進入21世紀，人類步入電子信息時代。多功能化、便攜化、迅捷化已經(jīng)成為電子產品發(fā)展趨勢，數(shù)字化、網(wǎng)絡化等已經(jīng)成為信息技術發(fā)展方向。作為信息產業(yè)基石的半導體產業(yè)的技術進步，無疑會很大程度上決定著信息化速度和電子產品更新?lián)Q代進程。半導體產業(yè)技術進步，是以新材料和器件技術推進為前提的，往往是新的功能需要技術進步，技術進步又呼喚新高性能材料出現(xiàn)。
半導體技術進步
與材料息息相關
如今，器件早以由分立邁入集成。集成電路芯片的出現(xiàn)，給人們生活帶來了深刻變化，出于更快信息處理能力、更大容量信息存貯需要，集成電路技術進步正以更高的速度進行著。根據(jù)摩爾定律，每隔18個月，集成電路芯片單位面積上集成晶體管個數(shù)會翻一番，性能也會提高一倍，價格也將下降一半。目前，集成電路技術已經(jīng)發(fā)展到100nm以下，90nm已經(jīng)實現(xiàn)產業(yè)化，Intel公司的65nm產品已經(jīng)展示。這里的集成電路百納米以下技術不同于通常說的"研究電子、原子和分子運動規(guī)律和特性"的納米技術，納米級的芯片制造工藝實際只是晶體管間的連線寬度的減小。與此同時，用于制造芯片的硅拋光片、外延片主流尺寸也正由8英寸向12英寸過渡。18英寸由于投資回收期太長，所以能不能發(fā)展、在何時發(fā)展還是個未知數(shù)。當芯片線寬尺寸降低到50nm以下時，集成電路將進入SoC(systemonchip)階段。
芯片制造領域的90納米與當前*流行的0.13微米工藝之間的差別，并不僅僅是數(shù)字上的差別，而且也是技術與材料差別。英特爾在90納米工藝中，引入了應變硅(StrainedSilicon)、高速銅互連以及新型低介電質(Low-K)絕緣材料等*技術，同時也帶來了更高性能、更低功耗的晶體管。其中，頗為關鍵的低介電質材料能提高芯片中的信號速度和減少芯片功耗，甚至被認為是采用90納米技術的芯片廠商能否生存的*大挑戰(zhàn)。
應變硅技術也是90納米工藝中*主要的特色技術，英特爾通過這種材料影響電流以提高晶體管的運行速度、提高芯片的工作頻率。
集成電路線寬的降低，對硅材料雜質含量等提出了更高要求，根據(jù)ITRS所載，以12英寸115nm和100nm技術比較為例：邊緣扣除從3mm發(fā)展到2mm，微區(qū)平面度從≤115nm提高到≤100nm，金屬和顆粒含量等要求也有所提高。
同時對集成電路制造中所需光刻膠、超凈高純試劑等提出了更高規(guī)格的要求，也推動了封裝技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一批新的封裝形式和封裝材料，可見，半導體技術進步是與材料性能提高和新高性能材料出現(xiàn)息息相關的。
發(fā)展IC制造用材料
促進集成電路產業(yè)健康發(fā)展
世界集成電路還主要以硅集成電路為主，SOI、SiGe、GaAs等集成電路所占比例還不是很大。目前，硅集成電路正向大尺寸、窄線寬方向發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到12英寸90nm水平。12英寸生產線在全世界已有40多條，而我國只有中芯國際在北京的1條生產線。根據(jù)SEMI資料，2004年世界不同國家及地區(qū)12英寸線生產能力比例，見圖1。
當今，世界集成電路制造業(yè)以8英寸線的投片量(按平方英寸計算)為*大，2004年世界不同尺寸集成電路生產線的月投片量，見圖2。
截至2004年，我國8英寸生產線有10條，主要集中在上海、蘇州等地，月投片量已經(jīng)接近30萬片。但8英寸、12英寸拋光片、外延片基本從國外進口，*次高純試劑、光刻膠也要從國外進口，無形中提高了制造成本，不利于芯片制造業(yè)發(fā)展。
從整個集成電路產業(yè)發(fā)展來看，除2001年跌入低谷后，一直快速發(fā)展。因此，上游硅片行業(yè)出貨量正反映了下游集成電路的發(fā)展。
從集成電路芯片行業(yè)來說，更高性能追求似乎是永無止境的。尤其是操作系統(tǒng)升級，多媒體應用的增強，網(wǎng)絡游戲、3D游戲的興起，無不對集成電路性能提出更高要求。因此，許多新技術、新材料被應用到設計、芯片制造、封裝中，集成電路進入了百納米以下，封裝也進入高密度封裝時代。在集成電路進入了百納米以下后，體硅材料和工藝正接近它們的物理極限，要進一步提高芯片的集成度和運行速度，需要研制和生產出新的具有更高性能的材料。SOI材料具有電路速度高、高密度、抗輻射、低功耗、耐高溫等特點，同時具有簡化工藝流程、提高集成密度、減小軟誤差等優(yōu)勢，是解決超大規(guī)模集成電路功耗危機的關鍵技術，被譽為"21世紀的新型硅基集成電路技術"，國際上已有直徑8英寸的SOI材料出售。IBM、Intel公司已在其130納米技術代集成電路產品中開始采用SOI技術�？梢钥闯�，絕緣體上硅(SOI)晶圓現(xiàn)在已成為一種很好的技術選擇，SOI技術有望在45nm以下技術中取代體硅技術成為集成電路的主流技術。
總之，集成電路行業(yè)發(fā)展材料無疑占有很關鍵地位，是基礎和先導。只有集成電路制造所用材料配套速度跟上來，集成電路產業(yè)才能健康、快速發(fā)展，否則總會出現(xiàn)受制于人的局面，不利于整個產業(yè)鏈的良性發(fā)展。
