半导体系列报告之四：半导体硅片：摩尔定律演进，半导体硅材料历久弥新_27页_8mb

半导体硅片行业总结

核心内容

半导体硅片（硅晶圆）是全球半导体制造过程中使用量最大、最重要的原材料，占全球半导体材料市场的主导地位。2021年全球半导体硅片市场规模达到126亿美元，出货面积约为142亿平方英寸，显示出明显的行业周期性。

主要观点

1. 硅片行业壁垒高：硅片制造流程复杂，包括单晶生长、切片、研磨、抛光、外延等关键工艺环节，具有显著的技术、认证、资金和人才壁垒，先发优势和规模效应突出。
2. 12英寸硅片供不应求：12英寸硅片因需求旺盛，而供应不足，预计供不应求态势将持续至2026年。2021年12英寸硅片出货面积占比达70.9%，8英寸占比22.6%，小尺寸占比6.5%。
3. 国内硅片产业崛起：在政策支持和市场需求推动下，中国半导体硅片产业正加速发展，尤其是大尺寸硅片的生产能力。随着国际环境变化，本土供应需求增加，国内硅片企业迎来发展机遇。
4. 投资建议：关注已实现大尺寸硅片量产的企业及在细分市场占主导地位的企业。代表企业包括沪硅产业、立昂微、中环股份、中晶科技等。

关键信息

1. 全球市场格局

• 全球半导体硅片市场由日本、韩国、中国台湾和德国等企业主导，2020年市场集中度下降，前五大厂商合计市占率降至86.6%。
• 日本信越和SUMCO市占率分别为28%和22%，中国台湾环球晶圆市占率15%，德国世创电子市占率11%，韩国SK Siltron市占率11%。

2. 硅片尺寸与应用场景

• 硅片尺寸包括2英寸、3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸和12英寸，其中8英寸和12英寸是当前主流。
• 6英寸及以下硅片主要用于分立器件，8英寸和12英寸则用于集成电路制造，尤其12英寸用于高端芯片（如CPU、GPU、存储芯片等）。

3. 制造工艺与技术难点

• 拉单晶是硅片制造的核心工艺，包括直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法），其中CZ法因成本低、易生产大尺寸硅片而被广泛采用。
• 硅片制造需经过切片、倒角、研磨、抛光、清洁和检查等多道工序，对表面平整度、洁净度、厚度等参数有严格要求。

4. 国内硅片产业现状与发展趋势

• 中国是新增晶圆厂最多的国家，2020-2024年计划新增25座8英寸和60座12英寸晶圆厂，其中大陆新增14座8英寸和15座12英寸。
• 国内硅片企业如沪硅产业、立昂微、中环股份等已实现大尺寸硅片量产，部分企业如中晶科技、麦斯克等在小尺寸硅片市场具有竞争力。
• 国内企业面临较高的技术门槛和认证壁垒，但随着国家政策支持和市场需求增长，正在逐步突破。

5. 投资建议与企业表现

• 投资建议关注具备大尺寸量产能力及在细分市场占据主导地位的企业。
• 沪硅产业（688126.SH）和中晶科技（003026.SZ）被推荐为“增持”和“买入”。
• 立昂微（605358.SH）和中环股份（002129.SZ）虽未获得投资评级，但具有较强的成长潜力。

6. 风险提示

• 需求不及预期：若电子产品需求疲软，可能导致硅片需求下降。
• 国产化进程不及预期：国内硅片企业尚处于大尺寸量产初期，技术储备和经验可能不足。
• 持续亏损风险：12英寸硅片生产线尚未形成规模效益，若无法快速上量，存在持续亏损的风险。
• 产能过剩与竞争加剧：国内企业及地方政府大量布局硅片产业，若产能全部释放，可能面临价格竞争压力。

重点公司盈利预测及投资评级

图表目录

• 图1：半导体材料分类
• 图2：各代半导体材料在功率器件中的应用
• 图3：硅晶圆是晶圆制造过程中占比最大的材料（2018年）
• 图4：半导体硅片分类
• 图5：全球各尺寸半导体硅片出货面积占比（2020年）
• 图6：退火片
• 图7：外延片
• 图8：结隔离硅片
• 图9：S01硅片
• 图10：全球半导体硅片销售额
• 图11：全球半导体硅片出货面积及单价
• 图12：半导体硅片所处产业链位置
• 图13：半导体硅片制造流程
• 图14：直拉法拉单晶
• 图15：区熔法拉单晶
• 图16：半导体硅片制造流程：拉单晶（直拉法）
• 图17：半导体硅片制造流程：拉单晶（区熔法）
• 图18：半导体硅片制造流程：切片
• 图19：半导体硅片制造流程：研磨
• 图20：半导体硅片制造流程：抛光
• 图21：半导体硅片制造流程：清洁和检查
• 图22：半导体硅片行业的主要壁垒
• 图23：半导体硅片行业发展历史
• 图24：全球五大半导体硅片厂商并购史
• 图25：全球半导体硅片行业由分散到集中
• 图26：2020年全球半导体硅片集中度下降
• 图27：2020年全球半导体硅片市占率
• 图28：电子系统中半导体含量提升
• 图29：各尺寸半导体硅片需求量（百万片/月）
• 图30：半导体各尺寸出货量占比
• 图31：半导体各尺寸硅片出货面积占比
• 图32：12英寸半导体硅片需求驱动力
• 图33：高性能计算对12英寸半导体硅片的需求量
• 图34：DRAM对12英寸半导体硅片需求量
• 图35：NAND对12英寸半导体硅片需求量
• 图36：晶圆厂的资本开支计划（十亿美元）
• 图37：12英寸外延片和抛光片需求预期（千片/月）
• 图38：12英寸半导体硅片需求驱动力

表格目录

• 表1：半导体硅片的种类和比较
• 表2：集成电路用大直径硅抛光片的技术参数要求
• 表3：半导体硅片投资金额较大
• 表4：半导体硅片各尺寸对应的制程和半导体产品
• 表5：国内半导体硅片产能不完全统计（8英寸和12英寸）
• 表6：国内主要半导体硅片企业概览
• 表7：半导体硅片企业经营数据对比