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沐阳实在睡不着,开始研究单晶硅棒生产和晶圆制造起来。

他不想从开始的单晶硅棒就被国际巨头限制供货,自主研发生产也能保证质量。

比如他需要12英寸晶圆,那首先得有12英寸的单晶硅棒,原材料单晶硅棒生产厂家不会卖给星海集团,一般都是切片成晶圆片,再加工晶片销售给芯片工厂,或者自主制造芯片。

6英寸和8英寸晶圆片容易买到,但12英寸晶圆片就难了,不管什么时候,都是紧缺货。

如果星海集团需求更大尺寸晶圆呢,别的单晶硅棒厂家都没法生产,说到底,还得自主研发生产。

所以,今后不想被制裁芯片,就得原材料单晶硅棒和晶圆开始。

沐阳打开成就点商店,开始搜索单晶硅和晶圆的技术。

他之前就搜索了解过这方面的知识,只是没有购买。

一会后,按照他之前的计划,在几十种单晶硅和圆晶技术中,选择了一种比较适合星海集团和当代背景的技术。

★一种低能耗高效率的12英寸单晶硅棒和晶圆生产方法★

【技术介绍:采用全新的CZ单晶生长法,并采用更低能耗的电弧熔炉、石英坩埚、石墨加热器、单晶炉、氩气生产系统、热场、切片机等生产设备,从原材料提纯、多晶硅融解、旋转拉伸出单晶硅、单晶硅棒等工艺流程,保证多晶硅杂质更少,氩气纯度更高,以及新型工艺,保证单晶硅棒生产过程中掺杂杂质更少,能耗更低,单晶硅棒生长效率更快。采用更优异的线切割机、金钢线和打磨设备,可降低碎片率、切割损耗,以及崩片、划伤等损耗,单位长度的单晶硅棒获得更多的晶圆片。

它具有以下优点:低能耗,超高纯度单晶硅棒,氩气使用成本更低,单晶硅棒生长效率更快,硅韧性更佳不易碎,优异的晶圆原材料加工方法】

【CZ-G12-01:世界一流水平,与现世界巨头公司技术持平,需求成就点:100】

【CZ-G12-02:世界顶尖水平,领先当前实验室最先进技术约4-8年,需求成就点:250】

沐阳对比一下两个版本技术,发现CZ-G12-02版本技术的设备也能制造出来,就是投资成本要高一些,最重要的是,消耗成就点更多一些。

01和02版本都属于同一个类型技术,如果买了01版本技术,只需要再花150点就能获得02版本技术。

不过,技术升级后,原来的设备不一定适用,还不如一次到位。

而且,这个技术不仅仅是单晶硅生成的技术,还包括了切割单晶硅棒成晶圆并加工成最终晶片的技术,当然,不包括芯片制造和芯片设计。

最终,沐阳买了CZ-G12-02版本技术。

购买这个技术,主要要求半导体技术技能达到7级,沐阳早把半导体技术升到7级,其它的技能也能满足,可以直接购买。

几分钟后。

沐阳已经把这个技术吸收,对晶圆的生产有了更多了解。

比如最关键的单晶炉设备,沐阳把它称为XH1200型单晶炉,该设备可使用40-45英寸的热系统,最大熔料量1200kg,可拉制12英寸到14英寸的单晶硅棒。

如果生产14英寸的单晶硅棒,晶圆纯度偏低一些,最佳尺寸就是12英寸。

但拥有这个设备,已经表示星海集团具备批量生产14英寸晶圆的水平。

最大熔料量1200kg,跟主流的12寸单晶炉熔料量1000kg并没有多大的提升,这点并不重要,想搞再大就把设备做大点也可以,但后期加工就非常麻烦,能耗会更大,没必要。

1000kg的12英寸单晶硅棒有多长?

单晶硅密度是2.32-2.34克/立方厘米,如果是12英寸,即直径30cm,面积为706.5cm2!

每厘米厚度的单晶硅重量就为1646克,即1.646KG!

一米长就为164.46KG,如果不考虑损耗,一吨熔料最多可制造长度为6米长单晶硅棒。

但实际上,一般能做成四五米长就很厉害了。

长的好处就是利用率用高一些,这是因为单晶硅棒的端头并不是平整的,而是锥面,就存在材料浪费。

当然,相对于整根单晶硅棒来说,这点损失并不算什么。

除了单晶硅的直径尺寸之外,还有一个核心指标,即单晶硅的纯度!

一般晶圆纯度要求:99.999%以上。

实际上,晶圆的制造工艺倒不是很复杂,其难度在于半导体产品对晶圆的纯度要求很高,实际纯度需要达到99.999999999%(9个9)或以上。

也许会有人问,干嘛要达到这么离谱的纯度?

难道99.999%还不行?

纯度=质量/总质量x100%

假如纯度是99.999999%,即一吨单晶硅里面含有1克杂质,大概是一根12英寸几米长的单晶硅棒里含有1克杂质。

1克杂质它不是集中在一个区域,它多半是分散。

如果只是集中在一块芯片上,那根本不用担忧,直接报废这一块芯片就行了。

问题是,你不知道这些杂质如何分布。

假如这一块芯片上的电路上刚好有杂质,就跟一条高速公路上突然发生塌陷了,那它就影响整条高速地运行,甚至没法运行,直接报废。

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