半导体材料硅片从50mm演进到300mm，倒角抛光工艺经历了哪些关键拐点？

半导体硅片尺寸从1970年的50mm起步，历经75mm、100mm、125mm、150mm、200mm，到2000年演进至300mm，每一次直径跃升都带动倒角、抛光等工序升级。关键拐点在于：硅片越大，边缘崩裂与表面损伤的风险越集中，倒角从单纯去边演变为控制边缘形态的核心工序，抛光则从单面走向更高平整度的加工要求。 目前主流为12英寸（300mm）和8英寸（200mm），更大的18英寸暂时还不成熟。

尺寸迁移：为什么一路做大

尺寸主要指硅片直径。硅片向大尺寸迁移，核心逻辑是增加尺寸可以有效分摊生产成本和固定资产。直径越大，单张硅片可产出的芯片越多，单位成本随之摊薄。半导体硅片按尺寸可分为8英寸片和12英寸片，主流即12英寸（300mm）与8英寸（200mm）。

资料来源：华经产业研究院，华创证券

倒角与抛光：尺寸跃升下的工序升级

从单晶硅棒到硅片成品，中间需经过滚磨、线切、倒角、抛光、清洗等多道工序，主要目的有三点：修正硅片的物理性能、减少表面损伤，以及消除表面的玷污和颗粒。半导体硅片为圆形，与趋近方形的光伏硅片在形态上差异明显，其制造流程为拉晶后经历磨圆、切片、倒角、抛光、清洗等步骤，外延片则是半导体硅片独有的工艺。

尺寸越大，硅片边缘越容易成为缺陷与颗粒的聚集区，倒角工序的作用随之凸显；抛光则直接关系到后续芯片制造所要求的表面平整度，是良率的重要影响环节。

主流尺寸与工艺分工

当前主流的半导体硅片是12英寸（300mm）和8英寸（200mm），更大的18英寸暂时还不成熟。按2021年全球不同尺寸硅片产能占比，12英寸为67.20%，8英寸为25.50%，6英寸及以下为7.30%。

在应用分工上，8英寸硅片主要用来制作传感器或功率器件，制程工艺一般在90nm以上；90nm以下的产品大多数使用12英寸片，比如逻辑芯片和存储芯片。

需要说明的是，12英寸的成本并非绝对低于8英寸。8英寸产线建设普遍较早，大部分已完成折旧，技术也更成熟，在一些成熟制程或特色工艺上更有优势，未来8英寸硅片的需求也会继续增长。

常见问题

半导体硅片尺寸为什么会从50mm一路演进到300mm？

核心驱动力是成本分摊。增加硅片尺寸可以有效分摊生产成本和固定资产，因此硅片尺寸持续向大尺寸迁移，从1970年的50mm逐步演进到2000年的300mm。

倒角和抛光在硅片制造中承担什么作用？

硅片制造中的滚磨、线切、倒角、抛光、清洗等工序，主要目的是修正硅片的物理性能、减少表面损伤，以及消除表面的玷污和颗粒。倒角与抛光都服务于这一目标，尺寸越大，对边缘形态与表面平整度的控制要求越突出。

现在主流的半导体硅片是多大尺寸？

目前主流为12英寸（300mm）和8英寸（200mm），更大的18英寸暂时还不成熟。其中8英寸片主要用于传感器、功率器件等，制程工艺一般在90nm以上；90nm以下产品大多使用12英寸片。