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技术解码:大硅片如何重塑国产供应链
2025.08.26

一、发展历史:自主化征程构建完整产业链


中欣晶圆是中国大陆半导体硅片制造的先驱企业,其前身可追溯至2002年上海申和在沪设立的半导体硅片事业部。经过二十多年的发展,中欣晶圆在杭州、上海、银川、丽水四地建设有六座工厂,现已形成半导体单晶晶棒拉制到4-12英寸半导体硅片加工的完整产业链。


二、产品矩阵:抛光片+外延片“双轮驱动”


8-12英寸抛光片


随着丽水12英寸抛光项目的顺利通线,未来中欣晶圆12英寸硅片产能将迎来里程碑式跨越,12英寸抛光片月产能突破45万片,另有15万片产线新建中,8英寸抛光片月产能40万片。产品矩阵涵盖12英寸轻掺抛光片(硼/磷掺杂)、12英寸重掺抛光片(硼/红磷/砷/锑掺杂)、8 英寸轻掺抛光片(硼/磷掺杂)、8英寸重掺抛光片(硼/红磷/砷/锑掺杂)全系列。可作为外延片、SOI硅片的衬底材料,亦广泛应用于传感器、模拟芯片、分立器件/功率器件、射频前端芯片等半导体器件。


明星产品包括:拥有自主知识产权的12寸轻掺硼DRAM/NAND/BCD抛光片、8寸轻掺硼P型Logic/Analog抛光片、8/12寸轻掺P型&N型退火片、8/12寸低氧MCZ抛光片、8/12寸超低阻红磷抛光片等,该些产品均已实现量产。


8-12英寸外延片


中欣晶圆8-12英寸外延片产能实现战略突破。规划产能达到后,公司12英寸外延片月产能20万片,8英寸外延片月产能10万片,构建起完整的P/P-、P/P+、N/N++及厚膜外延产品矩阵,广泛应用于逻辑电路、存储芯片、图像处理、分立器件/功率器件、通用处理器等,可提高器件的可靠性,减少能耗。


明星产品包括:拥有自主知识产权且已实现量产的12寸用于CIS的P型外延片、12寸轻掺硼P型Logic外延片、8/12寸超低阻红磷外延片。


三、核心技术优势:海外技术融合与自主研发突破


中欣晶圆前身上海申和半导体硅片事业部设立之初,从海外引进完整的4-6英寸抛光片生产线和加工技术。


2021年是中欣晶圆技术路线发展的关键转折点,公司设立半导体材料研究院,专注开展硅材料的基础理论、制备工艺、检测分析以及产品应用研究。截止2025年年中,中欣晶圆累计已获授权专利近300项(含单晶工序研发专利近100项,硅片加工研发专利120项,其他类专利近70项),正在申请中的发明专利近600项,应用领域包含IGBT、IRD、CIS、BCD、Logic、Memory、MOSFET等。目前,中欣晶圆的重掺硼、红磷、砷、锑技术已达国内一流水准,轻掺硼、磷技术已达国内先进水平。


研究院的各项创新研究工作始终以各类产品应用端的市场需求为导向,致力于解决产品开发及产业化过程中的各类技术难题,例如:


“降低200mm半导体级单晶硅缺陷的拉晶方法”:在8英寸轻掺硼P型Logic硅片制造中,原生微缺陷(COP、FPD等)会导致器件漏电流增加和栅氧完整性下降。传统热场设计存在氧含量波动大、缺陷密度高等问题,影响产品可靠性。该专利通过热场仿真优化与工艺参数耦合控制,使8英寸硅片的Grown-in缺陷密度降低至800/cm²以下,精准控制氧含量波动,显著提升器件电学性能稳定性。


“高平坦度硅晶圆的加工方法”:技术通过创新性的"三级梯度抛光法",系统性解决了12英寸硅片量产中的平坦度波动问题。


“一种降低晶圆体金属的加工工艺”:针对CMOS图像传感器(CIS)用12英寸P型外延片的金属污染难题,创新开发了"三步净化法"工艺体系,实现从原料提纯到成品检测的全流程金属控制。


“低氧高品质单晶硅的制备方法及单晶晶棒”:创新性地解决了磁场直拉法(MCZ)制备IGBT用单晶硅的氧含量控制难题。


“提高掺硼高拉速单晶硅氧含量的热场装置及拉晶方法”:针对显示驱动芯片对硅片氧含量的特殊要求(18-22ppma),创新性地解决了高拉速条件下氧含量控制的行业难题。传统CZ法在拉速>1.2mm/min时氧含量会降至12ppma以下,而该技术通过热场-增氧协同系统,使12英寸硅棒在1.5mm/min拉速下仍能保持20±1ppma的稳定氧含量。


“提高掺硼单晶硅BMD的方法及单晶晶棒”:在功率半导体领域,BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺对硅衬底的体微缺陷(BMD)密度有严苛要求。传统掺硼单晶硅在拉制过程中易形成不均匀BMD分布,导致12英寸抛光片在高压器件应用中出现局部击穿问题。该专利通过创新性拉晶工艺调控,实现了BMD密度与分布的可编程控制。


“减少12寸红磷硅单晶外延层错的装置、方法、产品及单晶炉”:成功实现功率器件用12英寸超低阻红磷外延片量产。


四、市场竞争力:“智能制造-极致品质-国产供应”三位一体


中欣晶圆作为中国半导体材料国产化进程的领军企业,已构建起“智能制造-极致品质-国产供应”三位一体的核心市场竞争力:


智能制造:引进MES制造执行系统进行信息化生产及管理,进行生产设备监控、生产过程管理及生产信息传递等,实时掌握工厂生产动态,打造智能工厂。


极致品质:坚持严格的质量管理,健全各项规章制度,加强工艺管理,建立和完善管理保障体系,对生产全过程进行高标准品质管控,确保产品质量安全。


国产供应:构建自主可控的国产化供应链,中欣晶圆目标要实现大硅片全流程技术自主化率超90%,保证核心原材料供应不间断,目前已完成首期的设备国产化采购。


本次专题从企业发展历史、产品矩阵、核心技术优势及市场竞争力四个维度,全方位展现中欣晶圆的产业价值。下期内容将深度聚焦重掺硅片技术领域,为您解析这项"卡脖子"技术的突破路径与产业化应用。