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一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出

棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅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硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶

硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为 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，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越 低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也
越高。单晶硅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

 

长单晶硅棒材， 外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外
延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在 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。目
前晶体直径可控制在 Φ3~6

 

英 寸。外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。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。

单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经

济和国防科技中各个领域，当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中 95%以上的半导体器
件及 99%以上的集成电路用硅。

 

 

二、 硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。
日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅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

 

英寸硅锭 和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电

路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅，

 

标志着我国单晶硅 生产进入了新的发展时期。

   目前，全世界单晶硅的产能为 1 万吨/年，年消耗量约为 6000 吨～7000 吨。未来几年中，世界

单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势。

   单晶硅产品向 300mm 过渡，大直径化趋势明显：

随着半导体材料技术的发展，对硅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

 

硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前，硅片主流产品是 200mm，逐渐向 300mm 过渡，研制水
平达到 400mm～450mm。据统计，200mm 硅片的全球用量占 60%左右，150mm 占 20%

 

左右，其余 占

20%左右。根据最新的《国际半导体技术指南（ITRS）》，300mm 硅片之后下一代产品的直径为
450mm；450mm 硅片是未来 22

 

纳米线宽 64G 集成电路的衬底材料，将直接影响计算机的速度、成本，

并决定计算机中央处理单元的集成度。

Gartner 发布的对硅片需求的 5 年预测表明，全球 300mm 硅片将从 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 硅片产量。据不完全统计，全球目前

已建、在建和计划建的 300mm 硅器件生产线约有 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。

世界半导体设备及材料协会（SEMI）的调查显示，2004 年和 2005 年，在所有的硅片生产设备

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