大多數人可能在投資股票之前都沒有注意過的知識點，

這個東西叫做石英砂，

石英砂是石英石經破碎加工而成的石英顆粒。石英砂中礦物含量變化較大，以石英為主，其次為長石、雲母、岩屑、重礦物、黏土礦物等。

但是我們不要以為石英砂就是普通沙子，普通沙子和石英砂是不能比的，

1、硬度不同

普通沙子的硬度根本不能和石英砂硬度相比。

2、二氧化矽含量不同

石英砂和普通沙子的區別主要在於二氧化矽含量多少，另外石英有較高的耐火效能，一般石英砂用於鑄造用的，耐高溫在1750度，所以這也是石英砂區別於普通沙子不同區別的一個重要方面。

3、純度不同

石英砂是純淨度較高的砂粒，以二氧化矽為主，其中含有少量的鐵礦物，石英砂是經過天然石英石礦產粉碎，精選，磁選，重選等特殊工藝加工而成的。而普通沙子就沒有這麼高的純度。

生產多晶矽的原料就是石英砂。提煉要經過以下過程：石英砂一冶金級矽一提純和精煉一沉積多晶矽錠。單晶矽則由多晶矽在單晶爐中經拉制單晶的過程。

多晶矽可作拉制單晶矽的原料，多晶矽與單晶矽的差異主要表現在物理性質方面。

大概能理解清楚了一個過程，

石英石-》石英砂-》二氧化矽提煉-》多晶矽錠-》多晶矽和單晶矽 -》 太陽能電池片 --》 太陽能元件

矽片尺寸變大，生產成本相對降低，這是推動所有電池生產商轉向更大尺寸矽片的因素。

目前，市場上主要的矽片尺寸有156.75毫米、158.75毫米、166毫米和210毫米。156.75毫米是目前市場上的常規規格。從158.75毫米到210毫米，三款尺寸的矽片面積分別較156.75毫米矽片增加3%、12%和81%。2018年以來，國內一線產業開始規模化生產166毫米矽片，大尺寸矽片開始進入市場，佔比不斷提升。

據中國光伏行業協會統計，2019年，156.75毫米矽片仍是市場主流，佔比超“半壁江山”。預計2020年，156.75毫米矽片佔比將明顯下滑，158.75毫米及166毫米矽片佔比大幅提升；到2021年，166毫米矽片佔比將超過60%。同時，2020—2025年，210毫米矽片佔比將逐漸增加。

2019年8月，中環股份推出210毫米矽片。

同年12月，東方日升釋出210毫米元件。

今年1月，愛旭科技釋出210毫米電池片。

2月，天合光能推出210毫米雙玻雙面元件，功率超500瓦。

當然這個尺寸不可能無限制擴大，太大了對其他的負擔加重，例如電流，對逆變器的需求，對安裝工人的要求都會發生改變。

太陽能電池可以將光能轉化為電能，但是，電池不能直接使用，得封裝起來，保證它的環境耐受性，並具備一定的機械效能，這個封裝起來的器件，我們一般稱作元件。

典型的元件封裝結構如下，受光面一般用玻璃，背面用含氟塑膠封裝，中間藍色的就是電池片，把多組電池串聯並封裝就形成了元件。

其實，矽出來了之後可用於半導體矽片，也可以用在光伏的矽片上，

只是有一些區別，

光伏用單晶矽和半導體用單晶矽的區別

純度不同，通常我們對於矽晶圓(也就是單晶矽)分為電子級，太陽級。電子級的雜質更少。一般來說太陽級的純度要求(4個9到6個9),電子級純度(9個9到11個9)，工藝不同之處，也多集中在除雜工藝上。

半導體純度要求99.9999999%以上，光伏99.9999%純度即可，所以精度以及伴隨的晶元製備產業鏈技術要求差了好幾個數量級。

光伏的話，無論是多晶還是單晶材料甚至炒的火熱的鈣鈦礦（沒有實用化，器件不穩定，壽命太短），都是可以國產的。但是半導體邏輯電路還是儲存電路用的矽材料基本都是進口日本的，更不要說用來做PA的砷化鎵和光電子的磷化銦晶圓。

最早光伏電池就是用的半導體的下腳料。光伏用的原生多晶矽的純度是99.9999%, 半導體的是99.9999999%.主流製造辦法都是還原法,但是裝置和原料的要求不同.所以光伏用的矽的生產裝置沒辦法生產半導體用的矽.

所以，光伏產業和半導體產業的裝置體系是基本上完全不同的。好比兩個家族，兩個體系。雖然源頭上僅僅是：純度差了幾個數量級。

晶圓是指矽半導體積體電路製作所用的矽晶片，由於其形狀為圓形，故稱為晶圓；

晶圓就是我們理解的wafer了。

有個上市公司叫做滬矽產業，旗下有個公司叫做上海新昇。就是生產晶圓的。

滬矽產業的主要業務是：

公司主要從事半導體矽片的研發、生產和銷售，是中國大陸規模最大的半導體矽片製造企業之一，也是中國大陸率先實現300mm半導體矽片規模化銷售的企業。經過持續的努力，公司目前已成為中國少數具有一定國際競爭力的半導體矽片企業，產品得到了眾多國內外客戶的認可，客戶包括了臺積電、中芯國際、華虹宏力、華力微電子、長江儲存、武漢新芯、華潤微等晶片製造企業，客戶遍佈北美、歐洲、中國、亞洲其他國家或地區。

公司提供的產品型別涵蓋300mm拋光片及外延片、200mm及以下拋光片、外延片及SOI矽片。公司的200mm及以下半導體矽片（含SOI矽片）主要應用於感測器、射頻前端晶片、模擬晶片、功率器件、分立器件等領域。公司子公司Okmetic、新傲科技在面向射頻晶片、模擬晶片、先進感測器、汽車電子等高階細分市場應用具有一定的優勢，與多家客戶保持了十年以上的深度、穩定的合作關係。特別是在SOI矽片方面，公司掌握了SIMOX、Bonding、Simbond、SmartCutTM等先進的SOI矽片製造技術，可以提供多種型別的SOI矽片產品。

公司300mm半導體矽片主要應用於儲存晶片、影象處理晶片、通用處理器晶片、功率器件等領域。公司子公司上海新昇2019年300mm半導體矽片產能為15萬片/月，2020年產能規模持續擴大，計劃年底達到20萬片/月。

矽是由石英砂所精練出來的，晶圓便是矽元素加以純化（99.999%），接著是將這些純矽製成矽晶棒，成為製造積體電路的石英半導體的材料，經過照相製版，研磨，拋光，切片等程式，將多晶矽融解拉出單晶矽晶棒，然後切割成一片一片薄薄的晶圓。

半導體矽片行業是高度壟斷的行業，自2016年以來，日本的信越化學和SUMCO、臺灣地區環球晶圓、德國Siltronic、韓國SKSiltron這五家企業合計佔據90%以上市場份額，處於寡頭壟斷的市場狀態。

在矽晶片上可加工製作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能之IC產品。

ic產品就是我們平常理解的晶片了。

矽片直徑主要有3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸（300mm），目前已發展到18英寸（450mm）等規格。直徑越大，在一個矽片上經一次工藝迴圈可製作的積體電路晶片數就越多，每個晶片的成本也就越低。因此，更大直徑矽片是矽片制各技術的發展方向。但矽片尺寸越大，對微電子工藝設各、材料和技術的要求也就越高。

有趣吧？和光伏矽片的尺寸問題一模一樣。都是希望擴大一些，降低成本，但是，從另外一個角度，其他的配套的要求，對裝置，工藝的要求就會變多，也可能提高了成本，所以這個東西也不一定是越大越好的。

根據隆基股份2020年上半年的財報披露，

針對市場上各企業採用矽片尺寸不統一問題，隆基公司聯合晶科、晶澳、阿特斯等行業其他六家企業，共同倡議以182mm*182mm矽片標準（M10）作為研發下一代矽片、電池、元件產品的標準尺寸，以推動整個行業建立基於統一標準的供應鏈體系，實現裝備製造體系和客戶應用體系的標準化，減少資源浪費，推動整個行業的良性發展。

半導體材料被美國和日本所壟斷，對於中國大大不利。

我估計現在越來越多人談到碳化矽或許也是源於此處，

碳化矽，是一種無機物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產綠色碳化矽時需要加食鹽）等原料透過電阻爐高溫冶煉而成。

碳化矽也需要石英砂，

碳化矽在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化矽為應用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。中國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

關於碳化矽的幾個事件

1905年 第一次在隕石中發現碳化矽。

1907年 第一隻碳化矽晶體發光二極體誕生。

1955年 理論和技術上重大突破，LELY提出生長高品質碳化概念，從此將SiC作為重要的電子材料。

1958年 在波士頓召開第一次世界碳化矽會議進行學術交流。

1978年 六、七十年代碳化矽主要由前蘇聯進行研究。到1978年首次採用“LELY改進技術”的晶粒提純生長方法。

1987年～至今以CREE的研究成果建立碳化矽生產線，供應商開始提供商品化的碳化矽基。

截至2012年底，全球碳化矽產能達260萬噸以上，產能達到1萬噸以上的國家有13個，佔全球總產能的98%。其中中國碳化矽產能達到220萬噸，佔全球總產能的84%。

珠寶

合成碳化矽（Synthetic Moissanite）又名合成莫桑石、合成碳矽石（化學成分SiC），色散0.104，比鑽石（0.044）大，折射率2.65-2.69（鑽石2.42），具有與鑽石相同的金剛光澤，“火彩”更強，比以往任何仿製品更接近鑽石。

碳化矽

是由碳元素和矽元素組成的一種化合物半導體材料。碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）、氮化鋁（ALN）、氧化鎵（Ga2O3）等，因為禁頻寬度大於2.2eV統稱為寬禁帶半導體材料，在國內也稱為第三代半導體材料。

在半導體業內從材料端分為：第一代元素半導體材料，如矽（Si）和鍺(Ge)；第二代化合物半導體材料：如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等；第三代寬禁帶材料，如碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（ALN）、氧化鎵（Ga2O3）等。

其中碳化矽和氮化鎵是目前商業前景最明朗的半導體材料，堪稱半導體產業內新一代“黃金賽道”。

歷史上人類第一次發現碳化矽是在1891年，美國人艾奇遜在電溶金剛石的時候發現一種碳的化合物，這就是碳化矽首次合成和發現。在經歷了百年的探索之後，特別是進入21世紀以後，人類終於理清了碳化矽的優點和特性，並利用碳化矽特性，做出各種新器件，碳化矽行業得到較快發展。

以SiC為代表的第三代半導體大功率電力電子器件是目前在電力電子領域發展最快的功率半導體器件之一。碳化矽作為第三代半導體材料的典型代表，也是目前晶體生產技術和器件製造水平最成熟，應用最廣泛的寬禁帶半導體材料之一，目前在已經形成了全球的材料、器件和應用產業鏈。是高溫、高頻、抗輻射、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。由於碳化矽功率器件可顯著降低電子裝置的能耗，因此碳化矽器件也被譽為帶動“新能源革命”的“綠色能源器件”。

第三代半導體材料和傳統矽材料，應用領域是完全不同的，矽更多的是用來製作儲存器、處理器、數位電路和類比電路等傳統的積體電路晶片。而碳化矽因為能承受大電壓和大電流，特別適合用來製造大功率器件、微波射頻器件以及光電器件等。特別是在功率半導體領域未來碳化矽成本降低後，會對矽基的MOSFET IGBT 等進行一定的替代。但是碳化矽不會用來做數字晶片，兩者是互補關係，部分功率器件領域，未來碳化矽晶片將佔據優勢。

我理解就是用在汽車上了。

SiC（碳化矽）是以1：1的比例，用矽（Si）和碳（C）生成的化合物，是一種新型的矽基材料。目前它和Si、GaN（氮化鎵），並列為半導體元器件3大主流材料。在當前市場中，Si仍是市場上使用最多的材料。但就效能來看，三種材料之中碳化矽材料的物理效能，明顯好於前者。

從應用範圍來看，目前其憑藉多方面的優秀效能，在特高壓、5G、軌道交通、新能源汽車等諸多領域均得到了廣泛應用。

然而，從整個SiC市場格局來看，美、日、歐等外商仍是整個市場的主導者，國內廠商在該領域的話語權還不大。根據Yole資料顯示，Cree、英飛凌、羅姆約佔據了90%的SiC市場份額，Cree是SiC襯底主要供應商，羅姆、意法半導體等則擁有自己的SiC生產線等，其中Cree佔據了一半以上的碳化矽晶片市場，這種壟斷優勢使其在產業上游的話語權非常之大。

從市場層面來看，SiC市場前景廣闊未來可期。據IMSResearch報告顯示，碳化矽功率器件2017年市場份額在3億美元左右，主要集中在光伏逆變器與電源領域。而目前這個領域的市場規模，只佔到功率器件市場1.5%的規模，但近幾年的年複合增長率保持在30%以上，仍處在高速成長期。

另外，相比過去碳化矽功率器件，僅被應用於二極體產品來說，如今其產品結構已經擴大到了分離器、晶片IC等諸多領域，應用日趨廣泛。而隨著新能源汽車、5G等技術的發展，其產品結構還在進一步豐富。

據瞭解，目前SiC材料就可以用於新能源車的動力控制單元（電驅系統）。目前一些主流的新能源汽車廠商比如特斯拉、比亞迪等，目前均已經在自家的產品中應用了SiC材料。比如，特斯拉的暢銷款產品Model 3、比亞迪旗下的比亞迪漢、比亞迪唐EV等，都使用了SiC MOSFET（碳化矽功率場效應電晶體）。

據三菱電機（知名SiC廠商）研究發現，SiC的功率損耗較IGBT下降了87%。結合功率半導體在整車中的能量損耗佔比資料可以得出，僅僅是將IGBT替換為SiC，就可提高整車續航里程10%左右。

但是 ：目前各類 SiC 器件的成本仍比Si 基器件高 2.4~8倍，這對其普及應用造成了一定難度。

1月4日，總投資120億元的聞泰科技“12英寸車規級功率半導體晶圓製造專案”正式在上海臨港開工建設。同時，聞泰科技旗下的安世半導體也是全球第三大功率半導體廠商，在車規級功率半導、第三代半導體領域也深耕已久。

光伏，半導體殊途同歸，從石英砂到矽片到元件，從矽片到晶圓到晶片。

本文首發於2021.4.4

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