硅材料技术发展的两大趋势
90％以上的IC器件制作在硅上，硅单晶按晶体生长方法的不同，分为直拉（CZ）和区熔（FZ）两种。由于成本和性能的原因，CZ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。SOI材料可能成为180mm及以下的存储器电路用材料。
由于硅的禁带宽度较窄和击穿电场较低，限制了它在光电子和高频器件中的应用。随着光电子和通信产业的发展，硅基材料和化合物半导体材料得到迅速发展。主要的硅基材料有：SOI、SiGe和应力硅。硅基材料是在常规硅材料上制作的，是常规硅材料的发展和延续，其器件工艺与硅工艺相容。主要化合物半导体材料有：GaAs、InP、GaN和Sic等。硅材料和化合物半导体的关系当前不是替代而是互补，将来是互融。尽管存在硅的量子限制，新的替代材料必将出现，但专家认为，产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在100年内仍起主要作用。
大直径和向硅基材料发展是硅材料技术发展的两大趋势。
大直径是个与时俱进的概念。当前所说大直径是指200mm（8英寸）和300mm（12英寸）。根据2001年ITRS（InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors），下一代的硅片直径是450mm（18英寸）。但日本企业正致力于400mm（16英寸）单晶和硅片的开发。
IC的发展是靠提高产品性能和降低生产成本。缩小特征尺寸和使用更大直径的硅片是主要手段。300mm硅片与200mm硅片相比，面积为2.25倍，每片产出量提高125％。以生产0.13μm的IC为例，估计整片成本仅提高70－80％。对面积115mm2的芯片，其单片成本可望降低24％。
国外大直径硅材料概况
2001年世界硅片发货量（面积）3,940MSI（百万平方英寸），与2000年的5,551MSI相比下降29％；销售收入52亿美元，与2000年的75亿美元相比下降31％。2000年为历史上销售量和销售收入最高的一年。
硅材料工业是资金密集和技术密集的企业，垄断已经形成。根据美国半导体调查公司GartnerDataquest提供的2001年世界硅材料生产商的销售额及市场份额显示，日本信越、德国Wacker、日本小松金属、美国MEMC、日本三菱硅材料5家公司占市场销售额的近80％。其中，分别排名第三位和第五位的小松金属和三菱硅材料目前已经合并。
当前硅片的主流直径是200mm，正在向300mm过渡。2002年日本《稀有金属新闻》报道说，2001年200mm的生产能力为540万片／月，在面积构成中占60％以上；300mm能力为21万片／月。根据2001年ITRS，下一个直径可能是450mm，大约在2016年开始使用。GatnerDataquest2001年7月发布了对硅片需求的5年预测，表明到2006年300mm硅片的比例将从2000年的1.3％增加到21.1％。
国内大直径硅材料概况
国内正在逐步形成批量生产大直径硅片的能力。有研半导体材料有限公司近年引进了国内唯一的200mm硅片生产线。该生产线的设计能力为6000万平方英寸，目标是满足0.25μmlC的要求。2001年科技攻关项目“0.5－0.6μmlC用8英寸硅单晶抛光片研制”通过专家鉴定。
国内目前尚不具备生产300mm单晶和硅片的设备能力。但863计划大规模集成电路配套材料专项课题中，提出了在引进消化吸收基础上，通过自主创新，突破0.13－0.10μm技术集成电路所需12英寸硅片技术的要求，部署立项12英寸硅单晶抛光片制备技术研究课题，并提出了符合ITRS2001要求的主要技术指标。
台湾可以生产200mm硅片的公司有：中德电子材料、台湾小松、台湾信越。另外汉磊科技具有一定的外延片生产能力，升阳科技和尚志半导体生产回收片。
上海市发展硅材料产业和技术的建议
上海及周边地区IC芯片制造业发展迅速。继华虹NEC之后，中芯国际已经投产，宏力已接近投产，联华和台积电也即将落户。上海作为全国和世界IC芯片制造中心的地位已初露端倪。硅片市场已经开始形成，建立大直径硅片生产基地恰逢其时。根据硅材料工业的特点及创新，将是收效快、成果水平高的途径。
根据2001年ITRS，SOI材料的应用前景已经十分明确。上海新傲科技有限公司引进了国内唯一的SIMOX－SOI生产线。该生产线的设备具有当前国际先进水平。该公司有很强的研发能力。上海市应予以重点支持，使其发展成为世界级的SOI生产企业。
在建设大直径硅材料生产基地的同时，还应积极支持现有硅材料企业、相关研究单位和高级院校硅材料的研究开发工作。
科技日报