返回>12英寸硅片行业分析​

2019-08-16来源:


12英寸硅片行业分析

 

总结:

集成电路产业自主可控是国家重要发展战略之一。在政策鼓励及下游5G、IoT等终端市场的强劲需求拉动下,硅片,尤其是12英寸为主的大尺寸硅片,作为半导体最核心的基础材料,有望得到快速发展。目前我国12英寸硅片具有技术壁垒高、供给缺口大、高度依赖进口等行业特点。为抢抓国家核心产业布局,在技术推动和资本支持下,我国积极布局12英寸硅片产能,加速国产替代化进程,对发展新一代信息技术产业,打造战略性新兴特色产业集群具有重要战略意义,并创造巨大的经济社会效益。

硅片是集成电路产业的基础,是晶圆制造的核心材料。中国大陆大尺寸硅片,尤其是高技术壁垒的12英寸硅片,自主供应能力弱,高度依赖进口,是集成电路产业链中的短板。近年来,为了弥补半导体硅晶圆的供应缺口,降低进口仰赖程度,在政策支持和产业界积极努力下,我国正积极迈向12英寸硅片生产,加速国产替代进程。

硅片是半导体核心基础材料,技术壁垒高

硅片又称硅晶圆片,是制作集成电路的重要上游原材料,以硅为材料制造的片状物体,一般是由纯度很高的结晶硅制成的。通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成集成电路和各种半导体器件。

硅片和硅基材料是晶圆制造环节占比最大的基础核心材料。90%以上的半导体芯片是以硅片作为基础材料制造的。2018年全球半导体硅片市场为123亿美元,占晶圆制造材料322亿美元的比重为37%,位居第一。

2018年集成电路晶圆制造中半导体材料占比(%)

1.png

数据来源:SEMI2018

半导体硅片的高规格要求使得其制造工艺复杂,四大核心步骤包括多晶硅提纯与多晶硅料的铸锭、单晶硅生长以及硅片切割成型。作为晶圆制造的原材料,硅片质量直接决定了晶圆制造环节的稳定性。

2.png

全球半导体硅片市场巨大,供需推动价格不断上涨

2017年以来,受益于半导体终端市场需求强劲,下游传统应用领域计算机、移动通信、固态硬盘、工业电子市场持续增长,新兴应用领域如人工智能、区块链、物联网、汽车电子的快速发展,半导体硅片市场规模不断增长,并于2018年突破百亿美元大关。2016年到2018年,销售金额从72.9亿美元增长至114亿美元,年均复合增长率达26%;出货面积从107亿平方英寸增长至127亿平方英寸,年复合增长率达9%;销售单价从0.67美元/英寸上升至0.9美元/英寸,年复合增速达16%。

全球和中国大陆半导体硅片市场规模(亿美元,%)

3.png

数据来源:SEMI,硅产业,华夏幸福产业研究院

半导体硅片种类多元,12英寸成为主流

硅片尺寸越大,用于生产半导体的效率越高,单位耗用原材料越少。随着提拉单晶技术的提高,硅片的尺寸随着时间的发展逐步提升,从2英寸(50mm),到4英寸(100mm),5英寸(125mm),6英寸(150mm),8英寸(200mm),到2000年的12英寸(300mm)。从市场趋势来看,8-12英寸已占据绝对主导地位,合计市场份额维持在90%以上,其中12英寸2017年的市占率为67%,预计未来将继续稳步提升。

不同尺寸硅片市场占有率

4.png

数据来源:东北证券

12英寸硅片市场需求不断上涨,但存在供给缺口

12英寸制造线自2000年全球首开以来,市场需求增加明显。2008年出货量首次超过8寸硅片,2009年即超过其他尺寸硅片出货面积之和。中长期逻辑下,在AI、云计算、5G等领域的需求推动下,12英寸硅片市场需求将会持续提高。

根据SUMCO统计,2018年全球12英寸硅片需求平均值在600-650万片/月,而8英寸需求平均值在550-600万片/月。

全球12英寸硅片产能情况

(千片/月)

全球8英寸硅片产能情况

(千片/月)

5-1.png

5-2.png

数据来源:SUMCO

根据SUMCO数据,未来3-5年内全球12寸硅片的供给和需求依旧存在缺口,并且缺口会随着半导体周期的景气程度提高而越来越大,到2022年将会有1000K/月的缺口

全球12寸硅片产能供给需求预测(千片/月)

6.png

数据来源:SUMCO

硅片行业外商垄断格局明显,拥有极强的定价权

半导体行业产业链长,品质控制极为严格且存在较高的技术壁垒。半导体材料作为产业的最上游,面临严格的产品质量控制,同时面临长的研发周期,大的资金投入。此外,下游制造厂客户的认证依然是硅片厂商的重大壁垒。由于下游客户认证时间长,难度大,因此硅片厂商往往需要长时间的技术和经验积累才能够有效提升半导体材料产品的品质,满足客户的需求,获得客户认可并开拓客源。

从全球范围来看,大尺寸硅片的产能和市场基本已被日、德、韩和中国台湾企业所垄断。2018年全球12英寸半导体硅片行业销售额前五名企业的市场份额分别为:日本信越化学28%,日本SUMCO 28%,韩国LG16%,中国台湾环球晶圆14%,德国Siltroni 12%,前五名的市场份额高达98%,市场呈现寡头垄断局面。

全球12英寸硅片市场竞争格局

7.png

数据来源:智研咨询

  • Shin-Etsu Chemical(信越化学,日本)

信越化学成立于1926年,是全球领先的化工企业,拥有六个业务板块,分别是PVC化工品、半导体硅、有机硅、电子功能性材料、特殊电子化学品和其他。在半导体硅业务方面,公司作为半导体单晶硅片的龙头,始终牢牢在技术层面占据行业制高点。公司最早于2001年,成功研制了300nm硅片,并实现了SOI 硅片的产品化,并能持续稳定地供应IC用硅片。目前,信越化工主要的半导体硅片产品包括12英寸硅片、IG-NANA退火硅片和SOI硅片。2018年半导体硅片业务营业收入为3803亿日元,营业利润为同比1319亿日元。

  • SUMCO(日本三菱住友胜高)

SUMCO主营半导体硅材料业务,是全球硅片龙头企业。其前身为成立于1937年的Osaka Special Steel公司。1999年,公司与三菱材料和三菱硅材料公司成立联合硅制造公司,生产12寸硅片。主营产品包括单晶硅锭、抛光硅片、退火硅片、外延片、SOI硅片等,是全球最大的12寸硅片供应商之一,可提供12寸抛光片、退火片、外延片,SOI片和节隔离片可提供8寸片。2018年半导体硅片业务营业收入为3250亿日元,利润850亿日元。

国内厂商纷纷投产12英寸,加速国产替代进程

根据华夏幸福产业研究院,基于目前产能、未来计划产能、以及投资额度测算,制造厂对12英寸硅片的需求:2019年约60万片/月,折合720万片/年。2023年需求约500万片/月,折合6000万片/年。

目前我国6英寸国产化率超过50%,8英寸国产化率10%,12英寸国产化率小于1%,月生产量约5万片,且12英寸在国内晶圆厂中大都为测控片,正片的销售较少。考虑到下半年部分产能释放,2019年我国12英寸硅片至少有500万片的缺口。

为了弥补半导体硅片的国产供应缺口,降低进口依赖度,我国迈出8英寸与12英寸大硅片的逐梦之路。根据芯思想研究院统计,目前宣布的12英寸硅片项目多达20个,总投资金额超过1500亿,12英寸硅片总规划月产能到2023年前后合计超过650万片,如果加上天芯硅片、中芯环球、济南项目,12英寸硅片总规划月产能将可能高达800万片,约是2018年全球12英寸硅片月需求的2倍,满足国内制造厂需求。

国内8/12英寸硅片投资和产能情况

8.png

数据来源:芯思想研究院,华夏幸福产业研究院

9.png

版权所有 © 2018 亚联资本

copyright@2018 aclfund Co.,Ltd. 京ICP备18043751号-1