艾瑞-2021年中国硅片市场行业研究报告-2021.4-28页_2mb

硅片国产化进程总结

核心内容

硅片作为芯片制造的基石，是实现中国“芯”的关键材料。当前全球硅片市场由海外六大厂商主导，占据约95%的市场份额，而中国硅片产业在政策支持下正加速发展，以应对高端芯片国产化的迫切需求。

主要观点

• 全球硅片市场现状：全球硅片市场呈现寡头垄断格局，海外厂商占据主导地位。2020年全球硅片出货量预计达13,761百万英寸，未来几年将稳步增长。
• 中国硅片市场增长：中国作为全球主要硅片消费市场，硅片需求年均增长率达8.6%。尽管国内厂商在200mm硅片生产上有所进展，但300mm硅片的质量与国际先进水平仍有差距。
• 政策支持与技术壁垒：中国政府通过多项政策支持硅片产业发展，包括税收优惠、资金扶持和人才引进。然而，硅片生产涉及多学科技术，存在较高的技术、资金和人才壁垒。
• 产业链短板：中国芯片供应链整体价值较低，尤其在SME、EDA、核心IP和主要原材料等领域依赖进口，硅片作为核心材料，其国产化是实现“芯”自主的关键。
• 未来发展方向：硅片产业面临延续摩尔定律的挑战，一方面通过“深摩尔定律”缩小晶体管尺寸，另一方面探索第三代半导体材料（如SiC和GaN）及量子自旋霍尔效应材料等新技术，以突破摩尔定律瓶颈。

关键信息

全球硅片市场

• 2020年全球硅片出货量预计达13,761百万英寸。
• 全球前六大厂商占据95%的市场份额，其中环球晶圆通过收购Siltronic AG，成为全球第二大硅片生产商。
• 300mm硅片是当前主流，但450mm硅片尚未普及。

中国硅片市场

• 中国硅片产业以13%的复合年增长率增长，主要生产200mm硅片。
• 2020年全球半导体设备销售额中，中国已成为全球最大半导体设备市场。
• 硅片国产化对于国家安全和日常生活具有重要意义。

政策环境

• 2020年国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，对进口原材料和设备提供税收减免。
• 多项政策推动半导体材料和设备的发展，如《新材料产业发展指南》和《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》。

硅片生产难点

• 晶体生长、抛光和清洗是硅片制造的核心工艺，对技术要求极高。
• 300mm硅片生产成本高，且技术难度大，国内企业尚未完全掌握核心技术。
• 450mm硅片的生产面临更大的技术挑战，包括晶体质量、设备成本和污染控制等。

中国硅片企业

• 国内硅片企业如沪硅产业、中环股份、杭州立昂微电子等正在积极拓展300mm硅片生产线。
• 多数企业仍处于成长期，产品主要集中在200mm硅片，300mm硅片尚不能实现自给自足。
• 部分企业拟上市或处于上市阶段，如杭州中欣晶圆和有研半导体。

第三代半导体材料

• 第三代半导体材料（如SiC和GaN）具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率等优势，适用于5G、智能汽车等领域。
• SiC在高功率应用中占据主导地位，而GaN在高频应用中更具优势。
• 当前中国企业在SiC和GaN材料的研发和制造上有所进展，但仍需进一步提升技术水平。

量子自旋霍尔效应材料

• 量子自旋霍尔效应材料有望突破摩尔定律的限制，但目前仍处于研究和探索阶段。
• 石墨烯和HgTe/CdTe量子阱体系是潜在的研究方向，但存在技术不成熟和实验验证不足的问题。

未来展望

• 中国硅片产业需加大投入，突破技术瓶颈，提升产品质量。
• 随着5G、智能汽车和物联网的发展，硅片市场需求将持续增长，国产化进程加快。
• 未来硅片产业的发展方向包括“深摩尔定律”和材料创新，中国需在两者之间找到平衡点，以实现可持续发展。

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硅片产业链与市场分布

中国硅片市场规模预测

硅片尺寸发展历程

• 200mm硅片：广泛应用于物联网、汽车和工业电子。
• 300mm硅片：当前主流，用于高端芯片制造。
• 450mm硅片：尚未普及，未来可能成为发展方向。

中国硅片企业概况

硅片行业壁垒

• 技术壁垒：硅片生产涉及多学科技术，如固体物理、量子力学、热力学、化学等。
• 资金壁垒：硅片生产需要巨额投资，如300mm生产线投资达十亿元。
• 人才壁垒：需要具备综合专业知识和丰富生产经验的复合型人才。
• 认证壁垒：需通过业内权威的质量管理体系认证和长时间的采购认证程序。

中国硅片产业挑战

• 技术差距：中国硅片技术水平与国际先进水平存在差距，尤其在300mm硅片方面。
• 产能不足：尽管国内硅片产能增长迅速，但尚未能满足高端芯片制造的需求。
• 市场依赖：中国在高端硅片市场仍依赖进口，需加快国产化进程以保障供应链安全。

未来趋势

• 市场增长：随着5G、智能汽车和物联网的发展，硅片市场需求将持续增长。
• 技术突破：中国需在硅片生产技术、材料创新和人才引进等方面加大投入，以实现技术突破。
• 政策支持：政府将继续通过政策支持推动硅片产业发展，助力中国芯片产业链完善。

结论

中国硅片产业正处于快速发展阶段，但在技术、资金和人才方面仍面临诸多挑战。随着政策支持和市场需求的推动，硅片国产化进程有望加快，但实现自给自足仍需长期努力。未来，硅片产业的发展方向将包括“深摩尔定律”和材料创新，中国需在两者之间找到平衡点，以实现可持续发展。