引言
目前伴随着国内代工行业的兴起，在产业链的前端材料行业，大直径硅片的国产化迫在眉睫。为了国内半导体产业做到自主可控，我们必须发展大直径硅片材料产业。
日本在半导体材料方面的全球份额占比很高，最近发生的日本禁止向韩国出口半导体材料事件，导致韩国半导体行业不得不转向其他渠道解决难题，这从侧面反映了日本作为半导体材
料的大国，一举一动都会牵扯到全行业产业链的神经。
中国的硅材料产业：起了大早，未赶上班车
在国际贸易冲突频发的今天，半导体已经成为了“重灾区”。广为人知的有两个事件导火索，
一个是中兴事件，一个是华为风波。还有一例就是日本禁止向韩国出口半导体材料举措。2019年200mm硅片需求显著下降，而300mm硅片需求却维持坚挺，月需求量超过600万片。
我国大硅片主要依赖进口。因为我们的大硅片产业还处于一个起步阶段。1997年中国拉制成
功直径300mm硅单晶棒，大硅片研发项目启动时间并未比国外晚太多。后期研发由于产业
投入不足，市场环境尚未形成。
目前，国内近100万片的月需求量主要依赖进口。张果虎形象的比喻说，“中国的300mm硅
材料，起了大早，未赶上班车。”
中国正在全力发展大硅片产业，如何突破并形成产业竞争力，如何掌握“杀手锏”？日本的经
验值得我们参考和研究。
日本大硅片的现状
半导体硅材料起步于欧美，日本起步落后于欧美，但今天实现了反超，并取得绝对领先地位，占据全球60%以上份额。2019年全球半导体市场下降，日本信越等却维持良好营收和利润增长。
日本的半导体材料核心企业主要有两家：信越Shinetsu和胜高SUMCO。信越的主要产品是
在PVC、硅片、电子功能材料三个领域，并占据全球第一的市场份额。其中硅片为信越化学
的一个事业部业务。胜高SUMCO是由Mistsubishi M. Silicon、SumitomoSiTix、KomatsuElec.等多家公司合并而成。
全球300mm硅片出货量最大的是信越，其次是胜高。两家的月出货量合计超过350万片，远远超出第三家Globalwafer的月出货量90万片。日本这两家300mm硅片出货量占全球比例达到55%，占据主导地位近20年。（来源：SEMI数据）
▲ 日本信越设在中国的一间工厂
信越和胜高都是全球先进制成芯片制造厂的主要供货商。表1是信越主要客户的排名，可见其大硅片客户都是全球一流半导体制造商。
▼ Shinetsu大硅片客户排名
日本大硅片研发历程
日本的大硅片研发策略是，当一代硅片开始占主导地位时，下一代硅片研发开始起步。
日本的300mm硅片起步于1994～1996年间，当时200mm硅片已经开始占据主导地位。日本由电子机械委员会EIAJ、电子工业振兴协会JEIDA、新金属协会JSNM、日本半导体装置协会SEAJ和半导体产业研究所SIRIJ牵头成立了“大直径硅片工作小组”，这个小组刚好与全球硅片峰会组织下属的美欧专门工作组、亚洲专门工作组同步成立。全球半导体产业由200mm 转入300mm硅片的动力主要来自成本的驱动。
▼ 成本比较
（月产2万片300mmvs.200mm晶圆生产）
日本工作小组制定了300mm硅片技术路线图，确定1994～1999五年研发周期，2000年进入批量生产。实际上这个批量生产的时间延迟了一年，应该说这是一个了不起的成绩。
为了解决大硅片的关键技术问题，日本建立了“超级硅计划”该计划为5年项目，通过1996年成立的超级硅研究所实施-SuperSilicon Crystal Research Institute(SSi）Corp。超级硅研究所投入资金约10亿元人民币，50%股权为政府背景的JapanKeyTechnologyCenter（JKTC）所有，其余50%股权为7家公司分享。
日本超级硅计划研发的背景是200mm硅片已为市场所接受，成为市场的主流，300mm作为下一代硅片即将导入。项目还制定了攻关目标：开发继300mm后的下一代高质量400mm硅片。日本人做事的原则是不能落后在起跑线上。
据山东有研总经理张果虎介绍，日本在此过程中解决了以下几项300mm硅片关键技术：
∙MCZ技术。MCZ相比CUSP磁场，（水平磁场）更有利于300mm拉制单晶工艺；
∙COP和BMD控制，严格控制晶体生长过程热历史；
∙硅片加工成形技术。导入Grinding磨削技术，双面抛光技术代替贴蜡抛光技术；
∙导入硅片单片加工方式，包括外延工序；
∙确定300mm硅片批量生产工艺流程。
日本的大硅片研发经验给我们许多有益的思考。今天，日本300mm硅片技术开发已经处于全球领先，尤其在批量生产工艺流程方面已经成为行业的典范。日本在晶体质量控制、硅片精密成形等关键技术发明有许多创新，为行业起到引领作用。其中，日本超级硅计划对
300mm硅片产业化技术的推动，对打造日本硅材料配套产业链具有重要意义。
产业链协同发展
日本是我国半导体领域主要关键设备、关键原材料进口国，还有一个重要原因是日本注重产
业链协同发展，形成了全球领先的产业配套环境：关键装备、关键原辅材料。
关键装备形成了一条齐整的装备产业链：单晶炉-滚磨机-线切割机-倒角机-研磨机-磨削机-腐
蚀机-双面抛光机-CMP-边抛机-清洗机-退火炉等，装备完善齐整是日本一大特色。
关键原辅材料涵盖了：多晶硅-石英坩埚-石墨坩埚-高纯化学试剂-高精度磨削轮-抛光布-抛光
液-包装盒等，材料从小到大品类齐全是另一大特色。这些产业链的完善奠定了日本半导体材
料的大国地位。
日本配套环境齐全，主要关键设备都在本土配套。例如NTC、东京精密、Speedfam、Hamai、Okamato、Preteck、NDS、KOYO等设备供应厂商，以及Fujimi等材料供应商。信越扶持不
二越成为专属设备供应商，信越还入股Hemlock、小松入股Asimi（现为REC）保障多晶硅
供应，并且信越自产石英坩埚、硅片包装盒等材料。
从日本经验得到的启示
