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          硅片:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石,國(guó)產(chǎn)替代空間巨大

          作者: 時(shí)間:2021-08-10 來源:樂晴智庫(kù) 收藏

          近年來,由于電信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來的零件需求逐漸強(qiáng)勁,疊加遠(yuǎn)程教育和5G手機(jī)滲透率的不斷提高,以及通信、汽車產(chǎn)業(yè)等新興行業(yè)的出現(xiàn)等因素,市場(chǎng)表現(xiàn)良好。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202108/427497.htm

          行業(yè)的兩大核心支柱是材料和設(shè)備。

          作為百億美元級(jí)別的行業(yè),半導(dǎo)體材料的市場(chǎng)規(guī)模不算很大,但其內(nèi)部材料種類繁多,單一產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模小、技術(shù)要求高、子行業(yè)之間差異較大。

          半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)架構(gòu)中的上游材料供應(yīng)主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學(xué)品、拋光材料、光刻膠、濕法化學(xué)品和濺射靶材等。

          半導(dǎo)體硅片占比半導(dǎo)體材料市場(chǎng)銷售額高達(dá)36.6%,占比最高,是晶圓廠采購(gòu)材料中最重要的環(huán)節(jié)。#半導(dǎo)體#

          半導(dǎo)體硅片:為半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展提供支撐

          半導(dǎo)體硅片是指由硅單晶錠切割而成的薄片,又稱硅晶圓,作為半導(dǎo)體行業(yè)的核心基礎(chǔ)產(chǎn)品,為行業(yè)發(fā)展提供根本支撐。

          硅晶圓為圓片,一般以直徑區(qū)分規(guī)格,具體從50.8mm到450mm不等,通常被稱為6寸片、8寸片(200mm)、12寸片(300mm)、18寸片(450mm)。

          半導(dǎo)體的生產(chǎn)效率和成本與硅片尺寸直接相關(guān)。硅片尺寸越大,能夠生產(chǎn)的晶片數(shù)量就越多,用于生產(chǎn)半導(dǎo)體的生產(chǎn)效率越高,單位耗用原材料越少,制造的成本就越低。

          在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下,1980年代主流為4寸硅片,1990年代主流為6寸硅片,2000年代主流為8寸硅片。當(dāng)前全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)最主流的產(chǎn)品是12寸和8寸硅片。

          2020年,12寸硅片和8寸硅片市場(chǎng)份額分別為69.15%和23.94%,兩種尺寸硅片合計(jì)占比連續(xù)兩年超過90%,折合為84.76億平方英寸(624萬片/月)、29.34億平方英寸(486萬片/月)(不包括SOI硅片)。

          預(yù)計(jì)到2022年,全球12寸半導(dǎo)體硅片的出貨面積將超過90億平方英尺,市場(chǎng)份額將接近70%。

          12寸硅片主要用于生產(chǎn)邏輯、存儲(chǔ)芯片等,3DNAND成下游需求增長(zhǎng)最大因素。

          SUMCO關(guān)于硅片量?jī)r(jià)指引,量方面,12寸邏輯硅片需求強(qiáng)勁,并且供給仍然緊張,DRAM硅片需求復(fù)蘇以及存儲(chǔ)相關(guān)硅片存貨接近適當(dāng)水平,NAND繼DRAM之后呈現(xiàn)復(fù)蘇態(tài)勢(shì)。

          12寸硅片出貨量趨勢(shì):

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          資料來源:SUMCO

          8寸硅片具備成熟的特種工藝,主要用于模擬IC、功率分立器件、邏輯IC、MCU、顯示驅(qū)動(dòng)IC、CIS影像傳感器等中低端半導(dǎo)體產(chǎn)品的生產(chǎn)。終端應(yīng)用領(lǐng)域主要為移動(dòng)通信、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)電子等,未來需求將保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。

          受益于汽車電子、工業(yè)電子和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域的強(qiáng)勁需求,對(duì)應(yīng)的功率器件、傳感器需求旺盛,使得8寸晶圓廠自2017年底以來一直處于滿產(chǎn)的狀態(tài)。

          SUMCO指出,隨著汽車、消費(fèi)及供應(yīng)需求復(fù)蘇,8寸硅片需求強(qiáng)勁很可能持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。

          6寸硅片主要集中在晶閘管,整流橋,負(fù)極管等相對(duì)低端的功率器件領(lǐng)域。汽車半導(dǎo)體由于產(chǎn)品認(rèn)證周期長(zhǎng),產(chǎn)品迭代緩慢等因素,目前很多產(chǎn)品仍然停留在6寸產(chǎn)線,但后續(xù)也會(huì)逐步升級(jí)到8寸產(chǎn)品。

          半導(dǎo)體硅片進(jìn)口替代空間巨大

          根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2018至2020年,全球半導(dǎo)體硅片出貨面積分別為12,541百萬平方英寸、11,677百萬平方英寸以及12,258百萬平方英寸,全球半導(dǎo)體硅片出貨面積穩(wěn)定在高位水平。

          2021年一季度全球硅晶圓出貨面積3337百萬平方英寸,環(huán)比增長(zhǎng)4%,同比增長(zhǎng)14%,晶圓出貨面積驗(yàn)證行業(yè)高景氣得以延續(xù)。

          2014年起,隨著中國(guó)各半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線投產(chǎn)、中國(guó)半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷進(jìn)步與中國(guó)半導(dǎo)體終端產(chǎn)品市場(chǎng)的飛速發(fā)展,中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)步入了飛躍式發(fā)展階段。

          2020年中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片銷售額從9.92億美元上升至13.35億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為16.01%,遠(yuǎn)高于同期全球半導(dǎo)體硅片的年均復(fù)合增長(zhǎng)率-0.93%。

          半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)波動(dòng)基本同步于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè),具有周期性上升的發(fā)展趨勢(shì)。由于近年來中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片銷售額年均復(fù)合增長(zhǎng)率高于同期全球半導(dǎo)體硅片的年均復(fù)合增長(zhǎng)率,中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)口替代空間巨大。

          半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)格局

          全球硅片產(chǎn)業(yè)主要由日本信越化學(xué)、日本SUMCO、德國(guó)Siltronic、臺(tái)灣環(huán)球晶圓、韓國(guó)SKSiltron廠商壟斷,市占率依次為28%、24%、14%、16%、10%。

          從硅片尺寸來看國(guó)內(nèi)產(chǎn)能集中在小尺寸,大尺寸自給率低,進(jìn)口依賴強(qiáng)。

          我國(guó)69%產(chǎn)能集中在6英寸及以下的硅片上,在該尺寸上已能滿足國(guó)內(nèi)大部分需求;8英寸產(chǎn)能占比26%,國(guó)內(nèi)已有部分廠商能規(guī)模化量產(chǎn),但仍有較大產(chǎn)能缺口,80%需求依賴進(jìn)口;目前少有國(guó)內(nèi)廠商量產(chǎn)12英寸硅片,基本全部依靠進(jìn)口。

          中國(guó)大陸僅少數(shù)幾家企業(yè)能產(chǎn)8英寸硅片,主流的12英寸大硅片對(duì)進(jìn)口依賴度更高。

          據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前在建的有12個(gè)硅片廠商共19個(gè)項(xiàng)目,總投資額達(dá)到945億元,如未來1-3年陸續(xù)投產(chǎn)順利,我國(guó)將新增8英寸產(chǎn)能將達(dá)280萬片/月,12英寸產(chǎn)能將達(dá)502萬片/月。屆時(shí)我國(guó)半導(dǎo)體大硅片將實(shí)現(xiàn)自給自足。

          國(guó)內(nèi)主要硅片廠包括:滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份、金瑞泓、有研新材、上海新昇等。

          我國(guó)半導(dǎo)體大硅片產(chǎn)能規(guī)劃:

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          資料來源:浙商證券

          半導(dǎo)體硅片設(shè)備市場(chǎng)空間高達(dá)千億

          《瓦森納協(xié)議》新增對(duì)12英寸大硅片的出口管制,大硅片國(guó)產(chǎn)化刻不容緩,而設(shè)備國(guó)產(chǎn)化是其中的關(guān)鍵一環(huán),半導(dǎo)體硅片設(shè)備遠(yuǎn)期市場(chǎng)空間高達(dá)千億。

          半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了包括硅單晶拉制、硅研磨片、硅拋光片、硅外延片、功率器件等半導(dǎo)體行業(yè)上下游多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),形成了一條相對(duì)完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。其中,單晶爐為核心設(shè)備,在設(shè)備投資額價(jià)值量占比約25%。

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          資料來源:新材料在線

          國(guó)外主要廠商包括:美國(guó)QuantumDesign、Kayex、德國(guó)的PVA TePla AG、Gero及日本的Ferrotec等,占據(jù)了全球絕大多份額。國(guó)內(nèi)主要廠商包括:晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、京運(yùn)通、連城數(shù)控等。

          12寸級(jí)別的硅片設(shè)備以晶盛機(jī)電為首的國(guó)產(chǎn)設(shè)備商仍在驗(yàn)證中;未來隨著半導(dǎo)體硅片的國(guó)產(chǎn)化加速,國(guó)內(nèi)率先通過驗(yàn)證的設(shè)備廠商有望充分受益。

          半導(dǎo)體單晶硅片生產(chǎn)工藝流程——單晶爐價(jià)值占比約25%:

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          資料來源:安信證券

          結(jié)語(yǔ)

          從國(guó)內(nèi)晶圓廠2019年到2021年公布的招標(biāo)信息來看,國(guó)產(chǎn)設(shè)備在各個(gè)環(huán)節(jié)的比例在逐漸提升,未來隨著資本開支進(jìn)一步加大,國(guó)產(chǎn)化比例有望進(jìn)一步提升。

          2020年之前,國(guó)內(nèi)主要是8寸晶圓廠為主,隨著大基金的持續(xù)投入和地方政府的配套資金支持,12寸晶圓廠積極擴(kuò)建,2020年之后出現(xiàn)12寸晶圓廠占比大于8寸晶圓廠的拐點(diǎn)。在晶圓廠家數(shù)量方面,2016年全球共有188座8寸晶圓廠,到2021年時(shí),則可望增加到197座。

          隨著中芯國(guó)際、華力微電子、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹宏力等中國(guó)大陸芯片制造企業(yè)的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn),中國(guó)大陸芯片制造產(chǎn)能增速高于全球芯片產(chǎn)能增速。而隨著芯片制造產(chǎn)能的增長(zhǎng),對(duì)于半導(dǎo)體硅片的需求仍將持續(xù)增長(zhǎng)。以北方華創(chuàng)、中微公司、精測(cè)電子等為代表的優(yōu)質(zhì)廠商在細(xì)分領(lǐng)域不斷取得突破,份額持續(xù)提升,未來有望持續(xù)受益于國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速。

          在當(dāng)前中美貿(mào)易摩擦的大背景下,國(guó)內(nèi)晶圓廠對(duì)于核心供應(yīng)鏈自主可控的需求日益增強(qiáng),國(guó)內(nèi)設(shè)備、材料廠商迎來黃金機(jī)遇,硅片作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石,預(yù)計(jì)將長(zhǎng)期倒逼國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速進(jìn)行。




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