半导体硅片 一文看懂半导体行业基石:硅片

小编 2024-10-06 开发者社区 23 0

一文看懂半导体行业基石:硅片

半导体材料是芯片制作的基底,制作半导体的材料繁多,目前主要以硅基和化合物材料共生共存的半导体材料格局。 常见的半导体材料有硅,砷化镓,氮化镓和碳化硅。随着科学技术的发展,硅材料在半导体制作上逐渐趋向物理极限,因此无法满足一些超高规格电子产品对高功率,高频率和高压等苛刻条件。目前,可以通过以硅材料为衬底,化合物材料在硅材料外延生长制成单晶片,也能满足射频芯片、功率器件对高频、高压、高功率的需求,这在一定程度上缓解了硅材料性质的劣势。

相比于其他半导体材料,硅材料有着更大的应用领域与需求量。 硅半导体主要运用于逻辑器件、存储器、分立器件。化合物半导体如砷化镓,氮化镓和磷化铟等,主要应用于光电子、射频、功率等具备高频、高压、高功率特性器件。在目前的电子产品应用中,对化合物材料的需求远低于硅材料,仅有军工、安防、航天 等少部分需要超高规格的应用领域,才需采用化合物单晶材料。

图表 1:半导体材料

资料来源:公开资料整理

即使目前半导体材料已发展至第三代:碳化硅、氮化镓和金刚石等,但主流依旧以硅材料为主,90%以上的半导体产品以硅元素制作。 主要因为硅元素具有以下优势:1)安全无毒, 对环境无害,属于清洁能源。2)天然绝缘体, 可通过加热形成二氧化硅绝缘层,防止半导体漏电现象,因此在晶圆制造时减去表面沉积多层绝缘体步骤,降低晶圆制造生产成本。3)储量丰富, 硅元素在地壳中占到27.7%,降低半导体的材料成本。4)制作工艺成熟, 以硅材料制作的半导体硅片技术发展,从1970年的2英寸硅片进步至2020年的18英寸硅片。经过长时间的发展,与其他半导体材料相比较,硅材料的应用技术更加成熟且更具有规模效益,在这样的条件下,硅材料显得“物美价廉”,这样的特质给予了硅材料不可替代的行业地位。

半导体行业产业链

半导体硅片是半导体产业链的上游,是制作芯片的核心材料,贯穿了芯片制作的全过程,半导体硅片的质量和数量不仅 是制造芯片的关键材料,同时也制约下游终端领域行业的发展。

图表 2:半导体硅片产业链

资料来源:公开资料整理

在硅片产业链中,上游为原材料硅矿,中游为硅片制造商,有较强的议价权,下游是芯片制造商。 上游硅矿原材料丰富,议价权较弱。与此相比,硅片制造商在硅片制作过程中,需要精密的机器设备,成熟的工艺流程和优秀的技术人才做支撑,才能制作出符合条件的优质硅片,因此硅片制造商对机器,工艺流程和技术人才的掌握至关重要。而唯有满足这些条件的硅片制造商,才有能力为下游芯片制造商提供符合条件的硅片。同时,硅片要经过下游芯片制造商的认证,才能发生订单交易。因此,满足客户认证且有较高技术工艺的硅片制造商,可替代性越弱,有着较强的议价权。

图表 3:半导体产业链

资料来源:公开资料整理

在半导体产业链中,上游主要为芯片的制造原材料和制造芯片的关键设备,如光刻机,刻蚀机、薄膜沉积设备,中游为芯片制造商,下游分别对应终端领域应用厂商,如智能手机,AI和IOT。 上游的晶圆原材料和关键设备有较强的议价权, 主要因为晶圆原材料和关键设备的制造,有着较高的技术壁垒,可替代性弱。中游芯片制造主要为:IC设计,IC制造和IC封测。IC设计厂商根据客户要求设计芯片;IC制造商主要将IC设计商的电路图刻蚀至半导体硅片;IC封测主要是对芯片进行封装和测试。目前,中游厂商分为三种模式:IDM(一体化),Fabless(IC设计与销售)和Foundry(IC制造与封测)。IC设计所占有的利润最高,但IC制造议价权较强,主要在于IC制造的前道制造和后道封测也有较高的技术壁垒,因此对于下游终端应用商,IC制造商和IC封测商的可替代性低,议价权强。

半导体产业中最下游终端应用领域主要围绕:5G通讯,IOT,智能手机,汽车和AI等,这些领域的发展带动半导体硅片需求量上升。 通过前面的分析,半导体硅片芯片制造的基础,而芯片是终端应用的不可或缺的电子元件,因此这些下游终端应用的技术革新,带动了对中游芯片需求的上升,从而推动了硅片需求量的增加。而下游终端的发展,倚靠上游硅片的供给,只有合格的硅片才能为芯片的制作打下稳固的地基,为下游终端提供良好的芯片。

图表 4:硅片是整个行业的基石

资料来源:公开资料整理

半导体硅片的纯净度、表面平整度、清洁度和杂质污染程度对芯片有着极其重要的影响,因此半导体硅片制造极为重要。 半导体硅片制造主要可分为以下几个步骤:

晶体生长: 为了达到集成电路对硅晶圆的平坦度和均匀度,首先用单晶炉 对多晶硅原料高温加热,再通过对速度,温度和压力等参数的调整,拉升出圆柱状的硅晶棒;

整型: 得到硅晶棒后,对其进行整型处理。首先,去掉硅晶棒两端,检查电阻确定整个硅晶棒达到合适的杂质均匀度,接着对硅晶棒进行径向研磨,得到一定大小的硅晶棒直径;

切片: 用切片机对整型之后的硅晶棒进行切片,得到目标厚度的硅片;

磨边和倒角: 对硅片的两面进行机械磨片,去除切片时留下的损伤并使硅片两面平坦且高度平行。接着对硅片的边缘进行抛光与修整处理,去除边缘的裂缝或裂痕,使硅片边缘充分光滑;

刻蚀: 通过化学溶液对硅片表面进行腐蚀和刻蚀,除去切磨后硅片表面的损伤层和沾污层,改善表面质量和提高表面平整度;

清洗: 清洗经过上述工艺后硅片表面的颗粒和杂质,硅片需达到几乎没有颗粒和污染的程度;

CMP抛光: 运用CMP技术对硅片两面进行抛光处理,使得硅片表面得到纳米级的平整和光滑;

量测: 检测硅片的表面颗粒、晶片尺寸等是否达到客户的生产质量标准。

图表 5:硅片制作工艺流程

资料来源:台积电宣传视频,公开资料整理

在硅片的制造过程中,技术人员,制造设备和工艺流程是关键因素。技术人员对设备的操作和监测的熟练度,设备所能制造出硅片规格的精密度,工艺流程的成熟度,影响硅片制作出厂的优良程度。 其中,关键的机器设备有单晶炉,CMP抛光机和量测设备。为了改变硅的导电性,通过单晶炉对多晶硅进行加工,改变多晶硅的导电性和各向异性方面。单晶炉主要考虑热场+炉子设计+拉晶工艺三个因素,好的热场和拉晶炉能够给予较宽,较稳定和扛干扰性强的拉晶工艺窗口,从而大大增加晶体生长的良品率。 CMP抛光机 结合了精密机械和化学反应,对硅片进行抛光处理,硅片平整度会影响后续芯片制作的良品率和性能。量测设备 用于把控硅片的质量,并优化制程提升硅片良品率。量测设备是穿插于各个硅片制程之间,通常为各个品质检测站,分别进行检测硅片的电阻率、导电形态和结晶方向等项目。

大规格是硅片发展趋势,当前200mm和300mm硅片仍为主流

在摩尔定律和成本的影响下,大规格硅片是硅片发展的主流趋势。 根据摩尔定律,由于信息技术的发展,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。同时,由于硅片越大,单位硅片所装载芯片越多,每块芯片的加工和处理时间减少,大大提高了设备生产效率;同时,边缘硅片浪费减少,生产成品率提高,从而降低了芯片的单位制造成本。因此在成本和摩尔定律的驱动下,未来硅片会往大硅片发展。目前硅片最大规格可达450mm,但受到应用领域和技术的影响,还未能成功商用,因此产量难以达到放量,主流硅片依旧以200mm与300mm为主导。

图表 6:硅片尺寸规格

资料来源:公开资料

规格不同的硅片,应用领域有所不同,其中200mm和300mm规格的硅片应用范围广阔。 规格为200mm及以下的硅片在在制作高精度模拟电路、射频前端芯片、嵌入式存储器、CMOS 图像传感器、高压MOS 等产品方面,有更成熟和广泛的应用。这类产品对应的下游主要为汽车电子、工业电子等终端市场。200mm硅片在功率器件、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片方面发挥作用。这类产品主要应用于移动通信、汽车电子、物联网及工业电子领域。 300mm硅片需求主要源于存储芯片、通用处理器、FPGA、ASIC、图像处理芯片等,对应的下游有智能手机、计算机、云计算、人工智能、SSD 等高端领域。

图表 7:主流硅片应用领域

资料来源:公开资料整理

半导体硅片行业格局

(一)终端应用革新带来新一轮景气周期提升

半导体行业呈现明显周期性变化,行业景气度受宏观经济影响。 从数据变动趋势来看,半导体行业销售规模与GDP呈现同向变动趋势,行业周期约为3-5年。在之前的产业链分析中,半导体行业是受到终端应用领域需求的影响,而GDP作为衡量国民经济指标,在一定程度上反映了整个经济环境和消费需求的冷热程度,因此,GDP的变动直接影响终端领域的需求,间接影响到半导体行业的需求。根据周期性变化和终端应用领域的技术革新,将半导体行业分为5个阶段:

① 2000-2004年蜂窝电话和3G通信是半导体行业的的主要推动力;

② 2004-2010年PC、消费电子和移动通信促进行业发展;

③ 2010-2014年智能手机取代PC成为行业推动力;

④ 2014-2018年存储业务需求增大维持行业增长动力;

⑤ 2020年5G商用化、IOT技术、AI、智能汽车预期成为未来新动力。

图表 8:全球各地区半导体销售及周期变化

资料来源:Wind

根据Granter数据显示,全球半导体行业收入增速呈现下降趋势,预计未来行业收入增速有所上升。2017年至2019年半导体行业销售增速分别为21.55%,14.44%和7.15%,过去行业增长主要赖以智能手机,IOT和云技术等应用的扩增。2019年增速持续下滑,除受到周期性的行业下行和中美贸易摩擦的急速恶化,还有智能手机需求持续减少。在不考虑疫情的情况下,据Granter2019年预测,2020年至2022年半导体行业收入增速分别为-1.25%,1.01%和5.53%。主要推动力来源于现有产品的持续强化,如5G通讯,人工智能,汽车和电子行业的技术革新,以及半导体行业景气度有所回升。

2020年突发“黑天鹅事件”新冠状病毒出现,各国推出“居家隔离”和“出行禁令”的政策,对全球半导体行业产业链造成巨大的影响。 根据IDC 2020年预测,2020年全球半导体行业收入有四种情况:从最坏的减少12%或更多到最优的增长6%或更多,影响时间从最坏的9-12个月到短期的1-3个月。目前受到疫情影响,宏观经济下行趋势明显,终端市场需求将被影响,若经济进一步恶化,引发失业潮,对产业上游半导体行业有着利空影响。同时,全球供应链受到“疫情政策”的影响,也对半导体行业产生负面影响。

图表 9:全球半导体硅片销售收入及同比增速

资料来源:IDC

半导体硅片销售收入增速在2018年以前呈现升趋势,2019年的收入增速巨幅下降。 2016-2017年收入增速分别为0.1%,20.7%和31.0%,2019年收入增速骤降至-1.8%。2019年骤降主要是受中美贸易摩擦急剧恶化以及智能手机需求疲软的影响。

图表 10:半导体硅片与智能手机出货量

资料来源:Wind

(二)半导体硅片行业集中度极高,市场处于垄断格局

目前半导体硅片市场集中度极高,前五大半导体硅片制造商市场份额高达92%,其中日本产商市场份额超过50%,行业市场处于垄断格局。 前五大硅片制造商依次为日本信越化学,日本Sumco,德国Siltronic,台湾环球晶圆和韩国SK Siltron。其中日本厂商的市场份额总共占据52%,超过了半导体硅片市场份额一半。日本在半导体研发和材料行业一直处于领先地位,拥有包括东芝、索尼和瑞萨电子等在内的半导体巨头,Sumco和信越化学等在内的半导体材料巨头。这样的产业格局给予日本更多产业链上的优势。

图表 11:2019年半导体硅片制造商市场份额

资料来源:芯思想研究院

半导体硅片行业主要有三大壁垒:技术壁垒、资金壁垒和客户认证壁垒。

半导体硅片行业是一个技术密集型行业,具有研发投入高,研发周期长,研发风险大的特点。 随着终端领域产品的不断发展,对半导体硅片的要求也在不断提高,如果公司不能持续研发投入,在关键技术上无法突破,或新产品技术无法达到要指标要求,公司将面临与先进公司差距扩大,半导体硅片被市场淘汰的风险。

由于半导体硅片需要极高的研发投入和研发周期,因此在研发上需要长时间投入资金对高精尖人才和机器设备等投入支持。 对于高精尖人才,需要有高薪避免人才流失的风险。优质的机器设备普遍成本昂贵,公司除了面临大额的资金投入风险外,还面临营业收入无法消化大额固定资产投入,导致业绩下滑的风险。

半导体硅片还面临客户认证壁垒。 半导体硅片是芯片制造的核心材料,芯片制造商对半导体硅片的品质有极高的要求,因此对选择半导体硅片制造商会十分慎重。按照行业的惯例,芯片制造商会先对半导体硅片进行认证,只有认证通过的硅片制造商会被纳入供应链,而一般认证周期最短也需要12-18个月,所以一旦认证通过,芯片制造商不会轻易更换供应商。

从日本半导体行业发展看我国崛起之路

从全球半导体产业的发展历程来看,半导体产业起源于上世纪50年代,美国是半导体产业的缔造者,其发展历史可追寻到 19 世纪 30 年代,所以美国在相关领域具有重要话语权。随后,日本半导体产业发展日益赶超美国,在1970s-1980s完成第一次由美国到日本的产业转移。 在20世纪70—80年代爆发了日美半导体摩擦,异常激烈且旷日持久,被称为“半导体战争”。美国试图通过贸易战迫使日本开放市场和让渡经济利益,从战略上遏制日本对美国的技术追赶。美国还利用市场武器,大量培植对手的对手: 在90年代中后期,韩国和台湾地区的芯片和电子产品开始大规模涌进美国和世界市场,对日本构成全面挑战。最终,第二次产业转移至韩国和台湾地区。日本不堪外部压力和内部的投资不足,逐步失去半导体行业的领先地位,目前依靠产业优势半导体材料延续往日的辉煌。

图表 12:半导体行业三次产业链转移

资料来源:芯思想研究院

(一)日本半导体行业辉煌:机遇与挑战

日本半导体行业发展可分为,萌芽-崛起-衰退-转型 四个阶段:

萌芽:“官产学”模式助力日本半导体行业发 展。1972年,日本企业能生产1K比特的DRAM,而当时IBM推出的新系统需要比1K比特大出1000倍的1M比特的产品,日本企业一度陷入绝望,为了将容量从1K提升到1M,日本政府采取“官产学”的模式。日本政府主要通过组合五家日本大型半导体企业(日本电气、东芝、日立、富士通和三菱电机)以及日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所签署组成VLSI 研究协会,即研究联合体。在资金方面,日本政府给予协会大力支持。1976年至1980年,日本通产省补助金总支出达到592亿日元,其中用于支持VLSI研究协会的资金达到291亿日元,占总支出49.2%。VLSI研究协会四年的总支出达到737亿日元,其中39%由日本通产省补助。 在VLSI协会的框架下,除公司自有实验室外,研究协会基于各公司又成立6个联合实验室,各个实验室对不同技术方面进行研究。在VLSI协会的协调发展下,日本成功研发出许多新技术,为日后的竞争铺平了道路。

图表 13:VLSI协会研究框架

资料来源:财科院

图表 14:联合实验室人员分配和任务

资料来源:财科院

崛起:DRAM使日本半导体产业走向巅峰。 到上世纪80年代,步入存储器、大型主机的时代,日本汽车产业和全球大型计算机市场的快速发展,DRAM的需求剧增,日本半导体行业抓住了这次机遇 。得益于VLSI协会的发展,日本在DRAM方面已经取得了技术领先,日本企业此时凭借其大规模生产技术,取得了成本和质量上的优势, 并通过低价促销的竞争战略,快速渗透美国市场和世界市场。1986年日本DRAM市场份额达到70%,取代了美国成为DRAM主要供应国。

图表 15:各国家和地区DRAM市场份额变化

资料来源:西村吉雄《日本电子产业兴衰录》

衰落:爆发“美日半导体战争”,第二次产业转移至韩国和台湾,日本半导体产业逐渐没落。 到上个世纪90年代,进入PC时代,手提电脑的出现导致半导体零部件的需求变得更加旺盛。美国惊觉日本半导体产业已经超过美国,并抢占了美国企业的市场份额,开始对日本的半导体产业进行打压。而日本在内部经济发展停滞导致投资和需求不足和外部美国打破贸易保护的双重压力下 ,逐渐失去领先优势,截止2000年,日本DRAM份额已跌至不足10%,日企纷纷败退。日本落后的直接原因在于

1.该时期的日本过分专注于高质量DRAM,错失个人PC发展机遇。 日本专注于产品的良品率,相比之下,韩国更注重产品的吞吐量和稼动率,这样的产品具有更低廉的价格,迎合了个人PC的需求。1984年,个人计算机销售额实现对大型机销售额的反超。由于无法很好地迎合下游需求,90 年代开始,日本半导体产业日渐式微。

图表 16:个人计算机和大型机产值对比

资料来源:西村吉雄《日本电子产业兴衰录》

2.在PC崛起&政策扶持&新型生产的背景下,抓住机遇的韩国、台湾地区义军突起,。 在美国忙于打击日本半导体产业时,韩国政府在美国的支持下大力义军突起 促进韩国半导体产业腾飞: 湾避开半导体竞争红海,直接开创Foundry代工厂新型生产方式 ,凭借其低廉的人工成本及大量高素质人才,顺应消费级PC的快速发展趋势,取代日本在半导体产业大部分的市场份额。

图表 17:韩国半导体扶持政策

资料来源:西村吉雄《日本电子产业兴衰录》

转型:半导体材料延续昔日辉煌,其中半导体硅片占据重要的市场地位 。虽然日本半导体芯片份额已经萎缩,但是日本半导体硅片产业依旧占据全球半导体硅片产业较大的市场份额(50%+)。 半导体硅片作为半导体行业的源头,日本早期在发展芯片时,对半导体硅片也有很大的关注。1970年日本有机硅产量约6000吨,而在1986年产量已经增至愈60000吨,产量增长愈10倍;此外,1979年,日本从有机硅输入国转变为输出国。日本政府在1989年所制定“硅类高分子材料研究开发基本计划”, 自1999起十年时间内投资160亿元以确立有机硅单体和聚合物合成与加工基础技术,进一步壮大了日本半导体硅片行业。Sumco在2001年先发研究出300mm半导体硅片,其技术在行业一直被奉为楷模。

总结: 日本政府推出的“官产学”模式,集中专业优势人才,促进企业间相互交流和协作攻关,为之后的竞争铺平了道路。之后,日本抓住大型机对 DRAM 的需求,成功在1986 年超越美国成为全球第一的半导体生产大国。90 年代开始,在美国的打压政策以及日本泡沫经济的背景下,日本固执于大型机 DRAM 技术而忽略PC、移动通信时代技术的改变,固守于 IDM 模式而负重累累,疲于投资再创新,最终被韩国夺走 DRAM 市场。

日本半导体产业发展历程值得令人深思:

1.半导体行业中,与其说是企业之间的拼杀,不如说是国力的比拼。 与其他市场化竞争的行业不同,半导体行业自身有着极强的周期性,需要持续不断的研发投入,这使得纯粹以市场规律运行的商业公司难以凭借一己之力存活下去,因此半导体行业需要大量的政策扶持、协调发展与贸易保护等。 日本依靠“官产学”模式和贸易保护,使本国半导体行业能够不断发展,并在1986年超越美国成为全球半导体行业第一。韩国依靠一系列政策扶持,促使了韩国半导体行业的腾飞。

2.在半导体行业中,技术领先优势稍纵即逝,企业自身研发能力是不可或缺的灵魂倚靠。 日本在七十年代末以举国之力和巨额资金完成了“VLSI”项目从而一举获得了独立自主的核心技术,抓住了大型主机发展带来的机遇,一举超越成为全球第一半导体生产国家。然而90年代,日本行半导体行业错失个人PC,移动通讯的发展机遇,固步自封于DRAM的发展,最终在美国的打压下,被韩国企业抢占市场份额,到2000年日本DRAM市场份额不足10%。

(二)美国威胁下的日本半导体硅片行业——绝处逢生

目前的半导体硅片的市场份额主要由5家头部企业占据:日本信越化学,日本Sumco,韩国Sk siltron,德国siltronic和台湾环球晶圆。然而五大硅片厂商没有一家是美国企业,美国作为全球半导体产业的巨头在硅晶圆领域却如此薄弱。事实上,硅晶圆这一工业却是由美国首先开创的,曾经美国的雷神公司(Raytheon)和孟山都公司(Monsanto)等都是业内的佼佼者,但最后由于相关业务不断亏损,无法跟上时代的脚步而相继退出该业务

图表 18:5家半导体硅片头部企业

资料来源:公司官网

虽然日本半导体芯片行业在美国的强力打压下遭到了重挫,但是日本完善的半导体产业链,使日本半导体硅片企业依然坚持在半导体的世界舞台。 信越化学和Sumco作为日本半导体硅片制造头部企业,在一定程度上代表了日本半导体硅片产业的发展历程。

图表 20:信越化学公司发展历程

资料来源:互联网公开资料

通过这两家企业的发展历程,不难看出硅片制造企业的发展特点:

1.对硅片产业中的相关企业进行兼并与收购。 半导体硅片行业的发展伴随着巨大的研发和投资开支,因此规模效应所产生的成本优势显得尤为重要,厂商只有通过大规模生产,才能降低固定成本,提升盈利能力;其次,通过兼并收购,厂商可以提高市场集中度,提升产业链的议价能力,以维持相对稳定的盈利能力;最后,并购和兼并拥有成熟技术的企业,在一定程度上完善企业自身的生产产业链。

2.发挥企业在技术领域的先发优势。 除了对有机硅的突破性研究,日本对300mm硅片的研究采取先发策略。日本300mm硅片研究开始于1994-1996年,当时200mm硅片仍占据主导地位,受到成本驱动,300mm大硅片毋庸置疑是未来硅片的发展趋势。日本奉行技术先行的发展战略,于是组织了由电子机械委员会EIAJ、电子工业振兴协会JEIDA、新金属协会JSNM、日本半导体装置协会SEAJ和半导体产业研究所SIRIJ组成的“大直径硅片工作小组”,这个小组与全球硅片峰会组织下属的美欧专门工作组、亚洲专门工作组同步成立。在1999年日本Sumco是最早突破300mm技术大关,2000年达到量产。日本300mm硅片技术开发已经处于全球领先,尤其在批量生产工艺流程方面已经成为行业的典范。

我国战略新兴产业:半导体硅片

(一)供需错配下,我国半导体硅片发展前景良好

图表 21:全球不同国家半导体消费市场份额

资料来源:Daxueconsulting

随着中国半导体制造生产线的投产,中国半导体技术不断开发提升和下游终端领域的技术革新,中国大陆半导体硅片市场进入飞跃式发展阶段。 2016至2018,中国大陆半导体硅片销售额从5.00亿美元上升至9.92亿美元,年均复合增长率高达 40.88%,远高于同期全球半导体硅片的年均复合增长率25.65%。中国作为全球最大的半导体产品终端市场,预计未来随着中国芯片制造产能的持续扩张,中国半导体市场的市场份额有望保持提升。半导体硅片作为半导体行业的上游端,也将受到半导体行业带动,有利好影响。

目前我国大硅片存在需求与供给存在严重的错配。 根据品利基金数据,2019年,中国6寸半导体硅片需求2000万片/年,8寸硅片需求1200万片/年,12寸硅片需求750万片/年。对2018-2019年中国大陆半导体制造产线梳理,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。2019年6月,6寸国产化率超过50%,8寸国产化率10%,12寸国产化率小于1%,且国产12寸片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寸硅片至少有500万片的缺口。在第三次产业转移的风口下,需求和严重的供给错配为中国大陆发展半导体硅片产业提供了充足动力。

(二)半导体硅片属于国家战略新兴产业,受到政策利好影响

回顾两次全球半导体产业转移,新兴终端领域的发展革新所带来的发展机遇以及政府扶持赋予后来者赶超机会,深刻地影响了全球半导体产业格局。 日本半导体的腾飞,离不开大型机对高质量DRAM的需求;韩国半导体的腾飞,抓住了个人PC对DRAM质量偏好较低成本低廉的需求;台湾地区代工业务的崛起则源于商业模式的重塑:Foundry。同时,每一轮产业的成功转移均离不开政府的大力扶持。

图表 22:我国半导体硅片相关扶持政策

资料来源:发改委官网

我国半导体硅片行业技术仍存在一定差距,国家出台系列政策推进半导体大硅片技术发展,开启大硅片国产化进程。 国家相继出台了多项政策来推动发展和加速国产化进程,将半导体产业发展提升到国家战略的高度,充分显示出国家发展半导体产业的决心。细节上,为全面发展半导体产业,减少或缩短技术短板,国家制定了一系列优惠政策,几乎覆盖半导体行业整个产业链,其中,半导体硅片也作为国家战略新兴产业,受到政策大力支持。

图表 23:我国半导体相关扶持政策

资料来源:发改委官网

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今天是《半导体行业观察》为您分享的第3003内容,欢迎关注。

晶圆|集成电路|设备|汽车芯片|存储|台积电|AI|封装

半导体硅片行业专题报告半导体硅片景气度向好,国产厂商前景可期

(报告出品方/作者:五矿证券,王少南)

1、半导体材料:芯片制造上游的重要支柱,行业景气上行

1.1 种类丰富多样,以晶圆制造材料和封装材料为主

半导体材料具有可调控的电子性质,常温下导电性能介于导体与绝缘体之间,是制作晶体管、 集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。 按照工艺进行分类,半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料。其中,晶圆制造材料主要 包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、(通用)湿电子化学品、靶材、CMP 抛光材料等,主要用于前道工艺,包括氧化、光刻、刻蚀、离子注入、退火、薄膜沉积、清 洗、CMP 抛光等;封装材料主要包括封装基板、引线框架、 键合丝、包封材料、陶瓷基板、 芯片粘接材料等,主要用于后道工艺,包括晶圆切割、贴片、引线键合、模塑等。

按照代际,半导体材料自 19 世纪发展至今已第四代半导体材料,各个代际半导体材料并存, 各有所长并相互补充: 1) 第一代半导体材料以硅(Si)、锗(Ge)作衬底,其构建的晶体管取代了笨重的电子管, 促进了集成电路的快速发展。其应用最为广泛,包括手机、电脑、平板、可穿戴、电视、航 空航天以及新能源车、光伏等产业。 2)第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化 镓、砷化铟、砷化铝及其合金为代表,其拥有良好的电子迁移率、带隙等特性,主要用于制 作高速、高频、大功率以及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优 良材料,广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和 GPS 导航等领域,但是第二代半导体材 料的资源较为稀缺,在价格昂贵的同时材料本身还带有毒性,对环境容易造成污染,以上种 种缺点使得第二代半导体材料的应用具有一定的局限性。 3)第三代半导体材料主要包括碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO),相比于前两 代半导体材料,第三代半导体材料不仅具有更加优秀的电子迁移率,而且具备耐压高、抗辐 射、热导率大等优势,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁 带(Eg>2.3eV)半导体材料,也称为高温半导体材料。目前在半导体照明、新能源汽车、轨 道交通、新能源并网、开关电源、工业电机以及家用电器等领域得到应用。4)第四代半导体材料可分为超宽禁带半导体和超窄禁带半导体,其中超宽禁带半导体以氧化 镓(Ga2O3)、金刚石(C)为代表,超窄禁带半导体以锑化镓(GaSb)、锑化铟(InS b)。 从技术成熟度层面来看,氧化镓禁带宽度(Eg=4.9eV)比第三代半导体材料更好,在导电性 能和发光特性上也更优,因此在辐射探测传感器芯片、功率校正、逆变、高功率和超大功率 芯片产业上具有广阔的应用前景。整体而言,全球半导体依然以硅材料为主,目前 95%以上 的半导体器件和 99%以上的集成电路都是由硅材料制作。

整个半导体行业的产业链上游供应链主要由半导体材料和半导体设备构成。作为芯片制造上 游的重要支柱,半导体材料决定了芯片性能的优劣,因此不同于其他非电子材料行业,半导 体材料对精度纯度等都有更为严格的要求,因此,芯片能否成功流片,对工艺制备过程中半 导体材料的选取及合理使用尤为关键。

1.2 市场规模稳步提升,中国为全球最大市场

根据 SEMI 数据,2006-2023 年全球半导体材料市场规模呈现波动并整体向上的态势。2023 年,受下游需求疲软、制造商调整库存的影响,晶圆厂利用率下降,材料消耗量随之下降,从 2022 年的历史高点 727 亿美元下降至 667 亿美元,同比下降 8.2%。分类型看,根据 SEMI 数据,2023 年全球半导体材料市场各品类市场规模均出现下滑,其中晶圆制造材料收入为 415 亿美元,同比下降 7%,占比 62.2%;封装材料市场规模收缩至 252 亿美元,同比下滑 幅度达 10%,占比 37.8%。

前瞻产业研究院, 五矿证券研究所 前瞻产业研究院, 五矿证券研究所 分国家/地区看,日本 2023 年半导体材料市场规模为 68.28 亿美元,同比下降 5.2% ,占比 10.2%;北美的市场规模 2023 年下滑幅度较大,从 2022 年 62.78 亿美元下降至 55.61 亿美 元,同比下降 11.4%,占比 8.3%;欧洲 2023 年市场规模为 43.19 亿美元,同比下降 5.7%, 占比 6.5%;韩国 2023 年半导体材料市场规模从 2022 年的 129.01 亿美元下滑至 105.75 亿 美元,同比下滑幅度达 18%,占比 15.9%;中国台湾以 191.76 亿美元的销售额,连续第 14 年成为全球最大的半导体材料消费地区,占比 28.8%;受需求增长的影响,中国大陆市场规 模从 2022 年的 129.7 亿美元提升至 130.85 亿美元,同比增长 0.9%,是所有国家/地区市场 中唯一实现同比增长的市场。 2023 年中国半导体材料市场规模为 322.61 亿美元,较 2022 年同比下滑 2.5%,但占比从 2022 年的 45.5%增长至 48.4%,为全球半导体材料市场规模最高的国家,作为全球最大市 场,其市场前景较为广阔。我们认为,半导体国产替代已经成为产业共识,半导体材料作为 晶圆制造及封装工艺的关键上游环节,国产硅片厂商有望充分受益于中国晶圆厂扩产以及自 主可控的红利,景气度持续提升。

2、半导体硅片:芯片制造的核心材料

2.1 半导体硅片:最重要的半导体材料

半导体硅片,又称硅晶圆片,是指以多晶硅为原材料,利用单晶硅制备方法形成硅棒,再经 过切割而成的薄片。硅片在半导体产业链中是芯片制造的重要核心材料,2022 年半导体硅片 在全球半导体材料中占比达到 33%,是占比最大的半导体材料。

硅元素是地壳中第二丰富的元素,在自然界主要存在于沙子和矿石之中,并以二氧化硅、硅 酸盐为主要存在形式。由于硅材料具有储量丰富、获取成本低、熔点高、禁带宽度大等优点, 因此是当下应用最广泛的重要半导体基础材料。二氧化硅经过化学提纯后成为多晶硅,根据 纯度由低到高可分为冶金级、太阳能级和电子级。电子级多晶硅为超纯多晶硅,纯度达 99.9999999%至 99.999999999%(9-11 个 9),也是生产半导体硅片的原料。超纯多晶硅在 石英坩埚中熔化,并掺入硼(P)、磷(B)等元素改变其导电能力,放入籽晶确定晶向,经 过单晶生长,便生长出具有特定电性功能的单晶硅锭。单晶硅锭制备好后,再经过切段、 滚 磨、切片、倒角、抛光、激光刻蚀和包装后便成为硅片。根据纯度不同,硅片可细分为半导 体硅片和光伏硅片,半导体硅片要求硅含量为 9N(99.9999999%)-11N(99.999999999% ), 而光伏用硅片一般在 4N-6N 之间即可,因此半导体硅片在制备工艺上难度远高于光伏硅片。

半导体硅片在半导体产业链中位于行业上游,而半导体硅片的上游为原材料和生产设备,原 材料包括多晶硅、石墨制品、切磨耗材、抛光耗材、包装材料等;生产设备包括单晶炉、切 割机、光刻机等。中游半导体硅片可分别按尺寸、加工程度划分。下游为半导体器件,包括 集成电路、分立器件、光电器件、传感器等。

2.2 半导体硅片:根据不同参数分类

半导体硅片可以按照尺寸、掺杂程度、工艺等方式进行划分。按照尺寸划分,半导体硅片的 尺寸(以直径计算)主要包括 23mm、25mm、28mm、50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、 100mm(4 英寸)、125mm(5 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)与 300mm(12 英寸)等规格。 自 1960 年生产出 23mm 的硅片之后,硅片尺寸就越来越大,到 2002 年已 经可以量产 300mm(12 英寸)硅片,厚度则达到了历史新高 775μm。

根据摩尔定律,当硅片尺寸越大,单个硅片上的芯片数量就越多,从而能够提高生产效率、 降低生产成本。300mm 硅片是 200mm 硅片面积的 2.25 倍,生产芯片数量方面,根据 Silicon Crystal Structure and Growth 数据,以 1.5cm×1.5cm 的芯片为例,300mm 硅片芯片数量232 颗,200mm 硅片芯片数量 88 颗,300mm 硅片是 200mm 硅片芯片数量的 2.64 倍。

根据应用领域的不同,越先进的工艺制程往往使用更大尺寸的硅片生产。因此,在摩尔定律 的驱动下,工艺制程越先进,生产用的半导体硅片尺寸就越大。目前全球半导体硅片以 12 英 寸为主,根据中商产业研究院数据,2021 年全球硅片 12 英寸占比 68.47%,8 英寸占比 24.56%,6 英寸及以下占比 6.97%。未来随着新增 12 英寸晶圆厂不断投产,未来较长的时 间内,12 英寸仍将是半导体硅片的主流品种,小尺寸硅片将逐渐被淘汰,但是 8 英寸短期仍 不会被 12 英寸替代。目前量产硅片止步 300mm,而 450m 硅片迟迟未商用量产,主要原因 是制备 450mm 硅片需要大幅增加设备及制造成本,但是 SEMI 曾预测每个 450mm 晶圆厂 单位面积芯片成本只下降 8%,此时晶圆尺寸不再是降低成本的主要途径,因此厂商难以有 动力投入 450mm 量产。

全球 8 英寸和 12 英寸硅片下游应用侧重有所不同,根据 SUMCO 数据,2020 年 8 英寸半 导体硅片下游应用中,汽车/工业/智能手机分列前 3 名,占比分别为 33%/27%/19%;2020 年 12 英寸半导体硅片下游应用中,智能手机/服务器/PC 或平板分列前 3 名,占比分别为 32%/24%/20%。

根据头豹研究院数据,12 英寸对应 3-90nm 制程,产品包括手机 SoC、CPU、GPU、存储、 通信、FPGA、MCU、WiFi/蓝牙等;8 英寸对应 90nm-0.25μm 制程,产品包括汽车 M CU、 射频、指纹识别、电源管理、功率、LED 驱动等;6 英寸对应 0.35μm -1.2μm 制程,产品包 括 MOSFET、IGBT、MEMS 等。

根据掺杂程度不同,半导体硅片可分为轻掺硅片和重掺硅片。硅片掺杂元素的掺入量越大, 其电阻率越低, 重掺硅片的电阻率小于 0.001Ω·m,轻掺硅片的在电阻率在 0.01-0.001Ω·m 之间。重掺硅片在技术上相对比较成熟,目前用于生产功率器件,比如 MOSFET、IGB T 等; 轻掺硅片在技术上难度较高,主要用于集成电路领域,比如 CPU、GPU、CIS 图像传感器芯 片以及 MCU、模拟芯片等。由于集成电路在全球半导体市场中占比超过 80%,全球对轻掺硅片需求更大。 按照工艺划分,一般可分为抛光片、外延片、SOI 片等,其中以抛光片和外延片为主。半导 体硅片的生产流程较长,且所涉及的工艺种类繁多,整体制备流程较为复杂,各个环节包括 拉晶、硅锭加工、成型、抛光、外延、清洗出货等。

在整个硅片加工流程中最重要的就是拉晶环节,这一技术环节是决定硅片性能的关键。拉晶 环节对单晶硅的制备方法通常分为直拉法(Czochralsk,CZ 法)和区熔法(Float-Zone,F Z 法)。其中,直拉法是最常用的制备工艺,采用直拉法的硅单晶约占 85%,12 英寸硅片只能 用直拉法生产。 直拉法是把高纯度化后的多晶硅置于石英坩埚中在 1420°C 下熔融,接着将单晶硅籽晶插 入熔体表面,当籽晶与熔体到过饱和温度后边旋转边提拉籽晶,将晶体生长成与籽晶原子排 列相同的单晶锭,根据生长晶体不同的要求,加热方式可用高频或中频感应加热或电阻加热。 直拉法技术要求较低因而成本较低,工艺发展也较为成熟,氧含量更高,更容易大量生产出 大尺寸单晶硅棒,目前主要用在逻辑、存储芯片中,市占率约为 95%。 区熔法在生产单晶的过程中不使用坩埚,而是在熔区设置磁托,使得多晶硅棒始终处于悬浮 状态,接着通过高频加热线圈熔化籽晶与多晶硅接触的区域,进行单晶生长。由于该方法避 免了坩埚造成污染,实现单晶硅在不同任何物质接触的情况下进行悬浮生长,因此生产的单 晶硅氧含量较低,纯度较高,性能更好,对应的,该方法工艺更为复杂,技术要求上更为严 格,成本也相对较高,主要以 8 英寸及以下尺寸为主,目前主要用在部分功率芯片中,市占 率约为 4%。

单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后, 便得到抛光片。抛光片本身可直接用于制作半导体 器件,广泛应用于存储芯片与功率器件等, 此外也可作为退火片、外延片、结隔离硅片、SO I 硅片的衬底材料。 外延是通过 CVD 的方式在抛光面上生长一层或多层掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都 符合特定器件要求的新硅单晶层。因此外延片是抛光片经过外延生长形成的,外延技术可以 减少硅片中因单晶生长产生的缺陷,具有更低的缺陷密度、含碳量和含氧量,能够改善沟道 漏电现象,提高 IC 可靠性,被广泛应用于制作通用处理器芯片、图形处理器芯片。如果生长 一层高电阻率的外延层,还可以提高器件的击穿电压,用于制作二极管、IGBT等功率器件, 广泛应用于汽车电子、工业用电子领域。

SOI 是绝缘层上硅,核心特征是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层,能够 实现全介质隔离,大幅减少了硅片的寄生电容以及漏电现象,并消除了闩锁效应。SO I 硅片 是抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成的,特点是寄生电容小、短沟道效应 小、低压低功耗、集成密度高、速度快、工艺简单、抗宇宙射线粒子的能力强,因此适用于 制造耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片,如射频前端芯片、功率器件、汽车电 子、传感器以及星载芯片等,尤以射频应用最为广泛。SOI 硅片价格高于一般硅片 4 至 5 倍, 主要应用中,5G 射频前端(RF-SOI)占比 60%,Power-SO 和 PD-SOI 各占 20%。

3、半导体硅片长期供不应求,国内厂商加速崛起

3.1 全球半导体硅片市场规模稳定增长,市场集中度高

受半导体终端需求疲软和宏观经济的影响,2023 年全球半导体硅片(不含 SOI 硅片)市场 规模同比下降 10.9%至 123 亿美元, 但受新能源汽车、5G 移动通信、人工智能等终端市场 的驱动,半导体行业仍然保持较高的市场需求,结合 Semi、Techinsights 等机构的预测,半 导体硅片出货量及市场规模将于 2024 年恢复增长。2023 年中国大陆半导体硅片市场规模较 2022 年略有下滑,但总体上呈上升趋势,2016 年至 2023 年期间,中国大陆半导体市场规 模从 5 亿美元上升至 17 亿美元,年均复合增长率为 19.4%,远高于全球半导体硅片的年均 复合增长率水平。

SOI 硅片方面,由于应用场景规模较小,整体行业规模小于抛光片和外延片,根据 SEM I、 沪硅产业及 Research and Markets 数据,SOI 硅片 2013 年全球市场规模为 4 亿美元,到 2023 年已增长至 16.94 亿美元。由于中国 SOI 射频芯片技术仍在发展阶段,因此只有少数 国产厂商具有制备 SOI 硅片的能力,SOI 产业链仍待完善。根据 SEMI 数据,中国大陆 SO I 硅片市场规模 2016 年为 0.02 亿美元,2018 年增长至 0.11 亿美元。

半导体硅片行业由于技术难度大、研发时间久、客户认证周期长的特点,因此市场集中度较 高,且长期由国际厂商占据较大份额。2022 年全球硅片主要厂商中,前五大厂商合计占据超 过 90%的市场份额,其中日本信越化学占比 27%,排名第 1;日本胜高占比 24%,排名第 2;中国台湾环球晶圆占比 17%,排名第 3;德国世创占比 13%,排名第 4;韩国 SK Siltron 占比 13%,排名第 5。

3.2 供给端:去库存化进入尾声,出货量稳步增长

半导体硅片市场具有一定的周期性,由于受到 2020 年全球“缺芯潮”的影响,以及人工智 能(AI)、高性能计算(HPC)、5G、汽车和工业应用的需求增加使得全球对芯片的需求不断 提升,对半导体硅片的需求也随之增长,2022 年达到周期峰值,进入 2022 年后受全球整体 产能释放与市场需求疲软的影响,下游芯片行业出现库存过剩的情况,2023 年半导体硅片行 业处于周期底部,但随着行业库存逐渐恢复到正常水平,预计 2024 年会结束全球库存过剩 的现状,需求逐渐恢复增长并自 2026 年起逐渐超过全球 12 英寸硅片总产能,重新进入供不 应求的阶段性状态。

出货面积方面,半导体硅片行业受下游行业影响,具有一定的周期性,一般以 3-4 年为一个 周期。根据 SEMI 数据,全球半导体硅片(不含 SOI 硅片)2012 年出货面积为 90 亿平方英 寸,2022 年为 146 亿平方英寸,整体上稳步提升。2023 年,受终端需求的影响,半导体硅 片行业整体处于去库存化的状态, 2023 年出货量暂时下降至 126 亿平方英寸,之后逐渐回 升。单位面积硅片价格 2009 年为 1 美元/平方英寸,2016 年下降到 0.68 美元/平方英寸, 2023 年回暖至 0.98 美元/平方英寸。

目前半导体行业处于调整期,但随着下游智能手机、人工智能等需求增加,行业景气度逐渐 复苏。根据 SEMI 预测,2025 年全球 8 英寸硅片需求将达到 700 万片/月,12 英寸硅片需求 达到 920 万片/月。全球半导体硅片厂商积极扩产,日本胜高、德国世创等头部厂商纷纷宣布 扩产计划,以沪硅产业、立昂微为代表的中国半导体硅片企业同样积极推进新增产能生产线 的建设。沪硅产业预计将于 2024 年底实现 12 英寸半导体硅片新增产能 15 万片/月,合计产 能将达到 60 万片/月;立昂微衢州基地年产 600 万片 6-8 英寸硅抛光片项目预计于 2024 年 9 月完成 25 万片/月 8 英寸新增产能设备的移机工作,嘉兴基地 12 英寸硅抛光片扩产项目 将于 2024 年底达到 15 万片/月;神工股份 8 英寸抛光片 5 万片/月的设备现已达到规模化生 产状态,二期设备已进场调试;有研硅第一期 5 万片/月 8 英寸硅片扩产项目已建设完成。

3.3 需求端:半导体硅片需求长期持续增长,国内厂商积极扩产

据 Knometa Research 统计,2024 年预计有 195 家半导体晶圆厂加工 300mm 晶圆,用于 制造 IC,包括 CMOS 图像传感器,以及功率分立器件等非 IC 产品,较 2023 年新增 15 座, 其中 13 座用于生产 IC 芯片;预计到 2025 年会新增 17 座开始投产,到 2027 年处于运营状 态的 300 毫米晶圆厂数量将超过 230 座。

2023 年启用的 300mm 晶圆厂大多用于代工服务,少部分晶圆厂专注于非 IC 产品生产,且 新启用的晶圆厂多集中于中国大陆、中国台湾、日本、韩国等亚太地区,少部分位于欧洲地 区。尽管目前国际主要半导体硅片企业均已启动其扩产计划,但其预计产能长期来看仍无法 完全满足全球范围内芯片制造企业对半导体硅片的增量需求,国内半导体硅片行业将迎来快 速发展期。

根据 SEMI 预计,东南亚预计将引领 200mm 产能增长,从 2023 年到 2026 年增长 33%。 其中,作为 200mm 产能扩张的最大贡献者,中国大陆将以 22%的增长率排名第二。预计到 2026年,中国大陆将达到每月170万片以上。美洲、欧洲和中东以及中国台湾将分别以 14%、 11%和 7%的增长紧随其后。而 2023 年,中国大陆占 200mm 晶圆厂产能的 22%,日本占总 产能的 16%,其次是中国台湾、欧洲和中东以及美国,分别占 15%、14%和 14%。

300mm 硅片需求长期增长的另一驱动力是随着云服务、5G 通信、AI、IoT 等产业趋势的快 速发展,全球数据流量需求的大幅增长。根据 Ericsson 预测,全球数据流量将从 2023 年每 月约 130EB 发展至 2029 年的每月约 563EB。全球数据流量可分为固定无线接入和移动数 据流量,固定无线接入应用于数据中心、台式电脑、loT 等,2023-2029 的 CAGR 约为 32%, 移动数据流量应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑等,2023-2029 的 CAGR 约为 21%。

5G 手机的兴起,带动手机出货量的快速增长,同时促进半导体硅片出货量的长期上升。根据 Canalys 预测,2024 年全球智能手机市场开始复苏,2024 年全球智能手机出货量将增加至 11.8 亿部,同比增加 3%,其中 5G 手机出货量占比将达到 67%,2027 年将上升至 83%, 12 英寸硅片的需求量随之上升,2027 年有望超过 200 万片/月。 随着 5G 时代的到来,对信息传输速度、传输容量和服务器的需求将不断增加,带动 DRAM 和 NAND 产品需求的增长。根据 SUMCO 预测,2022-2027 年 DRAM 位元需求复合增速达 18.5%,其中 10%的增速由 DRAM 工艺迭代满足,剩下 8.5%是 DRAM 所需晶圆供给的复 合增速。根据 SUMCO 预测,2022-2027 年 NAND 位元需求复合增速达 26.2%,其中 20%的增速由 NAND 工艺迭代满足,剩下 6.2%是 NAND 所需晶圆供给的复合增速。

随着新能源汽车的兴起,汽车销量将逐年提升,并带动硅片需求的大幅提升。根据 Global Data 数据,随着内燃机汽车(ICE)的销售受到世界各国政策的监管,新能源汽车销量和占比将逐 年增加,将从 2023 年的 28.5%增长至 2035 年的 76.2%,超过内燃机汽车,在全球汽车市 场中占据主导地位。

由于向电动汽车转变需要更高的功率效率,未来先进的功率器件的使用将增加,另外自动驾 驶 ADAS 的发展也将需要高性能的半导体器件,如 AI、MPU、GPU 等。由于半导体器件的 复杂性,每辆电动汽车使用的硅片数量预计将以年均 6%的速度增长。 同时,由于电动汽车的普及和 ADAS/自动驾驶市场的增长,汽车半导体的需求将持续增加,带动 200 毫米及以下和 300 毫米半导体硅片市场持续增长。从整体来看,新车电子行业对小 尺寸半导体硅片的需求量更大,根据 SUMCO 预计,2022-2027 年 200mm 尺寸及以下半导 体硅片需求增长的 CAGR 约为 7%,300mm 半导体硅片增速更快,2022-2027 年的 CA GR 约为 16%,其中,逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片的 12 英寸硅片需求将从 2022 年 40%、 39%、21%的市场结构在 2026 年分别调整为 35%、40%、25%。 汽车和工业领域是 200mm 晶圆厂投资建设的最大驱动力,尤其是随着电动汽车采用率的上 升,电动汽车芯片含量持续增加,对汽车充电时间缩短的需求也推动全球 200mm 晶圆的产 能持续扩张。根据 SEMI 的统计数据,从 2023 年到 2026 年,200mm 晶圆厂产能将增加 14%,另外增加 13 个新的 200mm 晶圆厂(不包括 EPI)。功率半导体的晶圆厂产能从 2023 年到 2026 年将增长 35%,其中,微处理器单元/微控制器单元(MPU/MCU)的产能占比将 达到 21%,位居第二。紧随其后的是 MEMS、模拟和晶圆代工,分别占 16%、8%和 8%。 在 200mm 晶圆厂的产能中,大部分集中在 80nm 至 350nm 技术制程。预计 80nm 至 130nm 节点容量将增长 10%,而 131nm 至 35nm 技术制程预计将从 2023 年到 2026 年增长 18%。

2022 年受到半导体行业高景气度的影响,全球对半导体硅片的需求量大幅增长,200m m 和 300mm 半导体硅片出货量也迎来历史新高,其中 200mm 硅片出货量约为 71000 千片/ 年, 300mm 硅片出货量约为 93000 千片/年。2023 年半导体行业景气度有所下降,全球市场需 求都相对萎靡不振,半导体产出大幅降低,导致其上游半导体硅片的需求量也相对减少,全 球硅片出货量随之降低。2024 年,下游汽车、智能手机、PC、工业制造等需求逐步回暖, 半导体行业景气度有所回升,半导体硅片需求将于 2024 年下半年逐步向好,出货量也将随 之增加。我们预估全球 2024 年 200mm 硅片出货量约为 57859 千片/年,2026 年将增加至 60816 千片/年;2024 年 300mm 硅片出货量约为 87733 千片/年,2026 年增加至 94559 千 片/年,整体稳步提升。

4、全球主要硅片厂商

4.1 信越化学

公司前身信越氮肥料株式会社于 1926 年正式成立,1927 年直江津工厂竣工后,开始生产碳 化物及石灰氮,1940 年正式更名为信越化学工业株式会社,1949 年于东京证券交易所上市。 1953 年公司获得了戴明应用奖,同年开始有机硅的工业生产。1953 年至 1972 年之间,公司先后设立日信化学工业、信越聚合物、信越共同建设(现信越 Astech)、长野电子工业、 信越金属工业等株式会社,开发生产了聚氯乙烯树脂、氯甲烷、高纯硅、RTV 有机硅胶、纤 维素衍生物、硅烷偶联剂、高纯稀土材料等产品。1973 年至 1995 年,公司着重于海外市场 开拓,先后在海外各地区设立了“Shintech, Inc.”(美国)、信越半导体“S.E.H. America” (美国)、信越半导体“S.E.H. Europe(英国)”、“Shin-Etsu Silicone”(韩国)、“Shin-Etsu (Malaysia)Sdn. Bhd.”(马来西亚)、“Shin-Etsu Silicones Europe B.V.”(荷兰)、“信越光 电公司”(中国台湾)等子公司及生产基地。1996 年至今,公司先后收购了澳大利亚的 Simcoa Operations Pty. Ltd.、荷兰的聚氯乙烯事业、瑞士的纤维素业务等企业,拓宽自身的产品覆 盖面。

受行业景气度下行、智能手机等终端市场疲软等因素的影响,FY2023 公司业绩有所下降, 实现营收 24149.4 亿日元,同比下降 14%,净利润为 5651.6 亿日元,同比下降 26% ,销售 毛利率为 37.7%,净利率为 23.4%。

信越化学的业务范围十分广泛,涉及各个行业,在 PVC 和半导体硅等关键材料领域均占有 领先的市场份额,其中聚氯乙烯(PVC)树脂全球市占率第一,半导体硅片全球市占率第一, 合成信息素和合成石英全球市占率第一。从其 2023 年销售额构成来看,信越化学的业务 41.84%来自生活环境基础材料,主要包括聚氯乙烯(PVC)树脂、烧碱、聚乙烯醇(POVAL) 等;35.22%来自电子材料,主要包括半导体硅片、光刻胶、稀土磁体等;17.61%来自功能性 材料,主要包括硅酮、金属硅等;5.34%来自加工制造服务。

信越化学以营业、开发、制造的三位一体独创性研究开发体制来密切配合客户需求,并进行 各项开发研究,为追求效率,信越化学将所有 R&D 据点设置于厂地内,并与各事业,制造部 门紧密结合。公司硅片产品主要包括研磨、抛光、扩散、外延、SOI 和退火晶片,下游应用 领域包括内存、逻辑芯片、模拟芯片、CIS 等。公司在日本、美国、欧洲等均设有子公司, 分别负责不同的产品业务。

回顾信越化学发展历史,我们认为信越化学的特点优势在于四方面: 1)产品附加值高:公司产品主要以外延片为主,附加值高。2)三角链路生产:公司基于以客户为中心的销售、研发和生产的三角联系,研发和生产位于 同一地点,能够快速响应客户需求。 3)供应链整合:公司通过并购等方式,整合了生产材料和设备,进而对供应链具备较强的控 制能力和议价能力,有利于公司持续降本增效。 4)产品线横向互补:公司业务布局广泛,不仅仅是半导体硅片,在其他材料领域,如光刻胶、 刻蚀液等方面也横向延伸,与光刻胶一起提供给下游客户,起到了横向互补的作用。

4.2 胜高(SUMCO)

1999 年,Sumitomo Metal Industries(住友金属工业有限公司)、Mitsubishi Materials(三菱 材料公司)和 Mitsubishi Materials Silicon(三菱硅材料公司)合资成立了胜高公司的前身 Silicon United Manufacturing(硅联合制造公司),公司的主要业务为开发和制造 300m m 硅 片,并于 2001 年开始量产。2002 年收购 Sumitomo Metal Industries 的硅片业务 Sitix Division, 并与 Mitsubishi Materials Silicon 合并,于 2005 年更名为 SUMCO CORPORATION(胜高), 在东京证券交易所上市。2006 年收购全球第五大硅晶圆生产企业 Komatsu Electronic Metals (现 SUMCO TECHXIV)。2008 年,公司于 Imari 新建的 300mm 硅片厂正式开始运营,2009 年,新建的光伏硅片厂投入运营。受金融危机、产业链下游需求下降、新工厂投资等影响, 2009 年公司出现较大亏损。2012 年至 2014 年期间,公司进行业务重组,退出光伏硅片市 场,对生产基地进行了重组和整合。2015 年,推出并实施了增资重组计划。2021 年,公司 为了扩大 300 毫米尖端外延片的产量,开展绿地投资,并通过公开发行筹集部分资金。2023 年,合并高纯硅有限公司作为子公司并购买大量土地用于未来工厂建设,已获得日本经济产 业省的“安全供应计划”认证,2024 年公司绿地投资项目已正式开始。

2023 年,受下游需求减少、行业景气度下行等影响,公司营收较 2022 年同比下滑 3. 44%至 4259.41 亿日元,净利润为 723.65 亿日元,销售毛利率和净利率较 2022 年也略微降低,分 别为 25.41%和 16.99%。2024 年,得益于下游人工智能、手机、电脑等需求量的提升,硅 片需求有望复苏,但受厂商库存调整的影响,复苏将较为缓慢。2024Q1,公司实现营收 935.14 亿日元,净利润 60.93 亿日元,销售毛利率 18.37%,净利率 6.52%。

胜高与全球各地区头部半导体厂商合作密切,公司合作伙伴有 TSMC、三星、英特尔、SK 海 力士、美光科技、德州仪器、意法半导体、英飞凌、恩智浦半导体、瑞萨电子等。胜高作为 全球头部的半导体硅片厂商之一,积极拓宽国际市场,提升产品销量,其中 2023 年公司销 售额 34.7%来自中国台湾,19.2%来自日本,13.8%来自中国大陆,12.3%来自欧洲及其它地 区,10.4%来自美国,9.6%来自韩国。

胜高在半导体硅片制造技术上专利数量世界第一,持有超过 3500 份专利。胜高通过四个维 度控制半导体硅片的质量:1)单晶生长技术:胜高产品单晶生长得很完美,硅原子对称排列, 没有晶体缺陷;2)平整度:通过精确控制镜面的研磨和抛光,公司可将平面度提高到极限 (10nm=1/100,000 mm);3)清洁技术:使用最新的自动化设备,我们尽可能接近零污染物 (小至 10 纳米范围的微粒);4)去除杂质:通过严格的质量控制,胜高使表面杂质处于 100ppt=1/100 亿或更低的水平。在此基础上利用分析技术对产品质量水平进行评估,防止操 作缺陷。胜高在全球有多个生产基地及子公司,公司目前聚焦于用于逻辑芯片的尖端外延片 市场、CIS (CMOS 图像传感器) 芯片市场以及功率半导体用硅片市场。产品包括 150mm、 200mm 和 300mm 半导体硅片等。

胜高的首要愿景是具备全球最好的技术,并且以其技术和质量赢得了客户的高度赞誉。此外, 公司客户主要是存储芯片厂商,存储芯片不如 SoC 对工艺制程的要求,但是对于价格较为敏 感,公司在其技术优势基础上,实现了良好的成本管控,具备较强的成本优势,保证了在硅 片领域的稳固地位。

4.3 环球晶圆

环球晶圆前身为中美硅晶制品股份有限公司的半导体事业部,后于 2011 年独立分割为环球 晶圆股份有限公司。2012 年,环球晶圆收购了 Covalent Material 的半导体硅晶圆事业部。 2015 年,正式在中国台湾证券柜台买卖中心挂牌上市。2016 年 5 月,环球晶圆以 3.2 亿丹 麦克朗,收购了丹麦 Topsil 旗下的半导体事业群,利用 Topsil 的既有通路进一步打开欧洲市 场,同年 12 月,收购了当时排名全球第四的美国 SunEdison Semiconductor,收购完成后, 环球晶圆成为全球第三大半导体晶圆供应商。2020 年 12 月,环球晶圆子公司 GlobalWafers GmbH 宣布公开收购 Siltronic AG 所有流通在外股份,受多种因素影响,2022 年 2 月,公司 宣布收购失败,收购金将用于新厂扩建、产能扩张。2023 年,子公司昆山中辰取得上海召业 申凯电子材料有限公司 100%的股权并完成了股权转移。同年 11 月公司与兆元科技股份有限 公司进行股份转换,取得其 100%的股权。2024 年 1 月,德国子公司 GlobalWafers GmbH 成功完成了以其持有的 Siltronic AG 股份作为交换标的的海外附认股权公司债定价。

公司 2023 年实现营收 706.5 亿元新台币,同比增长 0.5%,毛利率为 37.4%,净利润为 1 97.7 亿元新台币,净利率为 28%;2024Q1 公司实现营收 150.9 亿元新台币,净利润 39.7 亿元新 台币,毛利率和净利率分别为 34.3%和 26.3%。随着下游需求恢复,半导体市场有望逐步复 苏,预期 2024 年下半年,公司业绩将会迎来增长。

2023 年环球晶圆销售额中有 19.7%来自中国台湾,46.7%来自亚洲,12.6%来自美洲,20.4% 来自其它地区,0.6%来自其他地区。公司专注于半导体硅片行业,产品覆盖 75mm-300mm 全系列硅片产品线,包括磊晶片、拋光片、退火片、扩散片、SOI、SiC 与 GaN 等,同时公 司提供全制程服务。

公司通过不断收购,完善产品结构,扩充产品市场,获得更多国际客户,并且吸收了并购公 司的技术,在提高技术水平的同时降低了生产成本,截至 2023 年底,环球晶圆有效专利量 已达到 2310 件。公司产品在车用及电源装置等市场表现突出,目前有多处营运生产基地和 多个子公司,既可实现采购、销售集中化,降低营运成本,又可充分利用各生产基地的优势, 弹性调度生产,应对市场波动以及相关法规,降低关税。另外,公司与许多客户签订了长期 合约,确保了公司订单不会因景气波动受到影响。 环球晶作为全球第三大晶圆供应商,虽然起步晚于日系头部厂商,但是公司通过积极并购美 国、日本、丹麦等国家晶圆生产制造相关企业,获得了 6-12 英寸晶圆产线产能以及核心技 术,不仅快速提升产能并实现技术突破,而且进一步打开了美国、日本、欧洲市场,为公司 做大做强奠定了坚实基础。

4.4 世创

世创的硅晶圆制造历史可追溯至 1953 年,1958 年其母公司 Wacker Chemie 开始生产半导 体,并于 1962 年开发生产出第一片硅片。1968 年,Wacker Chemitronic 成立。1978 年, 在美国成立独资子公司 Wacker Siltronic Corporation。1994 年,Wacker Chemitronic 作为 唯一股东成立 Wacker Siltronic,并于 1995 年将晶圆业务全部转让给 Wacker Siltronic。1996 年完成对弗莱贝格子公司的收购,1997 年在新加坡建立 Wacker Siltronic Singapore Pte。 1998 年,公司的 300mm 晶圆生产线——博格豪森试生产线第一阶段扩建项目首次投入运营。2004 年,公司 300mm 晶圆制造厂正式在弗莱贝格投产,同年公司正式更名为 Siltronic AG。2006 年,公司与三星合资成立新加坡联营公司 Siltronic Samsung Wafer Pte. Ltd.,并 于新加坡建立 300mm 晶圆产线。2014 年,公司收购新加坡 Siltronic Silicon Wafer Pte. Ltd.78% 的股权。2015 年,成功实现 IPO。2017 年,其母公司 Wacker Chemie 释放所持股份,仅保 留其 30.8%的股份。2021 年,公司于新加坡新建 300mm 晶圆厂,并于 2024 年完成建设。

受终端市场疲软的影响,上游半导体硅片的需求量也相对减少,公司 2023 年营业收入 1513.8 百万欧元,同比下滑 16.2%;净利润 201.3 百万欧元,同比下滑 53.6%;2024Q1 实现营收 343.5 百万欧元,净利润 27.7 百万欧元。随着行业库存逐渐恢复到正常水平,景气度回升, 预计 2024 年会结束全球库存过剩的现状,2024 年下半年公司业绩将有所回升。

2023 年德国世创在半导体硅片行业的市占率为 13%,位居全球第四。公司现有产品包括通 过直拉法、区熔法制作的 200mm、300mm 抛光片、外延片以及特殊产品。世创 2023 年的 销售额中有 65%来自亚洲客户,有 24%来自欧洲,10%来自美洲,另有 1%来自其他地区。世 创在产品品质上从不妥协,获得了德国 TüV 认证,公司适用于 3nm 工艺制程的硅片已于 2022 年投产,2023 年已经开始研发适用于 14A 工艺制程的硅片。在技术上的优势,使得公 司在 300mm 晶圆制造领域一直处于行业领先地位,公司不断降本增效,能够以具有竞争力 的成本提供一流的晶圆,这是公司的核心竞争力所在。截至 2023 年底,世创拥有约 350 个 专利的 1900 项待决和有效专利和专利申请的知识产权组合。

4.5 SK siltron

SK siltron,是韩国 SK 集团旗下的半导体材料公司,专注于生产和供应硅晶圆,主要用于半 导体制造。1983 年,SK siltron 前身会社成立,1984 年与 Lucky Materials Inc.开展硅片业 务,与美国公司 Siltec 达成硅晶圆技术联盟,开展多种尺寸半导体硅片业务。1990 年,更名 为 Siltron Co.Ltd。1996 年开始生产 200mm 硅晶圆,2001 年开始生产 300mm 硅晶圆,2003 年开始研制单晶生长设备,2008 年扩建晶圆厂,提高年产量,2013 年建设 450mm 硅晶圆 试生产线。2019 年,公司“大晶体生长技术”入选韩国国家核心技术。2020 年,SK siltron CSS 开展 SiC 晶圆业务,2021 年公司开展 GaN 晶圆业务,2022 年公司在韩国龟尾的新工厂开 工,同年开展 EV 先进材料业务。

公司现有产品包括半导体硅片和碳化硅晶圆,其中半导体硅片产品包括 200mm 和 300mm 的抛光片以及外延片。公司的核心技术之一为无缺陷晶体技术:通过使用内部技术设计单晶 生长器,并精确控制硅的晶体缺陷和化学成分来实现高纯度晶体质量,主要技术包括:适用 于高纯度晶体制造的内部种植者设计能力和控制污染、缺陷和氧浓度的晶体技术。受行业景 气度影响,公司 2023 年实现营收 20255.9 亿韩元,同比下降了 14%,净利润 2339. 9 亿韩 元,同比下降 38%。

公司主要客户包括存储器半导体领导者:三星电子、SK 海力士、Micron Technology,以及 非存储器半导体制造商:Intel、英飞凌和台积电等。SK siltron 作为韩国硅片厂商,同时也是 SK 集团子公司,一方面受益于韩国政府大力扶持,另一方面也受益于财团的支持,在资金、 土地、厂房建设、并购等方面都有着良好的基础,此外,SK 旗下子公司众多,也能与 SK siltron 形成良好的协同效应,SK 海力士作为存储芯片龙头,也是公司重要客户。

4.6 Soitec

1992 年 Soitec 公司正式成立,1997 年与日本信越建立了战略合作伙伴关系,同年于 Bernin 建立初始生产设施,开始工业化生产 SOI 晶圆。1999 年在巴黎新证券交易所(现泛欧交易 所)上市,成立了世界上最大的 SOI 生产中心 Bernin I。2002 年,在 Bernin 开设新工厂, 300mm 晶圆投产,公司营业额首次突破 1 亿欧元。2003 年,Soitec 将其智能切割技术扩展 到硅以外的材料,收购 Picogiga International。2004 年,Soitec 在东京开设子公司,拓展海 外市场。2006 年,公司与 CEA-Leti 合作,开发智能切割技术的新应用,进一步开拓新市场, 收购专业从事分子粘附、机械和化学稀释工艺的 TraciT Technologies。2008 年,Soitec 在 新加坡的 Pasir Ris 生产基地生产了其在亚洲的第一批 SOI 晶圆,可年产 300mm 晶圆 100 万片。2010 年,公司收购世界领先的聚光光伏(CPV)系统供应商之一 Concentrix Solar 80% 的股份,进入太阳能市场。2015 年,公司开始进行战略计划调整,将业务重心重新集中在电 子产品上,公司太阳能、LED、半导体设备等业务相继被出售。2017 年,公司加大对 SO I 的 投入,在 Bernin II 生产中心投资扩产,并在新加坡工厂开设了一条试验生产线。2022 年, 公司对新加坡 Paris Ris 的晶圆厂进行了扩建。

受 RF-SOI 产品库存调整等因素的影响,公司 FY2024 实现营收 978 百万欧元,同比下降 10%,净利润 178 百万欧元,净利率为 18.2%。Soitec 预计,在 RF-SOI 库存调整结束后, 其营收将于 FY2025 下半年反弹。此外,Soitec 还将继续受益于产业链对公司其他 SO I 产品 的强需求。

公司目前聚焦于三大战略市场:移动通信行业、汽车工业行业和智能设备行业,主要业务围 绕在 SOI 硅晶圆以及化合物半导体、GaN 晶圆上,主要产品包括 125mm-200mm 和 300mm 抛光片和外延片、150mm、200mm 和 300mm 的 SOI 硅晶圆、SiC 晶圆和 GaN 晶圆。受 2022 年和 2023 年智能手机市场放缓、下游库存调整、RF-SOI 销量下降等的影响,FY2024 公司移动通信业务营收 611 百万欧元,占总收入的 62.5%,同比下降了 16%;受益于 PowerSOI 销量及单价的提高,汽车业务的收入为 163 百万欧元,占总收入的 16.7%,同比增长 16%;智能设备业务营收 204 百万欧元,占总收入的 20.9%,同比下降了 6%。

4.7 沪硅产业

上海硅产业集团股份有限公司(简称“沪硅产业”)成立于 2015 年,于 2020 年于上海证券 交易所上市。沪硅产业是中国规模最大、技术最全面、国际化程度最高的半导体硅片企业之 一。现有产品尺寸丰富,包括 300mm、200mm、150mm、125mm 和 100mm,同时产品类 别包括抛光片、外延片、SOI 硅片等,其中以 300mm 大尺寸和 SOI 硅片为核心。产品广泛 应用于存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、功率器件、传感器、射频芯片、模拟芯 片、分立器件等领域。公司客户包括众多国际芯片厂商以及国内主要芯片制造企业,如台积 电、联电、格罗方德、意法半导体、Towerjazz 等。公司在欧洲、北美、日本、中国香港等地 均建立了销售和客户支持团队,建立了全球化的销售和采购渠道,利用全球化布局优势,开 拓国际市场。截至 2023 年底,公司拥有境内外发明专利 606 项、实用新型专利 101 项、软 件著作权 4 项,形成了以单晶生长、抛光、外延生长、SOI 技术、污染控制、表面平整、缺 陷控制、热处理体系以及表征体系为代表的核心知识产权体系。

2023 年,受整体经济环境和半导体市场下行周期的影响,公司实现营收 31.9 亿元,同比下 降 11.39%,销售毛利率为 16.46%;净利润为 1.61 亿元,净利率为 5.04%。分主营产品来 看,公司 200mm 及以下半导体硅片销量同比下降 24.18%至 351.76 万片,收入同比下降 12.62%至 14.52 亿元;300mm 半导体硅片业务受市场影响较小,销量同比下降 3. 48%至 293.58 万片,收入同比下降 6.55%至 13.79 亿元。2024Q1 公司实现营收 7.25 亿元,同比 下降 9.74%;净利润-2.29 亿元,同比下降 305.18%。

4.8 立昂微

立昂微前身立昂有限公司成立于 2002 年,于 2004 年和 2009 年先后实现 6 英寸及 8 英寸硅 片的量产及批量销售,并于 2011 年完成股份制改革,正式更名为立昂微电子股份有限公司。 2013 年,公司成功引进日本三洋半导体 5 英寸 MOSFET 芯片生产线及工艺技术;2015 年, 公司成立立昂东芯,新增射频芯片制造产线;2020 年,公司于上海证券交易所正式上市,并 与 2022 年收购国晶半导体。公司持续扩大生产规模,加大研发投入,新增海宁化合物集成 电路芯片、6 英寸半导体功率芯片技术改造等项目,提高盈利能力。

公司主营业务包括半导体硅片、半导体功率器件芯片、化合物半导体射频芯片三大板块,主 要产品包括 150mm-300mm 半导体硅抛光片和硅外延片和小尺寸半导体硅片芯片等。公司 产品应用领域广泛,包括 5G 通信、智能手机、计算机、汽车产业、光伏产业、消费电子、 低轨卫星、智能电网、医疗电子、人工智能、物联网等终端应用领域。产品长期稳定供应中 芯国际、华润微、华虹半导体、比亚迪、上海积塔、芯联集成、士兰微、青岛芯恩、粤芯半 导体、昂瑞微、美国安森美、日本东芝等众多境内外重要客户,是国内少有的顺利通过博世 (Bosch)、大陆集团(Continental)、法格等国际一流汽车电子客户的 VDA6.3 审核认证的 企业。截止 2023 年年底公司拥有 85 项授权专利,其中发明专利 38 项,实用新型专利 47 项。在半导体硅片领域,公司 150mm 产品已覆盖 14nm 以上技术节点逻辑电路和存储电路, 以及客户所需技术节点的图像传感器件和功率器件;在功率器件芯片领域,全年共开发了 150 个新产品,转量产 75 个;在化合物射频芯片领域,产品技术在多个创新领域均有重大突破, 技术水平进入全球第一梯队。公司 2023 年半导体硅片营收 15.01 亿元,占比 55.8% ;半导 体功率器件芯片营业收入 10.29 亿元,占比总营收的 38.3%;化合物半导体射频芯片营业收 入 1.37 亿元,占比 5.1%。

公司 2023 年实现营收 26.90 亿元,同比下降 7.71%;归母净利润 0.66 亿元,同比下降 90.44%;扣非归母净利润-1.06 亿元,同比下降 118.96%;销售毛利率为 19.76%,销售净利率为-0.99%。按产品类型,公司 2023 年半导体硅片营收 15.01 亿元,占比 55.8% ;半导 体功率器件芯片营业收入 10.29 亿元,占比总营收的 38.3%;化合物半导体射频芯片营业收 入 1.37 亿元,占比 5.1%。受半导体行业景气度上升、公司调整产品结构等的影响,公司 2024Q1 产品销量实现了大幅增长,折合 6 英寸的硅片销量为 311.18 万片,营收 6.79 亿元, 同比增长 7.41%。为了拓展市场份额,公司硅片产品和功率芯片的销售单价有所下降,净利 润-0.94 亿元,同步下降 612.2%。

通过对比国内外半导体硅片企业发展历史,我们认为中国大陆硅片企业近年来在扩产和研发 方面都有着不小的进步,但是与国外及中国台湾等优秀企业相比仍然存在一定差距。由于近 年来美国在高端制造等领域对中国限制和封锁日益加大,因此想通过跨国并购实现公司技术 水平、客户资源、经营业绩等的跨越式发展已经较为困难,从国外及中国台湾公司的发展史 中,我们总结出一些值得中国大陆企业学习和借鉴的优秀经验: 1)提高供应链粘性及控制力:硅片企业可以向上游原材料及生产设备企业拓展,通过参股控 股等方式,提升自身对上游的控制能力和议价能力,不仅能降低采购成本,还能在供应紧张 时保证原材料供给,有利于公司降本增效、保障生产; 2)提升技术水平,向高价值领域突破迈进:在摩尔定律推动下,芯片制程不断缩小,海外龙 头胜高、世创等深钻技术,在先进工艺领域有很强竞争力,产品溢价高,因此,国内硅片企 业在突破成熟工艺后,需要不断向先进制程精进,提升产品附加值和毛利率水平; 3)互补的产品线布局:国内企业在硅片发展到一定程度后,自身具有 Foundry/IDM 厂等优 势客户资源,可以考虑向其他半导体材料横向拓展延伸,丰富自己的产品矩阵,比如可以以 硅片为起点,先向与硅片相关度较高的材料拓展,比如硅片清洗、研磨、抛光等方向,之后 再根据业务发展情况向其他材料进行布局; 4)政府+资本协同支持:可以借鉴韩国 SK siltron 的发展,国家可以在半导体硅片领域有针 对性的加大扶持力度,地方政府在土地、税收等方面提供更多优惠政策,同时引导国内资本 向硅片领域提供更多资金支持,形成良好的互补协同效应,帮助国内企业尽快实现核心技术 突破和高速发展,为硅片国产替代提供有力支撑和保障。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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