硅片是生產(chǎn)集成電路的主要原材料。硅片尺寸越大則每片硅片上可以制造的芯片數(shù)量就越多,，從而制造成本就越低,。硅片尺寸的擴(kuò)大和芯片線寬的減小是集成電路行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的兩條主線。現(xiàn)在12 寸硅片的出貨量占比超過60％,，是目前主流的硅片尺寸,。
半導(dǎo)體硅片通常釆用查克洛斯法（CZ Method）將高純度的多晶硅錠拉成不同電阻率的硅單晶錠。硅片加工過程要經(jīng)過晶體定向→外園滾磨→加工主,、副參考面→切片→倒角→熱處理→研磨→化學(xué)腐蝕→拋光→清洗→檢測→包裝等工序,。
根據(jù)硅純度的不同要求，可分為太陽能等級99．9999％,，6個(gè)“9”純度,，以及半導(dǎo)體等級11個(gè)“9”。本文只涉及半導(dǎo)體用的硅片,。
硅晶園
在半導(dǎo)體制造業(yè)中廣泛使用各種不同尺寸與規(guī)格的硅片,，通常包括4英寸,、5英寸、6英寸,、8英寸及12英寸,，它們的基本規(guī)格如下表所示。
來源：半導(dǎo)體制程技術(shù)導(dǎo)論；2001年肖宏P(guān)102
按IC Insight資料,，2015年底全球半導(dǎo)體安裝產(chǎn)能總計(jì)月產(chǎn)1635．3萬片（8英寸計(jì)）,。按地區(qū)分布，臺灣地區(qū)依月產(chǎn)354．7萬片,，市占率達(dá)21．7％,，居全球首位；韓國依月產(chǎn)335．7萬片,，市占率20．5％,，居第二；日本依月產(chǎn)282．4萬片,，市占率17．3％,，居第三；北美依月產(chǎn)232萬片,，市占率14．2％,，居第四；中國依月產(chǎn)159．1萬片,，市占率9．7％,，居第五位；歐洲依月產(chǎn)104．6萬片,，市占率6．4％,，居第六位；其它地區(qū)市占率10．2％,。
由于缺乏統(tǒng)一定義,，硅片尺寸過渡的時(shí)間無法達(dá)成共識，其中有一種觀點(diǎn)認(rèn)為累積硅片的出貨量超過100萬片時(shí),，表示該進(jìn)入硅片尺寸時(shí)代,。實(shí)際上如英特爾等總是領(lǐng)先其它業(yè)者，首先進(jìn)入更大尺寸的硅片,。
現(xiàn)據(jù)SEMI 2006年的說法,，將全球硅片尺寸的過渡時(shí)間表列于如下：4英寸硅片于1986年,；6英寸于1992年,；8英寸于1997年,；12英寸于2005年。但如果依英特爾的芯片生產(chǎn)線建設(shè)（見intel’s all fab list）,，它的3英寸生產(chǎn)線是建于1972年的FAB2 ,；4英寸生產(chǎn)線是建于1973年的FAB4；6英寸生產(chǎn)線是建于1978年的FAB5,；8英寸生產(chǎn)線是建于1992年的FAB15,；第一條12英寸生產(chǎn)線建于2002年FAB12（ in Hillsboro），與IBM同步,。
業(yè)界較為公認(rèn)的說法,，1980年代是4英寸硅片占主流,，1990年代是6英寸占主流，2000年代是8英寸占主流,，到2002年時(shí)英特爾與IBM首先建12英寸生產(chǎn)線,，到2005年己占20％，到2008年占30％,，而那時(shí)8英寸己下降至54％,，6英寸更下降至11％。
多晶硅的原材料是高純度的石英，目前已知的全世界儲量中,，中國量最多,、品質(zhì)最好，但是我國之前卻是將石英礦沙在高溫下還原成金屬硅后低價(jià)外銷,，再高價(jià)進(jìn)口多晶硅,，并且石英還原成金屬硅的階段是高度污染的。好在近些年光伏產(chǎn)業(yè)帶動了國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，目前太陽能等級的多晶硅,，我國的產(chǎn)量已經(jīng)是全球第一。
截止2014年,，全球300mm硅片實(shí)際出片量已占各種硅片出片量的65％左右,，平均約450萬片／月。2015年第1至第2季度每月平均需求量約500萬片,。
現(xiàn)在300mm半導(dǎo)體級的硅片,，國內(nèi)一個(gè)月需求量約45－50萬片，而目前國內(nèi)的產(chǎn)量幾乎為零，這是產(chǎn)業(yè)鏈上最為緊缺的一環(huán),，預(yù)計(jì)未來的5年內(nèi)僅300mm硅片中國的需求量要超過月產(chǎn)100萬片以上,。而從硅片的市場供應(yīng)，全球日本生產(chǎn)的最多,，日本信越和SUMCO,，這兩家的產(chǎn)能和實(shí)際供應(yīng)量總和占全球2／3以上。300mm半導(dǎo)體級的大硅片,，不僅是產(chǎn)業(yè)鏈缺失的重要一環(huán),，也是國家安全戰(zhàn)略發(fā)展的需要。
在2012至2013年科技部的02專項(xiàng)中,，已有大硅片方面項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)準(zhǔn)備,，但遲遲不能立項(xiàng)，原因就是雖然有國內(nèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)曾經(jīng)做過12寸大硅片,，研發(fā)成功,，但由于良率不高還不能量產(chǎn)。
2014年,，科技部02專項(xiàng)的領(lǐng)導(dǎo)下定決心要攻克12英寸硅片難關(guān),。要求是不僅研發(fā)成功，更要量產(chǎn)成功,。量產(chǎn)的概念不是幾千片,，是每個(gè)月10萬片以上交付客戶，連續(xù)6個(gè)月交付客戶10萬片以上,，才算完成項(xiàng)目,。
全球硅晶園片2016年供應(yīng)商排名如下：日本信越半導(dǎo)體第一位，占比27％,；日本勝高科技（SUMCO）占比26％,，居第二；環(huán)球晶園占比17％,，排第三,；Siltronic占比13％，排第四,；LG占比9％,，排第五；SunEdison占比10％,；其它8％,。
2016全球硅晶片排名
由國家立項(xiàng)的12英寸硅片項(xiàng)目己經(jīng)啟動,，叫上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司,，成立于2014年6月，坐落于臨港重裝備區(qū)內(nèi),，占地150畝,，總投資68億元，一期總投資23億元,。新昇半導(dǎo)體第一期目標(biāo)致力于在我國研究,、開發(fā)適用于40－28nm節(jié)點(diǎn)的300mm硅單晶生長,、硅片加工,、外延片制備、硅片分析檢測等硅片產(chǎn)業(yè)化成套量產(chǎn)工藝,；建設(shè)300毫米半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)基地,，實(shí)現(xiàn)300毫米半導(dǎo)體硅片的國產(chǎn)化，充分滿足我國極大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)對硅襯底基礎(chǔ)材料的迫切要求,。新昇半導(dǎo)體一期投入后,，預(yù)計(jì)月產(chǎn)能為15萬片12英寸和5萬片8英寸硅片，最終將形成300mm硅片60萬片／月的產(chǎn)能,，年產(chǎn)值達(dá)到60億元,。屆時(shí)新昇將與世界一流技術(shù)接軌，達(dá)到世界先進(jìn)水平,。
全球硅片出貨量與銷售額：2007時(shí)為8661MSI（百萬平方英寸）,，銷售額達(dá)121億美元；到2010年時(shí)為9043MSI,，銷售額為97億美元,，以及2015年為10434MSI，銷售額為72億美元,，反映全球的硅片出貨量增長緩慢,，而且銷售額逐年下降（價(jià)格下跌）。
450毫米硅片
為了加速發(fā)展450mm（18英寸）晶園,，全球五大半導(dǎo)體業(yè)者IBM,、英特爾、三星電子,、臺積電和GlobalFoundries在2011年共同成立全球450mm聯(lián)盟,，簡稱G450C，并于美國紐約州Albany設(shè)立450mm晶園技術(shù)研發(fā)中心,。
450mm聯(lián)盟成立后,，18寸晶園世代的技術(shù)和機(jī)臺設(shè)備有不少方針已開始確立，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁入18寸晶園世代的重要里程碑,，目的是推動 450mm 硅片技術(shù)的發(fā)展,。
實(shí)際上在2012年，除G450C 聯(lián)盟之外，還誕生了EEMI450 聯(lián)盟 （ 歐洲 ） 和 Metro450 聯(lián)盟 （ 以 色列 ） ,，共計(jì)三個(gè)聯(lián)盟來推動450毫米硅片的進(jìn)展,，目標(biāo)是可互用研究結(jié)果，減少重復(fù)性實(shí)驗(yàn),。
除此之外,，半導(dǎo)體制造技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟 （SEMATECH） 和國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會 （SEMI） 等也在推動全球產(chǎn)業(yè)鏈的合作研發(fā)，因?yàn)楣杵睆降脑龃髮縿诱麄€(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生很大的改變,。
然而,，450毫米硅片的進(jìn)程自開始就有不同的看法，其中最為關(guān)鍵是半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,，如應(yīng)用材料公司等缺乏積極性,，理由是450毫米設(shè)備不是簡單地把腔體的直徑放大，而是要從根本上對于設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)計(jì),，因此面臨著經(jīng)費(fèi)與人力等問題,，更多的擔(dān)心是未來的市場，能否有足夠的投資回報(bào)率,。所以關(guān)于450毫米硅片的聲浪是此起彼伏,，盡管英特爾、三星及臺積電等大廠信心滿滿,，實(shí)際上是雷聲大雨點(diǎn)小,。
自2014年開始G450C聯(lián)盟出現(xiàn)暫緩研發(fā)450mm硅片的跡象。盡管如臺積電等曾宣布將于2018至2019年期間會采用450毫米硅片,，然而依目前半導(dǎo)體業(yè)的態(tài)勢觀察,，現(xiàn)在還很難取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
采用450毫米硅片,，如同前幾次硅片增大直徑一樣,，關(guān)鍵在于從經(jīng)濟(jì)上看投入產(chǎn)出比高，產(chǎn)業(yè)鏈上廠商確實(shí)有利可圖,，包括芯片制造商及設(shè)備供應(yīng)商在內(nèi)都能受益,；另一個(gè)是需要有擴(kuò)大產(chǎn)能的迫切性，所以產(chǎn)業(yè)鏈在等待未來市場再次高潮的到來,。
不管如何,，450毫米硅片對于全球半導(dǎo)體業(yè)仍是一個(gè)懸而未決的課題。
來源：SEMI，數(shù)據(jù)僅為半導(dǎo)體,，太陽能硅片未計(jì)入