，合计产能为31.5万吨，其中，具备万吨级以上规模的企业有10家，总产能26.4万吨，占比83%。仍有多家企业在新建与扩建中，产能还会持续增长，但国内多晶硅企业生产的多晶硅多为光伏级产品。
“随着光伏产业领跑者计划的实施，高质量、高效电池已成为光伏产业新常态，单晶硅光伏电池份额持续增加，要求多晶硅质量提升，根据国家《光伏制造行业规范条件（2018年本）》，新建、改建多晶硅项目的质量要求，达到国标GB/T12963电子级多晶硅2级品标准，光伏制造用多晶硅已不再是低端产品的代名词，低质量产品将逐步被淘汰。”严大洲说。
从光伏级到电子级 纯度要提高2——3个数量级
电子级多晶硅相比太阳能级多晶硅差别在质量，通俗说法是太阳能级多晶硅要求硅的纯度在9N及以上，电子级多晶硅要求质量在11N及以上，要提高2——3个数量级。严大洲告诉记者，国标GB12963对电子级多晶硅硼、磷等三、五价杂质，金属杂质和氧、碳杂质等的含量提出了具体的要求，尤其要求各杂质含量必须稳定可控。
因此，从太阳能级多晶硅向电子级多晶硅跨越，必须从设计之初进行工艺、技术、材料、装备制造、工程建设、装置运行等综合性的全盘考虑，并在各环节的过程控制上做到精益求精。只有这样，多晶硅企业才能在国内目前水平上获得重大突破，生产出合格的电子级多晶硅产品。
江苏鑫华半导体材料科技有限公司总经理田新表示：“作为高纯材料，越到后序工段，提纯难度越大。多晶硅提纯是人类工业提纯的最高极限，它的工艺可以代表整个人类工业提纯的最高水平。半导体级多晶硅没有任何折扣空间和缓冲余地，没有退路，只能往前走，对质量要求非常苛刻。任何一个环节有一点点杂质，产品质量水平就会受到影响。”他强调，为了实现这一目标，必须从项目建设之初进行全盘考虑，而不是在现有技术体系下进行部分环节的改造升级。要严格按照电子级多晶硅的要求进行工艺技术的选择和工程设计，在装备制造、工程建设等环节进行严格控制，并保证生产过程中的调控和操作水平。
青海黄河水电新能源分公司副总经理任学平补充说，除产品纯度外，电子级多晶硅产品还需要得到下游厂家的认可，而下游用户看中的是产品质量的稳定性。因此，在保证多晶硅产品的纯度外，还要保证其产品的一致性。这对国内多晶硅企业来说，也是很大的挑战。
太阳能多晶硅与电子级多晶硅应协同发展
电子级多晶硅是集成电路产业的核心关键基础原材料，扩大其国产化将能摆脱我国战略原材料受制于人的局面，提升我国集成电路产业的战略安全。而随着中国集成电路产业的快速发展，电子级多晶硅需求量加速扩大，预计到2020年，中国集成电路用多晶硅年需求量将超过1万吨。因此，发展电子级多晶硅成为国内多晶硅企业急需破解的课题。
严大洲表示，中国多晶硅产业布局已移向新疆、内蒙古等电价低洼地区，但这些地区科技人员和科研条件匮乏，再加上风沙等环境条件不利于电子级多晶硅生产。目前研究重心集于中原、华东地区，但这些地区苦于能源价格偏高，太阳能级多晶硅生产发展空间受限，独立建设的电子级多晶硅项目在建成后的2至3年内难以形成盈利能力，建议国家给予太阳能多晶硅能耗技术先进的多晶硅企业优惠能源价格，采用太阳能多晶硅与电子级多晶硅协同发展模式，保障电子级多晶硅科研与生产的持续。结合中国集成电路产业与大硅片项目发展规划，重点支持电子级多晶硅的工艺技术研究与创新，支持电子级多晶硅与大硅片一体化项目，为集成电路产业发展提供稳定的原料供应。
任学平告诉记者，由于国外多晶硅厂商的长期垄断，加上下游企业对多晶硅产品稳定性的考虑，国内集成电路企业不愿轻易使用国产多晶硅产品。且电子级多晶硅产品试用、认证周期长，国内企业对市场的开拓举步维艰。因此，他建议相关部门引导和鼓励上下游企业协同发展，扩大国产电子级多晶硅的使用范围，为国内集成电路产业发展提供稳定的基础材料供应。他同时也强调，国家应给予技术领先的多晶硅企业能源价格优惠，促进企业降低成本，提高市场竞争力。
田新认为，半导体行业的未来与国家集成电路产业政策相关联，在注重产业技术提升和产业链发展的同时，要重点关注决胜未来的技术和装备，打造产业技术开发、应用基础和先导技术共同发展的生态体系。“同时，国内多晶硅企业还应进一步深化国际合作，实现开放创新，互利共赢。”田新最后说。
拓展阅读：
什么是电子级多晶硅？
电子级多晶硅材料是纯度最高的多晶硅材料，是集成电路的关键基础材料，过去中国市场上的集成电路用多晶硅材料基本完全依赖进口。
相对于太阳能级多晶硅99.9999％纯度，电子级多晶硅的纯度要求达到99.999999999％。5000吨的电子级多晶硅中总的杂质含量相当于一枚1元硬币的重量。
作为集成电路行业的“基石”，电子级多晶硅一直都是国家发展集成电路产业的战略原材料。在此之前世界范围内能完全生产电子级多晶硅产品，只有Wacker、hemlock等企业，关键性的技术主要掌握在德国、日本和美国为首的企业手中。
电子级多晶硅产业的下游是硅片制造商，硅片制造商把电子级多晶硅拉成单晶硅，经切片、抛光等处理后的高纯度硅片交付给晶圆代工厂，晶圆厂根据芯片的设计商给出的IC设计生产集成电路裸片（即晶圆），最后晶圆交由封装厂进行封装，至此“芯片”生产完毕，可交由OEM厂进行组装。
国内高品质多晶硅缺口依然巨大
从进口数据分析，2013年至2017年，我国多晶硅进口数量从80653吨逐年攀升至144000吨。2014年，国务院签发了《国家集成电路产业发展推进纲要》，同时成立了国家集成电路产业投资基金，电子级多晶硅迎来重大利好。
从近十年的发展状况来看，虽然多晶硅在我国得到长足发展，但高品质多晶硅仍然需要进口。进口数据中所有的分立器件、集成电路用多晶硅和高效光伏电池用多晶硅全部进口，国内高品质多晶硅缺口仍然巨大。
国外半导体硅材料生产商
德国 Wacker
瓦克是光伏领域的先驱企业之一，如今已成为多晶硅生产领域的全球市场领导者。多晶硅这种异常纯净的材料是光伏及半导体领域高级应用的核心原料。
瓦克有三个生产基地能够根据统一而持久有效的标准生产高纯多晶硅，并能够对在生产过程中产生的副产品进行高度集成的物料循环利用，使其作为原材料得到回收利用，创造出更多的价值。
对半导体组件而言，所用材料的纯度和质量对硅片的效率或产率有着决定性作用。硅片是现代微电子技术和纳米电子技术的基础。用硅制成的电子设备被广泛应用于电脑、智能手机、平板显示器、导航系统、发动机控制系统等众多领域。
美国 Hemlock
Hemlock半导体在过去的50多年中一直是行业的领导者，为半导体和太阳能晶圆制造提供最高品质的多晶硅。
Hemlock半导体集团主要生产多晶硅原料，该公司是美国道康宁公司、信越半导体（Shin-Etsu Handotai ）与三菱材料集团（Mitsubishi Materials Corp.）成立的合资企业。
2013年11月，多晶硅生产商Hemlock Semiconductor的小股东三菱综合材料公司（Mitsubishi Materials），将其在该公司的股份以2.4亿美元出售给道康宁公司（Dow Corning），道康宁获得Hemlock全部股权。
2015年12月，康宁公司方面发布消息确认将其在50%的道康宁股权出售给陶氏化学，估价约为48亿美元现金，以及在道康宁旗下公司Hemlock Semiconductor Group中所持的股份。该交易已经在2016年6月份完成。
展望
我国电子级多晶硅的研制始于二十世纪五十年代，六十年代中期进入批量生产，至七十年代末改良西门子法的生产技术、工艺已臻成熟。
那时尽管生产规模小，设备简陋，但因当时国内需求少，生产的产品基本能够满足国内需求。此后由于国内产量不足、质量不稳定等原因，我国开始大量进口电子级多晶硅。
现在鑫华半导体终于量产，甚至有望跻身全球前三大半导体硅材料生产商之列，目前不仅已经向国内部分晶圆加工厂批量供货，而且也有一批集成电路用高纯度硅料出口。未来我国将逐步减少电子级多晶硅进口，助力该领域巨头垄断问题得到缓解。
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