2019年全球IC设计初创公司融资一览表

进入2019，全球半导体市场的下滑和中美 科技 冷战的不确定性也给IC设计初创企业的风投融资带来了负面影响。ASPENCORE旗下《电子工程专辑》主分析师顾正书根据EETimes、Crunchbase及各家获得融资的IC设计公司网站的公开信息，汇总出2019年上半年全球IC设计初创公司融资一览表。

从我们选取的13家获得风投融资的IC设计公司来看，总融资金额约为7.5亿美元，其中地平线一家就占据了6亿美元。按照国家来分，美国4家，中国3家，以色列3家，加拿大、法国和澳大利亚各1家。所涉及的技术包括AI推理、物联网传感器、边缘计算、存算一体、无线通信、模拟IC、生物感应、OLED显示等。应用领域涉及ADAS/自动驾驶、数据中心计算、边缘设备、医疗制药、显示屏幕、智慧城市等。

下面我们对每一家公司的技术、产品和融资情况逐一进行介绍。

Wiliot

WIliot是一家面向物联网应用市场的无源SoC芯片设计公司，采用纳瓦Nano−Watt

Nano−Watt计算技术收集周围环境中无线信号传输的能量来驱动无需电池供电的蓝牙芯片，可嵌入微小的标签中，适用于衣服、制药、零售物品和物流仓储等应用场合，可以替代传统的RFID。

WIliot的无电池蓝牙芯片集成了蓝牙无线模块、Arm Cortex M0+内核，以及传感器和安全组件，可以收集到就近低于 -30 dBm的RF能量以便为自己供电，从而将周围环境和用户信息等数据无线传输到云端。

WIliot在以色列有一个研发团队，在美国加州圣地亚哥有业务和运营团队。该公司 累积 融资4900万美元，估值超过1.2亿美元。最新的B轮融资由标签和材料制造商Avery Dennison领投，其它投资机构包括Amazon、三星电子、高通创投、Grove投资、M投资等。

WIliot创始团队也是60MHz无线芯片开发商Wilocity的创始成员，高通已经出资4亿美元收购Wilocity。

HALIO

Hailo技术公司是一家位于以色列的深度学习AI芯片初创企业，采用创新的计算、存储和控制技术为边缘设备提供具有数据中心计算性能的处理器。其Hailo-8深度学习专用处理器的性能可以达到26 TPOS，在为边缘智能设备提供足够算力的同时，还具有很好的尺寸和功耗特性，适用于 汽车 ADAS、物联网和智慧城市等应用。

Hailo成立于2017年，由来自以色列国防军精英情报部门的成员创立，经过三轮融资总融资额为2450万美元，最新一轮的850万美元融资由中国风投机构耀途资本GloryVentures领投。

GreenWave

GreenWave技术公司是一家位于法国的IoT芯片设计初创公司，其GAP8应用处理器是一种针对边缘AI计算的超低功耗物联网芯片，适用于计算机视觉、语音和手势识别、可穿戴设备等。GAP8可为电池供电的智能终端提供高性能的AI 算力 ，就地处理传感器采集的数据而无需传输到云端。

经过三轮融资后，GreenWave累积融资1010万欧元，本轮领投机构是华米，法国半导体材料制造商Soitec也参与了投资。

地平线

地平线是中国的独角兽AI初创公司之一，创始团队在自动驾驶、图像处理和人脸识别方面拥有全球领先的技术。 地平线以AI on Horizon 做为 战略定位，欲做AI时代最底层的赋能者，为自动驾驶、智慧城市和智慧零售等应用市场提供从芯片、算法、工具到开发平台的完整软硬件AI方案。 基于人工智能专用处理器架构 BPU（Brain Processing Unit） ，地平线于2017年12月发布第一代自动驾驶处理器--征程1.0，可用于L2级别的高级驾驶辅助系统（ADAS），并于2018年4月发布地平线Matrix自动驾驶计算平台。搭载地平线第二代BPU的车规级人工智能芯片也将于今年发布。

地平线经过4轮融资，累积融资额高达7亿美元，投资机构包括英特尔创投、晨兴资本、红杉资本、真格基金等。B轮融资6亿美元，由SK中国领投，估值达30亿美元。

AEPONYX

Aeponyx是一家位于加拿大的平面微光开关芯片开发商，采用硅光电和MEMS集成技术设计和制造微光电开关，用于光纤通信、电讯网络和数据中心的可调收发器和光电线路交换机。

该公司累积融资1800万加元，投资机构包括Pangaea Ventures、Fonds InnovExport和Ecofuel Fund。Aeponyx曾经是硅谷半导体初创孵化器Silicon Catalyst的孵化企业。

悦芯 科技

悦芯 科技 成立于2017年，是一家总部位于安徽合肥的半导体测试设备开发和制造商，专注于研发和生产超大规模集成电路测试设备（ATE），包括SOC测试设备，主要面向集成电路设计、生产、封测等市场。

悦芯 科技 于3月份完成千万美元级融资，该轮融资由高捷资本、长江国弘和合肥经开区天使基金共同参与，华登国际继续跟投。

CARDEA Bio

Cardea Bio是一家位于美国加州圣地亚哥的数字生物传感器产品和平台开发商，其创新的场效应生物感应FEB

FEB技术将石墨烯场效应晶体管GFET

GFET和生物场效应晶体管BFET

BFET结合起来，使得石墨烯生物传感器可以测量生物分子的运动状态。

Movellus

Movellus是一家位于硅谷的芯片设计模拟IP开发商，其模拟IP生成技术采用数字工具和标准单元库即可设计开发出标准的模拟IP模块，包括PLL、DLL和LDO等。

该公司累积融资1000万美元，投资机构包括ADI创始人Ray Stata的Stata Venture Partners、英特尔投资等。

Mattrix

Mattrix技术公司是来自佛罗里达大学 科技 创新孵化器UF Innovate | The Hub的平板显示技术初创企业，其独特的全孔有机发光晶体管OLET

OLET显示技术可以解决现有OLED背板问题，从而让OLED显示屏进入大批量生产和主流市场。OLET技术的核心是一种称为CN-VOLET的新型像素结构，它将驱动晶体管、存储电容和发光层集成在一起，按顺序放置以形成一个垂直、透明的堆栈，这将提高穿孔率和增强显示效果，不但可以提高OLED屏幕的生产效率，而且可以延长使用寿命。

Mattrix于2018年成立，已经累积融资500万美元，本轮投资来自三星创投和日本高 科技 材料开发商JSR。该公司目前已经获得16个美国专利，其显示技术相关专利和IP已经在美国、欧洲、日本、韩国和中国等市场赢得350多项授权合作协议。

川土微电子

上海川土微电子是一家模拟芯片设计公司，专注于卫星导航射频与隔离器芯片设计开发。这次数千万元A轮融资由中汇金领投，Pre-A轮投资机构磐霖资本继续跟投。

川土微电子成立于2016年，目前有卫星导航专用射频芯片和隔离器芯片两条核心产品线，其中射频芯片产品是全模式、全频点的卫星导航专用射频芯片，可以覆盖北斗、GPS、GLONASS、Galileo系统，已成功在海事渔业、指挥救援、高精度导航等领域实现商用。隔离器芯片产品线是基于SiO2电容隔离的隔离器芯片，已经量产包括双通道至六通道在内的全系列数字隔离器芯片。

Trieye

Trieye是一家位于以色列特拉维夫的短波红外SWIR

SWIR传感器开发商，适用于 汽车 ADAS和自动驾驶应用，其专有的短波红外成像感应技术可以在雨雾天气和夜间为车辆提供清晰的成像，从而避免碰撞和交通事故。

Trieye成立于2016年，其SWIR技术来自耶路撒冷希伯来大学的纳米光学专家Uriel Levy教授。其300万美元种子基金来自Grove Ventures，A轮融资由英特尔投资领投。

Morse Micro

摩尔斯微电子MorseMicro

MorseMicro是一家位于澳大利亚悉尼的无线通信芯片开发商，由原博通员工和WiFi专家创办。该公司提出的802.11ah/Wi-Fi HaLow标准工作于1GHz频带，比传统的2.4GHz和5GHz标准具有更长的传输距离和更低的功耗等优势，其传输速率可以达到40Mbps或80Mbps（16通道时），比蓝牙或其它短距离无线通信协议更适合物联网应用。

Morse Micro累积融资3520万澳元，最新一轮融资由ADI创始人Ray Stata和Main Sequence Ventures领投。

Mythic

Mythic是一家采用模拟存算一体技术开发AI推理处理器的IC设计公司，其智能处理单元IPU

IPU处理器采用模拟计算技术，可在内置的闪存阵列上执行神经网络AI推理计算，比采用数字结构的AI处理器具有性能、功耗和成本优势。Mythic的AI处理器适用于高性能的数据中心AI推理，以及边缘设备的AI推理。

Mythic成立于2012年，分别在美国德州奥斯汀和加州红木城设有研发和运营团队。经过六轮融资，累积融资额为8520万美元，最新一轮融资由Valor Equity Partners领投。

2019中国（成都）电子信息产业高质量发展大会暨中国（成都）电子信息博览会于7月11日-13日在成都世纪城新国际会展中心隆重开幕，每年这个时节，成都总是雨纷纷，然而“电子人”对展会的热情丝毫没有下降，从人头攒动、摩肩接踵的入场就能看出人们对中西部电子信息产业的热情。

观众正在安检入场

风口下的半导体，厂商们磨刀霍霍

中国是全球最大的半导体市场，中国市场连续10年成长5倍，然而在世界半导体格局中，中国仍是追赶者。半导体是个投入周期长，见效慢的产业，中微从成立到上市用了15年，盛美用了19年，@Mlogic花费了24年，打铁还需自身硬，半导体产业的发展不是一朝一夕的事。

华登国际董事长黄庆在2019年中国大数据应用大会上讲到；”中国半导体企业想要迎头赶上国际大企，就需要将创新能力转化为企业核心竞争力，首先要做好内功建设，在全球竞争环境下持续投入研发与创新，不断开发下一代迭代产品，维持产品高利润率。其次是整合，改变版图补充能力，将企业做大做强。最后就是要借力，通过整合各个领域的资源，带动国内制造/封测平台整体发展，提高产业设计、制造能力。中国公司以前成功是靠山寨占领一片江山，现在则需要跟中国大客户一起成长，进行企业升级”。

华登国际董事长黄庆演讲内容

Soitec作为中国半导体产业发展的忠实伙伴，受邀出席第二届中国（成都）集成电路生态发展论坛。Soitec 台湾 及东南亚区域客户群经理江韵涵女士表示，优化衬底作为半导体生态系统的重要组成部分，可以适应技术需求，定制化材料与结构，如平面CMOS可提供前所未有的优越射频性能；氮化镓（GaN）材料可应用于射频领域，缓解优化衬底的大规模量产压力。有了优化衬底这片好“土壤”，才能产出更符合未来5G时代需求的终端产品。Soitec始终高度 关注 着中国半导体行业的发展。自2007年进入中国，十余年来，Soitec一直是中国忠实的战略合作伙伴，未来，Soitec将继续深耕中国市场，与中国一起迎接“芯”时代、“芯”技术带来的“芯”挑战。”

Soitec 台湾 及东南亚区域客户群经理

江韵涵女士正在演讲

进入二十世纪，最负盛名的四大发明莫过于激光技术、半导体、计算机和原子能。谈到激光技术就不得不提大族激光了，这个制造领域的隐形冠军，这几年一直在大力推动产业布局，领跑国内激光设备市场。大族激光不仅成功打入了苹果供应链，还向华为、小米、OPPO等终端厂商提供激光标记、激光焊接、激光切割及配套等自动化装备。如今的大族激光是亚洲最大、世界前三的激光加工设备生产商。大族激光昭示了是金子总会发光，中国是可以创新的。

大族激光本届展会主要展出 WFD2500

机器人激光焊接系统和机器人打标工作站

作为国产电子元件的先锋，国防工业的基石，成都本土的宏明电子此次自然不能缺席展会。成都宏明电子坚持 科技 创新，以质取胜，作为我国军用电子元器件科研生产先进单位，从1987年至今已连续29年荣获中国电子元件百强企业称号。产品广泛应用于航空航天、国防、通信、 汽车 电子、家电、新能源等领域，为国民经济发展做出了积极贡献。今年5月24日上午，川投集团全资子公司四川省川投信息产业有限责任公司与成都宏明电子股份有限公司在成都举行并购签约仪式，宣告川投信产控股宏明电子，自此，四川国资国企再落下强劲一子。

宏明电子部分产品展示

在竞争激烈日益严峻的今天，企业必须提供最优的质量、最佳的客户服务、最上乘的解决方案。昊方控制负责人表示，传统的SMT物料仓物料管理对 *** 作人员技能要求较高且容易出错，需要的存储空间也很大，找料、拣料、校验均需大量人工 *** 作。昊方控制设计的SMT智能电子料架系统以兼容性、可延展性、安全及可靠性、易 *** 作可维护性等特点深受需方好评，未来昊方将以优质的工业自动化与工业智能化产品及系统解决方案助力企业“制造”升级。

SMT智能电子物料架

目前国内 汽车 雷达的应用瓶颈应该还是在整机厂，对于任何产品（芯片或者模块）的完善来说，更新迭代都是一个必须经历的过程，而如果没有得到进入整机应用的机会，产品的更新迭代则无从谈起。上海矽杰微电子是一家专注于毫米波雷达芯片开发的公司，开发了具有国内自主知识产权的首颗高度集成24GHz雷达SOC，同时公司相继开发了一系列24GHz和77GHz的高度集成产品，致力于打造中国的ADAS和IoT之“芯”。随着ADAS功能的装机率的进一步提高，希望国产替代会真正进入一个良性循环的状态里。

上海矽杰微电子展位

无人机“飞手”，可能成为未来就业市场的抢手货。什么是无人机“飞手”？无人机驾驶员通过远程控制设备，驾驶无人机完成既定飞行任务的人员，俗称无人机“飞手”。根据Forecast international的预测，未来10年亚洲浆成为无人机系统最大的客户地区。在中国民用无人机领域中，代表的有大疆、深圳一电航空以及中科灵动等。中科灵动是实打实的成都公司，成功开发出“灵动芯”系列油电混合动力系统和“灵动鹰”系列油电混合动力无人机。中科灵动无疑为西部的集成电路产业增加了一份色彩。

中科灵动油电混合动力无人机

在本次展会的展商中，长三角有不少厂商，以求在成都寻找新的客户群体，重庆建茂宏晟自动化设备就是其中一家，这也是其首次参展。重庆建茂宏晟自动化设备有限公司成立于2017年，是宏晟机械与建茂机电为更好服务西南地区的新生力。特别在线束加工设备的非标自动化、智能化、个性化等专项技术方面彰显实力，已超行业的先进技术水平。

重庆建茂宏晟自动化设备有限公司展位

处于“风口浪尖”上的半导体，已从概念普及阶段快速迈入百家争鸣的实践生根阶段，成都也站在了电子信息产业发展的“风口”。这场电子信息领域的盛会也充分展现了西部地区电子信息产业的内生动力和尖端潮流。

成都电子信息产业展望

近几年，中国半导体产业格局发生了新的变化，具体表现就是半导体产业除了在传统的长三角、环渤海、珠三角三大核心产业集聚区之外，中西部地区的相关产业也发展势头迅猛，尤其是成都。

电子信息产业是成都第一支柱产业， 市委 市 政府 高起点规划布局、高水平建设实施、高标准支撑保障，加快建设现代化产业体系，奋力打造具有全球竞争力和区域带动力的万亿级现代电子信息产业集群，成都市电子信息产业生态圈培育取得初步成效。2018年全市电子信息产业规模达7366亿元，同比增长15.2%，其中电子信息制造业占全市规上工业比重近三分之一，居副省级城市第三位，软件业务收入迈上 30 00亿元台阶，居西部第一位。

关于2019电子信息产业的发展展望，总体思路是全面落实《成都市高质量现代化产业体系建设改革攻坚计划》，把握未来 科技 和产业革命重大机遇，按照“引领创新、龙头带动、成链集群、协同融合”的基本思路，构建以“芯-屏-端-软-智-网”为支撑的电子信息产业体系，积极优化产业结构和空间布局，加快构建电子信息产业生态圈和创新生态链。2019年成都力争推动全市电子信息产业规模达到8500亿元，打造全球电子信息先进制造基地和世界软件名城。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2005期内容，欢迎 关注 。

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矽的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶矽在单晶炉内拉制而成。

基本介绍中文名 ：单晶矽 外文名 ：Monocrystallinesilicon 化学式 ： Si 分子量 ：28.086 CAS登录号 ：7440-21-3 基本概念,具体介绍,发展现状,半导体,物理特性,主要用途,研究趋势,概述,微型化,国际化，集团化,矽基材料,制造技术升级,加工工艺,市场发展,相关区别,单晶矽制备与仿真, 基本概念 单晶矽是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。 单晶矽可以用于二极体级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品积体电路和半导体分离器件已广泛套用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。 在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用矽单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现，单晶矽的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际套用阶段过渡，太阳能矽单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。 具体介绍 我们的生活中处处可见“矽”的身影和作用，晶体矽太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。 单晶矽，英文，Monocrystallinesilicon。是矽的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶矽在单晶炉内拉制而成。 用途：单晶矽具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质。单晶矽是重要的半导体材料。在单晶矽中掺入微量的第IIIA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。 单晶矽是制造半导体矽器件的原料，用于制大功率整流器、大功率电晶体、二极体、开关器件等。在开发能源方面是一种很有前途的材料。 单晶矽按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶矽棒材，外延法生长单晶矽薄膜。直拉法生长的单晶矽主要用于半导体积体电路、二极体、外延片衬底、太阳能电池。 发展现状 单晶矽建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的矽元素，为单晶矽的生产提供了取之不尽的源泉。 各种晶体材料，特别是以单晶矽为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶矽作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。 与此同时，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略的重要内容。 在跨入21世纪门槛后，世界大多数国家踊跃参与以至在全球范围掀起了太阳能开发利用的“绿色能源热”，各国相继研发太阳能光伏系统，把太阳能发电终端，所产生的电能输送到电网，用电网使用。一个广泛的大规模的利用太阳能的时代正在来临，太阳能级单晶矽产品也将因此受世人瞩目。 半导体 非晶矽是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”，也就是没有和周围的矽原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，并不需要声子的帮助，因而非晶矽可以做得很薄，还有制作成本低的优点． 物理特性 矽是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶体矽的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始，矽材料就取代了原有锗材料。矽材料――因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为套用最多的一种半导体材料，积体电路半导体器件大多数是用矽材料制造的。 熔融的单质矽在凝固时矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶矽。单晶矽具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶矽是本征半导体。在超纯单晶矽中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型矽半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型矽半导体。 单晶矽 主要用途 单晶矽主要用于制作半导体元件。 用途： 是制造半导体矽器件的原料，用于制大功率整流器、大功率电晶体、二极体、开关器件等 熔融的单质矽在凝固时矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶矽。 单晶矽的制法通常是先制得多晶矽或无定形矽，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶矽。 单晶矽棒是生产单晶矽片的原材料，随着国内和国际市场对单晶矽片需求量的快速增加，单晶矽棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶矽圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的积体电路越多，晶片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶矽按晶体伸长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法伸长单晶矽棒材，外延法伸长单晶矽薄膜。直拉法伸长的单晶矽主要用于半导体积体电路、二极体、外延片衬底、太阳能电池。晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于积体电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶矽材料套用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。 矽片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 研究趋势 概述 日本、美国和德国是主要的矽材料生产国。中国矽材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5．3．4．5英寸矽锭和小直径矽片。中国消耗的大部分积体电路及其矽片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶矽，标志着我国单晶矽生产进入了新的发展时期。全世界单晶矽的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，世界单晶矽材料发展将呈现以下发展趋势： 微型化 随着半导体材料技术的发展，对矽片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径矽片在市场中的需求比例将日益加大。矽片主流产品是200mm，逐渐向300mm过渡，研制水平达到400mm～450mm。据统计，200mm矽片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。Gartner发布的对矽片需求的5年预测表明，全球300mm矽片将从2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韩等国家都已经在1999年开始逐步扩大300mm矽片产量。据不完全统计，全球已建、在建和计画建的300mm矽器件生产线约有40余条，主要分布在美国和我国台湾等，仅我国台湾就有20多条生产线，其次是日、韩、新及欧洲。%P 世界半导体设备及材料协会（SEMI）的调查显示，2004年和2005年，在所有的矽片生产设备中，投资在300mm生产线上的比例将分别为55%和62%，投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元，发展十分迅猛。而在1996年时，这一比重还仅仅是零。 国际化，集团化 研发及建厂成本的日渐增高，加上现有行销与品牌的优势，使得矽材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。上世纪90年代末，日本、德国和韩国（主要是日、德两国）资本控制的8大矽片公司的销量占世界矽片销量的90%以上。根据SEMI提供的2002年世界矽材料生产商的市场份额显示，Shisu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市场总额的比重达到89%，垄断地位已经形成。 矽基材料 随着光电子和通信产业的发展，矽基材料成为矽材料工业发展的重要方向。矽基材料是在常规矽材料上制作的，是常规矽材料的发展和延续，其器件工艺与矽工艺相容。主要的矽基材料包括SOI（绝缘体上矽）、GeSi和应力矽。SOI技术已开始在世界上被广泛使用，SOI材料约占整个半导体材料市场的30%左右，预计到2010年将占到50%左右的市场。Soitec公司（世界最大的SOI生产商）的2000年～2010年SOI市场预测以及2005年各尺寸SOI矽片比重预测了产业的发展前景。 制造技术升级 半导体,晶片积体电路,设计版图,晶片制造,工艺世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。在日本，Φ200mm矽片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高矽片质量，而且可使切割损失减少10%。日本大型半导体厂家已经向300mm矽片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。另外，最新尖端技术的导入，SOI等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。对此，矽片生产厂家也增加了对300mm矽片的设备投资，针对设计规则的进一步微细化，还开发了高平坦度矽片和无缺陷矽片等，并对设备进行了改进。 矽是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体矽，多呈氧化物或矽酸盐状态。矽的原子价主要为4价，其次为2价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。 矽材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。晶体力学性能优越，易于实现产业化，仍将成为半导体的主体材料。 多晶矽材料是以工业矽为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是矽产品产业链中的一个极为重要的中间产品，是制造矽抛光片、太阳能电池及高纯矽制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。 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：将多晶矽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：加完多晶矽原料于石英埚内后，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，将多晶矽原料熔化。 （3）缩颈生长：当矽熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入矽熔体中。由于籽晶与矽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颈生长使之消失掉。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。单晶矽片取自于等径部分。 （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，那么热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。 市场发展 2007年，中国市场上有各类矽单晶生产设备1500余台，分布在70余家生产企业。2007年5月24日，国家“863”计画超大规模积体电路（IC）配套材料重大专项总体组在北京组织专家对西安理工大学和北京有色金属研究总院承担的“TDR-150型单晶炉（12英寸MCZ综合系统）”完成了验收。这标志著拥有自主智慧财产权的大尺寸积体电路与太阳能用矽单晶生长设备，在我国首次研制成功。这项产品使中国能够开发具有自主智慧财产权的关键制造技术与单晶炉生产设备，填补了国内空白，初步改变了在晶体生长设备领域研发制造受制于人的局面。 矽材料市场前景广阔，中国矽单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的矽片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国积体电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献。 相关区别 单晶矽和多晶矽的区别 单晶矽和多晶矽的区别是，当熔融的单质矽凝固时,矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶矽。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶矽。多晶矽与单晶矽的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶矽均不如单晶矽。多晶矽可作为拉制单晶矽的原料。单晶矽可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求矽的纯度六个9以上。大规模积体电路的要求更高，矽的纯度必须达到九个9。人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶矽。单晶矽是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 高纯度矽在石英中提取，以单晶矽为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级矽一提纯和精炼一沉积多晶矽锭一单晶矽一矽片切割。 冶金级矽的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的矽的纯度约98-99%，但半导体工业用矽还必须进行高度提纯(电子级多晶矽纯度要求11个9，太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中，有一项“三氯氢矽还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶矽都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业矽，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业矽加工成高纯度的晶体矽材料，以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶矽后，还要在单晶炉中熔炼成单晶矽，以后切片后供积体电路制造等用。 单晶矽 , 多晶矽及非晶矽太阳能电池的区别 单晶矽太阳电池： 单晶矽太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶矽棒为原料，纯度要求99.999%。为了降低生产成本，现在地面套用的太阳电池等采用太阳能级的单晶矽棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶矽材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶矽棒。将单晶矽棒切成片，一般片厚约0.3毫米。矽片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料矽片。加工太阳电池片，首先要在矽片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在矽片上形成P/FONT>N结。然后采用丝网印刷法，将配好的银浆印在矽片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的矽片表面反射掉，至此，单晶矽太阳电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计，可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵，亦称太阳电池阵列。目前单晶矽太阳电池的光电转换效率为15%左右，实验室成果也有20%以上的。用于宇宙空间站的还有高达50%以上的太阳能电池板。 多晶矽太阳电池： 单晶矽太阳电池的生产需要消耗大量的高纯矽材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳电池生产总成本中己超二分之一，加之拉制的单晶矽棒呈圆柱状，切片制作太阳电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶矽太阳电池的研制。目前太阳电池使用的多晶矽材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶矽料和冶金级矽材料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为100～300欧姆·厘米的多晶块料或单晶矽头尾料，经破碎，用1：5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性，并烘干。用石英坩埚装好多晶矽料，加人适量硼矽，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶矽锭。这种矽锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可提高材质利用率和方便组装。多晶矽太阳电池的制作工艺与单晶矽太阳电池差不多，其光电转换效率约12%左右，稍低于单晶矽太阳电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，目前多晶矽的转换效率也可以达到14%左右。 非晶矽太阳电池： 非晶矽太阳电池是1976年有出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同，矽材料消耗很少，电耗更低，非常吸引人。制造非晶矽太阳电池的方法有多种，最常见的是辉光放电法，还有反应溅射法、化学气相沉积法、电子束蒸发法和热分解矽烷法等。辉光放电法是将一石英容器抽成真空，充入氢气或氩气稀释的矽烷，用射频电源加热，使矽烷电离，形成电浆。非晶矽膜就沉积在被加热的衬底上。若矽烷中掺人适量的氢化磷或氢化硼，即可得到N型或P型的非晶矽膜。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。这种制备非晶矽薄膜的工艺，主要取决于严格控制气压、流速和射频功率，对衬底的温度也很重要。非晶矽太阳电池的结构有各种不同，其中有一种较好的结构叫PiN电池，它是在衬底上先沉积一层掺磷的N型非晶矽，再沉积一层未掺杂的i层，然后再沉积一层掺硼的P型非晶矽，最后用电子束蒸发一层减反射膜，并蒸镀银电极。此种制作工艺，可以采用一连串沉积室，在生产中构成连续程式，以实现大批量生产。同时，非晶矽太阳电池很薄，可以制成叠层式，或采用积体电路的方法制造，在一个平面上，用适当的掩模工艺，一次制作多个串联电池，以获得较高的电压。因为普通晶体矽太阳电池单个只有0.5伏左右的电压，现在日本生产的非晶矽串联太阳电池可达2.4伏。目前非晶矽太阳电池存在的问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，常有转换效率衰降的现象，所以尚未大量用于作大型太阳能电源，而多半用于弱光电源，如袖珍式电子计算器、电子钟表及复印机等方面。估计效率衰降问题克服后，非晶矽太阳电池将促进太阳能利用的大发展，因为它成本低，重量轻，套用更为方便，它可以与房屋的屋面结合构成住户的独立电源。 在猛烈阳光下，单晶体式太阳能电池板较非晶体式能够转化多一倍以上的太阳能为电能，但可惜单晶体式的价格比非晶体式的昂贵两三倍以上，而且在阴天的情况下非晶体式反而与晶体式能够收集到差不多一样多的太阳能。 单晶矽制备与仿真 主要有两种方法：直拉法（Cz法）、区熔法（FZ法）； 1）直拉法 其优点是晶体被拉出液面不与器壁接触，不受容器限制，因此晶体中应力小，同时又能防止器壁沾污或接触所可能引起的杂乱晶核而形成多晶。此法制成的单晶完整性好，直径和长度都可以很大，生长速率也高。所用坩埚必须由不污染熔体的材料制成。因此，一些化学性活泼或熔点极高的材料，由于没有合适的坩埚，而不能用此法制备单晶体，而要改用区熔法晶体生长或其他方法。 2）区熔法 区熔法可用于制备单晶和提纯材料,还可得到均匀的杂质分布。这种技术可用于生产纯度很高的半导体、金属、合金、无机和有机化合物晶体。在区熔法制备矽单晶中，往往是将区熔提纯与制备单晶结合在一起，能生长出质量较好的中高阻矽单晶。区熔单晶炉主要包括：双层水冷炉室、长方形钢化玻璃观察窗、上轴（夹多晶棒）、下轴（安放籽晶）、导轨、机械传送装置、基座、高频发生器和高频加热线圈、系统控制柜真空系统及气体供给控制系统等组成。 可以看出，制备单晶矽的工艺要求非常苛刻，包括设备、温度控制、转速等各种影响因素。因此在前期必须做好设备设计如单晶炉和温控包括炉内的热场、流场，以及缺陷预测。一般来说，前期的设计、最佳化和预测并不能完全依靠高成本的实验来实现。可以通过专业的计算机数值仿真工具来实现晶体生长数值模拟，如FEMAG的FEMAG/CZ模组能能对直拉法（Cz法）进行模拟、FEMAG/FZ模组能对区熔法（FZ法）模拟，还有CGSIM等，以达到对单晶矽制备工艺的预测。

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