目前超过98％的电子元件材料全部使用单晶硅。其中用CZ法占了约85％，其他部份则是由浮融法FZ生长法。CZ法生长出的单晶硅，用在生产低功率的集成电路元件。而FZ法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。CZ法所以比FZ法更普遍被半导体工业采用，主要在于它的高氧含量提供了晶片强化的优点。另外一个原因是CZ法比FZ法更容易生产出大尺寸的单晶硅棒。
目前国内主要采用CZ法
CZ法主要设备：CZ生长炉
CZ法生长炉的组成元件可分成四部分
（1）炉体：包括石英坩埚，石墨坩埚，加热及绝热元件，炉壁
（2）晶棒及坩埚拉升旋转机构：包括籽晶夹头，吊线及拉升旋转元件
（3）气氛压力控制：包括气体流量控制，真空系统及压力控制阀
（4）控制系统：包括侦测感应器及电脑控制系统
加工工艺：
加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长
（1）加料：将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内，杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼，磷，锑，砷。
（2）熔化：加完多晶硅原料于石英埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（1420℃）以上，将多晶硅原料熔化。
（3）缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩劲生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（4-6mm）由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。
（4）放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。
（5）等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。
（6）尾部生长：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么效应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。
单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片
加工流程：
单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片
倒角→研磨 腐蚀--抛光→清洗→包装
切断：目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。
切断的设备：内园切割机或外园切割机
切断用主要进口材料：刀片
外径磨削：由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。
外径滚磨的设备：磨床
平边或V型槽处理：指方位及指定加工，用以单晶硅捧上的特定结晶方向平边或V型。
处理的设备：磨床及X－RAY绕射仪。
切片：指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。
切片的设备：内园切割机或线切割机
倒角：指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。
倒角的主要设备：倒角机
研磨：指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。
研磨的设备：研磨机（双面研磨）
主要原料：研磨浆料（主要成份为氧化铝，铬砂，水），滑浮液。
腐蚀：指经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。
腐蚀的方式：（A）酸性腐蚀，是最普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸（HNO3），氢氟酸（HF），及一些缓冲酸（CH3COCH，H3PO4）组成。
（B）碱性腐蚀，碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。
抛光：指单晶硅片表面需要改善微缺陷，从而获得高平坦度晶片的抛光。
抛光的设备：多片式抛光机，单片式抛光机。
抛光的方式：粗抛：主要作用去除损伤层，一般去除量约在10－20um；
精抛：主要作用改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量1um以下
主要原料：抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH（或KOH或NH4OH）组成，分为粗抛浆和精抛浆。
清洗：在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。
清洗的方式：主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。
主要原料：H2SO4，H2O2，HF，NH4HOH，HCL
（3）损耗产生的原因
A.多晶硅--单晶硅棒
多晶硅加工成单晶硅棒过程中：如产生损耗是重掺埚底料、头尾料则无法再利用，只能当成冶金行业如炼铁、炼铝等用作添加剂；如产生损耗是非重掺埚底料、头尾料可利用制成低档次的硅产品，此部分应按边角料征税。
重掺料是指将多晶硅原料及接近饱和量的杂质（种类有硼，磷，锑，砷。杂质的种类依电阻的N或P型）放入石英坩埚内溶化而成的料。
重掺料主要用于生产低电阻率（电阻率＜0.011欧姆／厘米）的硅片。
损耗：单晶拉制完毕后的埚底料约15％。
单晶硅棒整形过程中的头尾料约20％。
单晶整形过程中（外径磨削工序）由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10％-13％。
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出现这样的现象，总共可以分为三种类型：首先，初期chipping，主要指的是刀片桩基与切割阶段的产品表面出现了崩缺现象，出现这样的原因，有三方面刀片安装存在倾斜以及刀片并没有修成真圆，以及金刚石并没有完全暴露也没有产生容削槽；重复循环chipping，出现这种情况主要是在于刀片表面受到了较大冲击，以及大颗粒金刚石存在凸起现象，在刀片外表富含杂质；其他chipping工件存在移位变形的可能以及速度和切割深度存在不一致。晶圆崩边解决方法
在初期chipping应当详细检查刀片的安装精度问题，技术人员还应当做好休整刀片同心度以及重新进行预切割。循环chipping，要详细检查刀刃表面是否有废料的冲击痕迹，在肉眼无法观察的情况下，需要使用显微镜详细观察刀刃表面是否存在有颗粒物以及义务粘连；至于其他chipping，对此就需要增加贴膜后烘烤温度和时间，要根据工件的材质以此调整其适合的加工参数。
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影响比亚迪产品外供的一大原因在于，车企会衡量使用竞争对手生产的电池的风险。文丨左茂轩
中国第二大动力电池供应商比亚迪，正在向行业霸主宁德时代发起反攻。
6月1日，工信部网站显示，长安福特申报的一款插电式混合动力车型，将搭载比亚迪子公司西安众迪锂电池有限公司生产的动力电池。
这是比亚迪首次为一家主流跨国车企在华合资公司供应电池，这家原本依靠电池优势，从而领跑中国新能源整车市场的公司，转而通过对外供应自己最核心的动力电池技术，收获新的利润空间。
比亚迪动力电池最大的竞争对手是宁德时代（300750.SZ），中国汽车行业市值最高的公司，几乎相当于两个“比亚迪”。
竞争的号角已经吹响。不久前，因为针刺测试引发的“口水仗”，将两家公司彼此之间的明争暗斗摆到了台面上。引发双方唇q舌战的，则是比亚迪试图撬动动力电池市场的武器——刀片电池。
比亚迪以“高安全性”作为刀片电池的主打卖点，希望凭此优势，打开其他车企的电池供应渠道。“很多车企，都在和我们探讨关于刀片电池的合作，当然，其中也包括一些外国的公司。”6月3日，比亚迪汽车销售副总经理李云飞在比亚迪重庆电池工厂，接受智库君采访时表示。
不过，刀片电池在能量密度上与三元锂电池之间存在着明显的差距。比亚迪和宁德时代的第一轮PK背后的核心，其实是两家公司的技术路线比拼。
安全PK续航？
3月29日，比亚迪在“刀片电池”的发布会上，对外公布了刀片电池顺利通过“针刺测试”的视频。“电池的针刺测试，就像我们攀登珠穆朗玛峰的难度。”当时，比亚迪股份副总裁、弗迪电池董事长何龙如此形容，以推介刀片电池的高安全性。
针刺测试，也引发了此前比亚迪和宁德时代你来我往的“隔空互撕”和就“谁更安全”这个话题的激烈交锋。
6月3日，智库君在比亚迪重庆工厂看到，在同等测试条件下，一款市面上在售的某品牌三元锂电池迅速燃烧，并且发生爆炸；比亚迪刀片电池在针刺之后，没有出现明显变化，无明火也无烟，表面温度始终在30-60摄氏度。
通过对比测试，比亚迪以此说明刀片电池比三元锂电池更加安全。不过，宁德时代有着不同的看法。
宁德时代称，电池的安全贯穿在电池的整个使用过程中，是一项系统工程，包括电池的单体设计、系统集成、动态监控和系统防护等等。因此，宁德时代把重点放在了电池的整体安全。
“从技术上说，电池包层面有更优化的安全解决方案，单体电池针刺测试的实际需求已不复存在。”宁德时代表示。
有电池行业专家告诉智库君，从材料的属性来看，磷酸铁锂电池的热稳定性明显高于三元锂电池，三元锂电池通过针刺试验的难度本来就更大，但是这并不能证明三元锂电池就不安全。
动力电池的两种技术路线，存在着明显的矛盾：磷酸铁锂电池材料热稳定性高于三元锂电池、但三元锂电池的能量密度和续航更高。
安全事故是新能源汽车发展的致命隐患，而新能源安全事故的本质，是电池热失控。
“在500℃的温度下，磷酸铁锂材料结构都非常稳定，但三元锂材料在200℃左右就会发生分解，且化学反应较剧烈，会释放氧分子，更容易引发热失控。”6月3日，弗迪电池公司副总经理孙华军对智库君表示。
随着技术的进步以及补贴政策对续航里程的标准调整，高能量密度成为行业重点追逐的目标，这也让三元锂电池在市场上更受欢迎。值得注意的是，即便是比亚迪，在乘用车领域大部分车型同样搭载的是三元锂电池。
不过，近年来，新能源汽车起火自燃事件频发，为行业敲响了警钟，也为新能源汽车的发展增添了障碍。
据公开信息，今年5月在广东和湖南两地就至少发生了5起电动车起火事故，涉及理想汽车、郑州日产、广汽新能源Aion S、上汽依维柯电动货车和比亚迪秦Pro EV。其中，发生在深圳的依维柯电动汽车起火事故，导致驾驶员无法及时逃生当场死亡。
而在近年发生的电动车起火事故中，搭载三元锂电池的电动车起火次数，远高于磷酸铁锂电池。
“正是对电池能量密度不切实际的追求，彻底带偏了动力电池行业的发展路线，并且让新能源乘用车的安全口碑付出了极其惨重的代价。”比亚迪董事长王传福直言，刀片电池是在技术纠偏。
不过，有业内人士分析认为，现阶段高续航仍然是消费者买车的重要因素。在短期内，三元锂电池的市场主流地位难以发生改变。
“从能量密度等方面看，磷酸铁锂电池始终有着局限性。比亚迪汉EV能够做到600公里的水平，已经非常不错。但是，从目前电动车的发展来看，消费者出于本能习惯性地更想购买续航里程更高的车。”有汽车业内人士对智库君表示。
产能扩张暗藏隐忧
据了解，比亚迪生产刀片电池的重庆工厂自今年3月开始投产，预计到今年底将有8条生产线，该工厂全部投产后的规划产能可以达到20Gwh。
根据比亚迪的电池规划，比亚迪旗下的弗迪动力电池公司已在深圳、西安、青海、重庆、长沙、贵阳建立生产基地，到2019年底，比亚迪建成电池产能为40 Gwh，今年电池产能将达到65 Gwh，而到2022年将达到100 Gwh。
不过，2019年，比亚迪动力电池装车量只有10.75 Gwh。也就是说，目前，比亚迪的电池产能存在明显的利用不足。
李云飞告诉智库君，现有的产能规划是对未来电池对外供应提前做准备，中国新能源汽车市场的规模在未来会有高增长的空间。
宁德时代方面同样也在扩张自己的产能。到2019年底，宁德时代动力电池产能为53Gwh，目前已公告的在建项目产能为22 Gwh。2019年，宁德时代的动力电池装车量为31.46Gwh。
在2016年以前，比亚迪一直稳居中国动力电池市场的冠军，从2017年开始，宁德时代反超并逐渐拉开与比亚迪之间的差距。比亚迪想要缩小差距，关键在于电池外供的规模。
除了和长安福特的合作之外，比亚迪此前已经与丰田达成合作，但产品尚未落地。另外，戴姆勒与比亚迪合资的腾势品牌也采用的是比亚迪的电池。不过，奔驰品牌的首款纯电动车EQC在欧洲搭载的是LG化学的电池，而在国内搭载使用的是宁德时代的电池。
不过，影响比亚迪产品外供的一大原因在于，车企会衡量，同为汽车主机厂，使用竞争对手生产的电池所带来的风险。
对车企来说，供应链抗风险能力非常重要。在电动车领域，最重要的就是电池供应的稳定。车企保持供应链稳定的策略往往包括：同时和几家电池厂合作；和电池厂设立合资公司，例如国内多家主流车企和宁德时代成立合资公司；投资电池公司，近期，大众汽车就以11亿欧元入股国轩高科，成为其第一大股东，来保证大众在华合资公司的电池供应链稳定。
此外，日韩动力电池企业在中国市场加快建厂扩充产能，也将对宁德时代、比亚迪形成直接的冲击。
除了扩大放开之外，比亚迪电池分拆业务也备受业界关注，比亚迪已经多次明确了电池业务的IPO计划。
多位比亚迪内部人士告诉智库君，比亚迪电池业务的拆分计划目前正在按照既定的计划推进。从目前的进度来看，电池业务IPO的速度可能要晚于半导体业务。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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