电子行业走进“芯”时代系列之十四，行业趋势热点前瞻解析系列之十八：半导体硅片，供需缺口持续，国产化蓄势待发-20180715-安信证券-53页-2mb

安信证券电子团队：走进“芯”时代系列之十四——半导体硅片行业趋势热点前瞻

核心内容概览

本报告分析了半导体硅片行业的发展现状与未来趋势，重点探讨了硅片在半导体产业链中的重要地位、市场需求持续增长、尺寸升级趋势、国产替代进程以及相关企业的发展情况。

主要观点与关键信息

一、三代半导体基础材料

• Si：主要应用于集成电路、功率器件、通讯、自动控制等领域，是当前半导体产业的主流材料。
• GaAs：用于高频、大功率器件，适用于通信、雷达、光通讯等，技术成熟但成本较高。
• GaN：用于光电器件、通信器件，具有高电子迁移率和高功率特性，但目前仍处于发展初期。
• SiC：用于功率器件，具有高击穿电场和高热导率，适用于高温和高辐射环境，但成本高昂。
• 第三代半导体材料（如SiC、GaN）相比第二代材料（如GaAs）具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更优的热导率和电子饱和速率，适合更高频率、更大功率的应用场景。

二、硅片：半导体产业链基石

• 硅片是半导体产业的最上游，对整个产业链至关重要，其产量和质量直接影响下游产品的性能。
• 硅片主要分为：抛光片（PW）、退火片（AW）、外延片（EW）以及绝缘体上硅（SOI）等，各类型硅片适用于不同领域。
• 直拉法（Cz法）是当前主流制造工艺，可生产大尺寸硅片，但存在氧含量较高、杂质较多等问题。
• 区熔法（Fz法）生产出的硅片纯度更高，适用于高性能器件，但成本较高，且生产效率较低。

三、硅片及其相关设备需求持续走高

• 全球半导体市场持续景气，2017年全球硅片出货量达到118.1亿平方英寸，同比增长10%。
• 2018年全球硅片出货量预计达到12,235百万平方英寸，市场规模预计达5.62亿美元。
• 晶圆厂扩建是推动硅片需求增长的重要因素，尤其是中国的大规模晶圆厂建设。
• 半导体设备支出持续增长，2017年全球半导体设备支出达560亿美元，预计2018年将达630亿美元。

四、硅片尺寸增加大势所趋

• 大尺寸硅片（如12寸）能够提升芯片良率，因此成为行业发展趋势。
• 12寸硅片已占全球需求的60%以上，且预计未来几年仍将保持主导地位。
• 18寸硅片虽有潜力，但因成本高、技术难度大，目前尚未大规模应用。

五、突破外商垄断，国产替代之路开启

• 全球硅片市场高度集中，前五大厂商占据90%以上市场份额，其中日本信越和胜高科技合计占50%以上。
• 中国对大尺寸硅片的依赖严重，12寸硅片全部依赖进口，8寸硅片依赖进口的比例也较高。
• 国内多个企业正在推进12寸硅片国产化项目，如上海新昇、中环股份、晶盛机电、金瑞泓等，这些项目将逐步缓解对外依赖。
• 国产硅片面临技术、人才、认证、成本等多重挑战，但随着政策支持和产业链完善，替代进程正在加速。

关键信息总结

• 硅片纯度要求极高，需达到99.999999999%以上，国内厂商目前多停留在4-6个9的水平。
• 大尺寸硅片（如12寸）需求增长迅速，但因技术壁垒和产能限制，其发展仍需时间。
• 国产替代是当前半导体行业的重要趋势，受到政策支持和市场需求推动。
• 半导体设备如单晶炉、切片机、倒角机、抛光机等需求旺盛，国内设备厂商正在逐步实现国产化。
• 中国硅片市场正在快速发展，未来有望在大尺寸硅片领域实现突破。

相关公司介绍

• 中环股份：国内硅片龙头企业，拥有8英寸区熔硅片生产能力，正在推进12英寸硅片项目，预计2022年实现较大产能。
• 上海新阳：参与上海新昇项目，是国产12寸硅片产线的建设者之一，2017年营收4.72亿，毛利率39.59%。
• 晶盛机电：国内单晶硅生长设备龙头企业，承担“02专项”相关课题，产品覆盖6-12英寸硅片加工设备，受益于国内晶圆厂建设。
• 金瑞泓：8英寸硅片先行者，拥有完整的半导体硅片产业链，计划建设12英寸硅片生产线。
• 海外龙头：
  • 信越（Shin-Etsu）：全球最大的半导体硅片制造商，占据27%市场份额，技术领先。
  • 胜高（SUMCO）：全球第二大硅片制造商，占据26%市场份额，产品覆盖3-12寸。
  • 环球晶圆：台湾企业，拥有多个生产基地，主要供应各类半导体器件。

风险提示

• 产能建设不及预期
• 下游需求不达预期
• 技术突破受阻
• 国际竞争加剧