全球半導體硅片緊缺，國產企業(yè)如何“破冰逆襲”

　　硅單晶圓片是最常用的半導體材料，是芯片生產過程中必不可少的、成本占比最高的材料。制造一個芯片，需要先將普通的硅制造成硅單晶圓片，然后再通過一系列工藝步驟將硅單晶圓片制造成芯片，其中電子級多晶硅是最高純度等級的多晶硅產品，是整個半導體產業(yè)鏈的關鍵基礎材料，由于提純工藝復雜，導致進入壁壘高，行業(yè)的集中度比較高，企業(yè)壟斷性利潤空間大。

　　作為集成電路行業(yè)的“基石”，電子級多晶硅一直都是國家發(fā)展集成電路產業(yè)的戰(zhàn)略原材料。目前世界范圍內能完全生產電子級多晶硅產品，只有Wacker、hemlock和Mitsubishi等企業(yè)，關鍵性的技術主要掌握在德國、日本和美國為首的企業(yè)手中。

　　電子級多晶硅產品以8英寸和12英寸的硅片生產為主，8英寸硅片產品包括各種電源芯片、攝影/指紋識別等傳感器、智能硬件中的MCU與無線通信芯片、智能卡等，涵蓋消費類電子、通信、計算、工業(yè)、汽車等領域。而12英寸硅片主要用于制造CPU、邏輯IC、存儲器等高性能芯片，多用于PC、平板、手機等領域。

　上下游供給不足，半導體硅片市場價格戰(zhàn)打響

　　整個單晶硅的產業(yè)鏈比較長，從最上游的多晶硅原料和設備等，到中游的單晶硅硅片，延伸至下游的電力電子器件、高效率太陽能光伏電池、射頻器件和微電子機械系統(tǒng)、各種探測器和傳感器等，最后到計算機、汽車、光伏等各大行業(yè)。

　　目前，主流半導體硅片市場的全球壟斷已經形成，2016年日本信越、日本SUMCO、臺灣環(huán)球晶圓、德國Siltronic、韓國LGSilitron等前5大硅片公司的銷量占到92%。而在12英寸大硅片方面，壟斷形勢更加明顯，2015年前六大半導體硅片廠的銷售份額就已達到97.8%，市場主要被日本、臺灣地區(qū)、德國和韓國控制。一些大型企業(yè)，如瓦克、SunEdison、三菱材料等，為保障上下游供貨、出貨的穩(wěn)定，通過設立合資公司、交差參股等方式形成穩(wěn)定的多晶硅、硅片一體化聯(lián)盟，實現(xiàn)多晶硅企業(yè)、硅片企業(yè)進行多晶硅和硅片縱向一體化的格局。

　　近幾年來，隨著消費電子的快速發(fā)展以及未來汽車產生的大量需求，預計未來幾年對于硅片的消費量會保持現(xiàn)在的上升趨勢。目前全球主要半導體供應商產能規(guī)劃，未來三年供給端不能滿足下游快速增長的需求，上游硅片供不應求成為常態(tài)。雖然半導體硅片產業(yè)經歷了多年的低潮期，但2014年以來全球硅片的市場開始復蘇，過剩產能得到消化，但由于下游終端行業(yè)需求的加大，硅片的缺口在不斷加大，硅晶圓片供不應求，2017年價格已經上漲了60%以上。

　　目前從產業(yè)鏈反饋情況來看，硅片缺口在繼續(xù)擴大，根據(jù)目前全球各公司的產能增加計劃和新建產能所需時間，2020年之前8英寸和12英寸硅晶圓片的供需缺口預計將持續(xù)存在。芯片需求走弱，之前極度缺貨長達兩年的原物料“硅晶圓硅片”，近期出現(xiàn)一個現(xiàn)象，就是供應商在臺面上、臺面下都一直擴產動作不斷，這是因為業(yè)界擔心硅晶圓硅片產能即將大增，但芯片需求卻開始往下修正，硅晶圓硅片的價格就成為市場利潤上的轉折點。

　　全球硅片漲價趨勢越演越烈

　　近兩年，半導體硅片漲價對半導體芯片的價格傳導、引發(fā)行業(yè)晶圓產能降階搶奪，引發(fā)整個半導體產業(yè)鏈傳導作用意義深遠，很難去估量對行業(yè)所帶來的巨變，硅片的漲價促使主要的晶圓代工廠商紛紛傾向與硅片供應商簽訂長期的保量不保價合約，以保證未來的擴產計劃不受影響。

　　例如臺積電緊急采取措施與供應商信越、勝高簽訂長約，三星也與環(huán)球晶圓簽署供貨合約。一些規(guī)模較小的半導體新進入者，只能通過溢價的方式來爭搶貨源，包括合肥晶合、合肥睿力等，都提出20%的溢價來和臺積電爭搶硅片原材料。

　　可以預見未來幾年硅片市場都將是賣方市場，硅片生產商將不斷上漲硅片價格來應對供需的失衡。作為下游客戶的晶圓代工廠等芯片生產商，則只能被動的接受價格，并將價格轉移至其下游客戶，今年一季度臺積電等主要的晶圓代工商已經將代工價格提升了5%-10%。

　　龍頭硅片廠逐步施行擴產計劃，即使如此，新產能最快也要在 2019 年才能釋放，且各家基本保持謹慎擴產態(tài)度，擴充產能主要為彌補14/16 nm先進制程所需晶圓缺口。也正因為如此，SUMCO、信越、環(huán)球晶等龍頭股價在近日對SUMCO擴產信息錯誤解讀大跌之后，繼續(xù)迎來強勢上揚，各家最新財報對未來兩年硅片展望仍是供不應求。

　　設備國產化在硅片供需缺口下實現(xiàn)逆生長

　　在硅片供需缺口持續(xù)擴大的情況下，硅片材料的自主可控是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而海外廠商壟斷半導體硅片市場，國內企業(yè)僅少數(shù)能提供8寸硅片，而12寸硅片尚無量產能力。中國小尺寸的4-6寸硅片的年產量基本上已經實現(xiàn)了自給自足，國內大硅片存在巨大供需缺口將進一步擴大。

　　硅片是半導體產業(yè)發(fā)展的基礎材料，若是不能保證硅片材料的自主可控，我國大力發(fā)展的半導體產業(yè)將時刻面臨材料短缺、產業(yè)鏈斷裂的威脅，美國、日本、韓國、臺灣等地區(qū)都具有自主的硅片生產能力。目前信越、SUMCO等半導體硅片巨頭與三星、英特爾、臺積電等半導體生產巨頭都已具有長期合作的基礎，且能保證數(shù)額較大的需求量，因此在產能有限的情況下，硅片巨頭會優(yōu)先給臺積電等廠商供貨。17年5月就出現(xiàn)了SUMCO砍掉武漢新芯的訂單，優(yōu)先供給臺積電、英特爾、美光等大廠的事件。

　　因此，在未來供需格局進一步緊張的情況下，國內晶圓制造商可能必須通過提價的方式才能拿到足夠的硅片貨源，然而并不能保障充足的供應，也會增加自身的成本，唯一的解決辦法是實現(xiàn)半導體硅片材料的自主生產、自主可控，緊張的供需格局促使半導體硅片國產化，據(jù)報道分析，2017-2020年間，全球將有62座新建晶圓廠投入營運，其中26座將位于中國大陸，占新增晶圓廠的比重達42%。目前已經統(tǒng)計到有近30條晶圓產線的建設規(guī)劃，其中17條已經開工建設，將在未來幾年內陸續(xù)投入運營。而半導體行業(yè)的高景氣度和中國大力發(fā)展半導體產業(yè)的決心預計將帶來更多的晶圓產線規(guī)劃，并促使更多的晶圓產線從規(guī)劃轉為落地。

　　2017年以來，中國陸續(xù)已有十個國產硅片項目公布規(guī)劃，并有數(shù)個項目已開工建設，部分項目已經具有一定的8寸硅片產能。而12寸硅片方面，上海新昇的300mm大硅片在17年二季度已經開始向中芯國際等芯片代工企業(yè)提供樣片進行認證，并有擋片、陪片、測試片等產品實現(xiàn)銷售，這些國產硅片項目若能順利實現(xiàn)量產，將極大程度上緩解國內硅片依賴進口的局面，并使國內半導體產業(yè)具有一定的硅片自主保障能力。