半導(dǎo)體硅片摩爾定律演進(jìn)半導(dǎo)體硅材料歷久彌新

1、硅晶圓是重要的半導(dǎo)體材料，規(guī)模超百億美元硅晶圓是需求量最大的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料是一類具有半導(dǎo)體性能（導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間）、可用來(lái)制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料，是半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體材料的研究始于 19 世紀(jì)，至今已發(fā)展至第四代半導(dǎo)體材料，各個(gè)代際半導(dǎo)體材料之間互相補(bǔ)充。l 第一代半導(dǎo)體：以硅（Si）、鍺（Ge）等為代表，是由單一元素構(gòu)成的元素半導(dǎo)體材料。硅半導(dǎo)體材料及其集成電路的發(fā)展導(dǎo)致了微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的飛躍。l 第二代半導(dǎo)體：以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等為代表，也包括三元化 合物半導(dǎo)體，如 GaAsAl、GaAsP，還包括一些固溶體半導(dǎo)體、非

2、靜態(tài)半導(dǎo)體等。隨著以光通信為基礎(chǔ)的信息高速公路的崛起和社會(huì)信息化的發(fā)展，第二代半導(dǎo)體材料顯示出其優(yōu)越性，砷化鎵和磷化銦半導(dǎo)體激光器成為光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，同時(shí)砷化鎵高速器件也開拓了光纖及移動(dòng)通信的新產(chǎn)業(yè)。l 第三代半導(dǎo)體：以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鋅（ZnO）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。具備高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速率及抗強(qiáng)輻射能力等優(yōu)異性能，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件， 在半導(dǎo)體照明、新一代移動(dòng)通信、能源互聯(lián)網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、 消費(fèi)類電子等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。l 第四代半導(dǎo)體：以氧化鎵（Ga2O3）、金剛石（C）、氮化鋁（AlN）為

3、代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料，禁帶寬度超過 4eV；以及以銻化物（GaSb、InSb）為代表的超窄禁帶半導(dǎo)體材料。超寬禁帶材料憑借其比第三代半導(dǎo)體材料更寬的禁帶，在高頻功率器件領(lǐng)域有更突出的特性優(yōu)勢(shì)；超窄禁帶材料由于易激發(fā)、遷移率高，主要用于探測(cè)器、激光器等器件的應(yīng)用中。圖1：半導(dǎo)體材料分類圖2：各代半導(dǎo)體材料在功率器件中的應(yīng)用資料來(lái)源：半導(dǎo)體聯(lián)盟，整理資料來(lái)源：Flosfia，整理硅材料制造全球絕大部分的半導(dǎo)體產(chǎn)品，也是占比最大的半導(dǎo)體制造材料。在1950 年代初期，鍺是主要的半導(dǎo)體材料。但鍺半導(dǎo)體器件的耐高溫和抗輻射性能較差，到 1960 年代逐漸被硅材料取代。由于硅器件的漏電流要低得多，且二

4、氧化硅是一種高質(zhì)量的絕緣體，很容易作為硅器件的一部分進(jìn)行整合，至今半導(dǎo)體器件和集成電路仍然主要用硅材料制成，硅產(chǎn)品構(gòu)成了全球絕大部分半導(dǎo)體產(chǎn)品。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，在硅晶圓制造過程中，半導(dǎo)體硅片（硅晶圓）也是占比最大的原材料，2018 年約 38。圖3：硅晶圓是晶圓制造過程中占比最大的材料（2018 年）資料來(lái)源：SEMI，國(guó)際電子商情，整理半導(dǎo)體硅片根據(jù)不同參數(shù)的分類半導(dǎo)體硅晶圓（Semiconductor Silicon Wafer）是制造硅半導(dǎo)體產(chǎn)品的基礎(chǔ)，可根據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行分類。圖4：半導(dǎo)體硅片分類資料來(lái)源：立昂微招股書，SUMCO，整理根據(jù)尺寸（直徑）不同，半導(dǎo)體硅片可分為 2

5、英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、5 英寸（125mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm）、12 英寸（300mm），在摩爾定律影響下，半導(dǎo)體硅片正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展，目前 8 英寸和 12 英寸是主流產(chǎn)品，合計(jì)出貨面積占比超過 90。圖5：全球各尺寸半導(dǎo)體硅片出貨面積占比（2020 年）2 英寸3 英寸4 英寸5 英寸6 英寸8 英寸12 英寸50mm75mm100mm125mm150mm200mm300mm資料來(lái)源：Omdia，整理根據(jù)摻雜程度不同，半導(dǎo)體硅片可分為輕摻和重?fù)?。重?fù)焦杵膿诫s元素?fù)饺肓看?，電阻率?一般用于功率器件等產(chǎn)品；輕

6、摻硅片摻雜濃度低，一般用于集成電路領(lǐng)域，技術(shù)難度和產(chǎn)品質(zhì)量要求更高。由于集成電路在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)中占比超過 80，全球?qū)p摻硅片需求更大。根據(jù)工藝，半導(dǎo)體硅片可分為研磨片、拋光片及基于拋光片制造的特殊硅片外延 片、SOI 等。研磨片可用于制造分立器件；輕摻拋光片可用于制造大規(guī)模集成電路或作為外延片的襯底材料，重?fù)綊伖馄话阌米魍庋悠囊r底材料。相比研磨片，拋光片具有更優(yōu)的表面平整度和潔凈度。在拋光片的基礎(chǔ)上，可以制造出退火片、外延片、SOI 硅片和結(jié)隔離硅片等。退火片在氫氣或氬氣環(huán)境下對(duì)拋光片進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，以去除晶圓表面附近的氧氣， 可以提高表面晶體的完整性。外延片是在拋光片表面形成一層氣相

7、生長(zhǎng)的單晶硅， 可滿足需要晶體完 整性或不同電阻率的多層結(jié)構(gòu)的 需求。 SOI 硅片（Silicon-On-Insulator）是在兩個(gè)拋光片之間插入高電絕緣氧化膜層，可以實(shí)現(xiàn)器件的高集成度、低功耗、高速和高可靠性，在活性層表面也可以形成砷或砷的擴(kuò)散層。結(jié)隔離硅片是根據(jù)客戶的設(shè)計(jì)，利用曝光、離子注入和熱擴(kuò)散技術(shù)在晶圓表面預(yù)形成 IC 嵌入層，然后再在上面生長(zhǎng)一層外延層。圖6：退火片圖7：外延片資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：SUMCO，整理圖8：結(jié)隔離硅片圖9：SOI 硅片資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：SUMCO，整理根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同，半導(dǎo)體硅片可分為正片、假（陪）片。正片（Prim

8、e Wafer） 用于半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造，假片（Dummy Wafer）用來(lái)暖機(jī)、填充空缺、測(cè)試生產(chǎn)設(shè)備的工藝狀態(tài)或某一工藝的質(zhì)量狀況。假片一般由晶棒兩側(cè)品質(zhì)較差部分切割而來(lái)，由于用量巨大，在符合條件的情況下部分產(chǎn)品會(huì)回收再利用，回收重復(fù)利用的硅片稱為可再生硅片（Reclaimed Wafer）。據(jù)觀研網(wǎng)數(shù)據(jù)，65nm 制程的晶圓代工廠每 10 片正片需要加 6 片假片，28nm 及以下制程每 10 片正片則需要加 15-20片假片。表1：半導(dǎo)體硅片的種類和比較項(xiàng)目使用目的使用量（以正品用量當(dāng)作 100）8 英寸價(jià)格（日元）12 英寸價(jià)格（日元）正片成品正片10080005000080000假（

9、陪）片假（陪）片test 或 flow check2010030004000可再生硅片假（陪）片test 或 flow check20100150020003000050000資料來(lái)源：芯片用硅晶片的加工技術(shù)，整理（價(jià)格數(shù)據(jù)非最新價(jià)格）半導(dǎo)體硅片行業(yè)具有周期性， 2021 年市場(chǎng)規(guī)模 126 億美元半導(dǎo)體硅片的市場(chǎng)規(guī)模隨著全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度波動(dòng)，單位面積價(jià)格在 2016 年觸底后回升。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體硅片銷售額由 2005 年的 79 億美元增長(zhǎng)到 2021 年的 126 億美元，其中出貨面積由 66.45 億平方英寸增加到 141.65 億英寸，單位面積價(jià)格先降后升，由 2

10、005 年的 1.19 美元/英寸降至 2016 年的 0.67美元/英寸，之后回升至 2021 年的 0.89 美元/英寸。作為半導(dǎo)體產(chǎn)品最重要的主要原材料，全球半導(dǎo)體硅片的市場(chǎng)規(guī)模的波動(dòng)方向基本與全球半導(dǎo)體銷售額一致，且波 動(dòng)幅度更大，具有明顯的周期性。圖10：全球半導(dǎo)體硅片銷售額圖11：全球半導(dǎo)體硅片出貨面積及單價(jià)資料來(lái)源：SEMI，SIA，整理資料來(lái)源：SEMI，整理半導(dǎo)體硅片制造工序繁多，行業(yè)壁壘較高半導(dǎo)體硅片制造流程復(fù)雜， 拉單晶是關(guān)鍵環(huán)節(jié)半導(dǎo)體硅片的上游是半導(dǎo)體級(jí)多晶硅材料，下游是半導(dǎo)體產(chǎn)品。硅元素在自然界中以二氧化硅為主要存在形式，通過化學(xué)還原生成多晶硅材料，之后再進(jìn)行提純。

11、光伏用多晶硅材料純度要求為 69 個(gè)“9”之間（99.9999-99.9999999 ），半導(dǎo)體用純度要求 11 個(gè)“9”以上（99.999999999)。制作完成的半導(dǎo)體硅片被晶圓廠用作襯底制造出各類半導(dǎo)體產(chǎn)品，并最終應(yīng)用于手機(jī)、電腦等終端產(chǎn)品中。圖12：半導(dǎo)體硅片所處產(chǎn)業(yè)鏈位置資料來(lái)源：芯片用硅晶片的加工技術(shù)，整理半導(dǎo)體硅片制造流程復(fù)雜，主要包括拉單晶和硅片的切磨拋外延等工藝。半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)流程復(fù)雜，涉及工序較多。研磨片工序包括拉單晶、截?cái)唷L圓、切片、倒角、研磨等，拋光片是在研磨片的基礎(chǔ)上經(jīng)邊緣拋光、表面拋光等工序制造而來(lái)；拋光片經(jīng)外延工藝制造出硅外延片，經(jīng)退火熱處理制造出硅退火片，經(jīng)

12、特殊工藝制造出絕緣體上硅 SOI。硅片制造過程中需要經(jīng)過多次清洗，在銷售給客戶之前還需要經(jīng)過檢驗(yàn)和包裝。圖13：半導(dǎo)體硅片制造流程資料來(lái)源：立昂微招股書，整理步驟一：拉單晶。電子級(jí)高純度多晶硅通過單晶生長(zhǎng)工藝可拉制成單晶硅棒，常用方法有直拉法（Czochralsk，CZ 法）和區(qū)熔法（Float-Zone，F(xiàn)Z 法）兩種。FZ 法純度高，氧含量低，電阻率較高，能耐高壓，但工藝難度大，大尺寸硅片制備困難且成本高，因此主要以 8 英寸及以下尺寸為主，主要用于中高端功率器件。CZ 法氧含量高，更容易生產(chǎn)出大尺寸單晶硅棒，工藝也已成熟，成本較低，因此目前半導(dǎo)體行業(yè)主要采用 CZ 法拉制單晶硅棒。拉單晶

13、技術(shù)直接決定了位錯(cuò)、COP（crystal originated pit,晶體原生凹坑）、旋渦等晶體原生缺陷的密度及電阻率、電阻率梯度、氧、碳含量等晶體技術(shù)指標(biāo)的好壞，是半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)工序 中最為核心的技術(shù)。圖14：直拉法拉單晶圖15：區(qū)熔法拉單晶資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：中晶科技招股書，整理直拉法加工工藝：l 裝料：將多晶硅和摻雜劑放入單晶爐內(nèi)的石英坩堝內(nèi)，摻雜劑的種類依所需生長(zhǎng)的電阻率而定，主要有生長(zhǎng) P 型的硼和生長(zhǎng) N 型的磷、砷、銻等。l 熔化：裝料結(jié)束后，加熱至硅熔化溫度（1420）以上，將多晶硅和摻雜劑熔化，揮發(fā)一定時(shí)間后，將籽晶下降與液面接近，使籽晶預(yù)熱幾分鐘，俗稱“

14、烤晶”，以除去表面揮發(fā)性雜質(zhì)同時(shí)可減少熱沖擊。l 引晶：當(dāng)溫度穩(wěn)定后，將籽晶與熔體接觸，然后具有一定轉(zhuǎn)速的籽晶按一定速度向上提升，隨著籽晶上升硅在籽晶頭部結(jié)晶，稱為“引晶”或“下種”。l 縮頸：在引晶后略微降低溫度，提高拉速，拉一段直徑比籽晶細(xì)的部分。其目的是排除接觸不良引起的多晶和盡量消除籽晶內(nèi)原有位錯(cuò)的延伸。頸一般要長(zhǎng)于 20mm。l 放肩：縮頸工藝完成后，通過逐漸降低提升速度及溫度調(diào)整，使晶體直徑逐漸變大到所需的直徑為止。在放肩時(shí)可判別晶體是否是單晶，否則要將其熔掉重新引晶。l 等徑生長(zhǎng)：當(dāng)晶體直徑到達(dá)所需尺寸后，提高拉速，使晶體直徑不再增大， 稱為收肩。收肩后保持晶體直徑不變，就是等徑

15、生長(zhǎng)。此時(shí)要嚴(yán)格控制溫度和拉速不變。單晶硅片取自于等徑部分。l 收尾：在長(zhǎng)完等徑部分之后，如果立刻將晶棒與液面分開，那么效應(yīng)力將使得晶棒出現(xiàn)位錯(cuò)與滑移線。于是為了避免此問題的發(fā)生，必須將晶棒的直徑慢慢縮小，直到成一尖點(diǎn)而與液面分開。這一過程稱之為收尾階段。長(zhǎng)完的晶棒被升至上爐室冷卻一段時(shí)間后取出，即完成一次生長(zhǎng)周期。圖16：半導(dǎo)體硅片制造流程：拉單晶（直拉法）資料來(lái)源：芯片用硅晶片的加工技術(shù)，整理區(qū)熔法加工工藝：l 在真空或稀有氣體環(huán)境下的爐室中，利用電場(chǎng)給多晶硅棒加熱，直到被加熱區(qū)域的多晶硅融化，形成熔融區(qū)。l 用籽晶接觸熔融區(qū)，并融化。l 使多晶硅上的熔融區(qū)不斷上移，同時(shí)籽晶緩慢旋轉(zhuǎn)并向下

16、拉伸，逐漸形成單晶硅棒。圖17：半導(dǎo)體硅片制造流程：拉單晶（區(qū)熔法）資料來(lái)源：半導(dǎo)體硅片制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，整理步驟二：切片。單晶硅棒磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶要求的電阻率，用內(nèi)徑鋸或線鋸將晶棒切成約 1mm 厚的薄片，形成晶圓。根據(jù)目前的工藝、技術(shù)水平，為了降低硅材料的損耗、提高生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量，一般采用線切割方法進(jìn)行切片。圖18：半導(dǎo)體硅片制造流程：切片資料來(lái)源：SUMCO，整理步驟三：倒角：硅片倒角加工的目的是消除硅片邊緣表面經(jīng)切割加工所產(chǎn)生的棱角、裂縫、毛刺、崩邊或其他的缺陷以及各種邊緣表面污染，從而降低硅片邊緣表面的粗糙度，增加硅片邊緣表面的機(jī)械強(qiáng)度、減少顆粒的表面沾污。步驟四：研

17、磨。在研磨機(jī)上用磨料將切片拋光到所需的厚度，同時(shí)提高表面平整度。研磨的目的是為了去除在切片工序中，硅片表面因切割產(chǎn)生的深度約 2025um 的表面機(jī)械應(yīng)力損傷層和表面的各種金屬離子等雜質(zhì)污染，并使硅片具有一定的平坦表面。圖19：半導(dǎo)體硅片制造流程：研磨資料來(lái)源：SUMCO，整理步驟五：蝕刻和拋光。通過化學(xué)蝕刻去除前面步驟對(duì)晶圓表面造成的機(jī)械損傷， 然后采用硅溶膠機(jī)械化學(xué)拋光法使晶圓表面更加平整和光潔。圖20：半導(dǎo)體硅片制造流程：拋光資料來(lái)源：SUMCO，整理步驟六：清潔和檢查。清潔后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，合格后銷售給客戶。也可進(jìn)一步用來(lái)制作 SOI、外延片等特殊硅片。圖21：半導(dǎo)體硅片制

18、造流程：清潔和檢查資料來(lái)源：SUMCO，整理半導(dǎo)體硅片行業(yè)壁壘較高， 先發(fā)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模效應(yīng)突出技術(shù)壁壘：半導(dǎo)體硅片技術(shù)參數(shù)要求高，各工藝環(huán)節(jié)需要長(zhǎng)期積累。半導(dǎo)體硅片 核心工藝包括單晶工藝、切片工藝、研磨工藝、拋光工藝、外延工藝等，技術(shù)專業(yè)化程度較高，其中單晶工藝是最為核心的技術(shù)，其決定了硅片尺寸、電阻率、純度、氧含量、位錯(cuò)、晶體缺陷等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，在單晶生長(zhǎng)過程中，需要注意溫度控制和提拉速率等。晶圓研磨、拋光工藝決定硅片的厚度、表面平整度、表面潔凈度、表面顆粒度、翹曲度等指標(biāo)。外延工藝的重點(diǎn)是保證外延層厚度的均勻性和外延層電阻率的片內(nèi)均勻性。隨著工藝制程不斷向前推進(jìn)，對(duì)硅片性能指標(biāo)要求也越來(lái)越高

19、，比如前沿的 12 英寸硅片需要達(dá)到的部分參數(shù)如下：l 晶體缺陷：硅原子對(duì)稱排列，5 億個(gè)硅原子中只有 1 個(gè)缺陷；l 表面平整度：硅片表面的高度落差小于 10nm；l 表面潔凈度：硅片表面微顆粒尺寸在 10nm 以內(nèi)；l 無(wú)雜質(zhì)污染：要求表面雜質(zhì)含量小于百億分之一。表2：集成電路用大直徑硅拋光片的技術(shù)參數(shù)要求參數(shù)要求直徑300mm直徑公差±0.2mm厚度775um厚度公差±25um翹曲度 Warp<10um總厚度偏差 TTV<0.1um局部平整度 SFQR（線寬 100nm)101nm邊緣扣除距離2mm直徑300mm資料來(lái)源：芯片用硅晶片的加工技術(shù)，整理客戶認(rèn)

20、證壁壘：芯片制造企業(yè)對(duì)于引入新供應(yīng)商態(tài)度謹(jǐn)慎且認(rèn)證周期長(zhǎng)。半導(dǎo)體硅片是芯片制造企業(yè)生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品的重要原材料，芯片制造企業(yè)對(duì)于引入新供應(yīng)商態(tài)度謹(jǐn)慎，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，需要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)證周期。通常，芯片制造企業(yè)會(huì)要求硅片供應(yīng)商先提供一些硅片供其試生產(chǎn)，待通過內(nèi)部認(rèn)證后，芯片制造企業(yè)會(huì)將產(chǎn)品送至下游客戶處，獲得其客戶認(rèn)可后，才會(huì)對(duì)硅片供應(yīng)商進(jìn)行認(rèn)證，最終正式簽訂采購(gòu)合同。資金壁壘和規(guī)模壁壘：半導(dǎo)體硅片行業(yè)是一個(gè)資金密集型行業(yè)，且需要達(dá)到一定銷售規(guī)模才能盈利。半導(dǎo)體硅片要形成規(guī)?；a(chǎn)，所需投資金額較大，如一臺(tái)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備價(jià)值達(dá)數(shù)千萬(wàn)元，大尺寸硅片生產(chǎn)線的投資金額以十億元計(jì)。同時(shí)

21、， 由于前期固定資產(chǎn)投資額大，半導(dǎo)體硅片企業(yè)需要形成一定的規(guī)模銷售后才能盈利，前期經(jīng)營(yíng)壓力較大，毛利率可能為負(fù)。表3：半導(dǎo)體硅片投資金額較大項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)能（萬(wàn)片/月）投資額（億元）單位投資額（億元/萬(wàn)片每月）立昂微 8 英寸產(chǎn)線10.007.040.70立昂微 12 英寸產(chǎn)線15.0034.602.31滬硅產(chǎn)業(yè) 12 英寸產(chǎn)線30.0046.041.53資料來(lái)源：各公司公告，整理人才壁壘：半導(dǎo)體硅片企業(yè)需要復(fù)合型人才。半導(dǎo)體硅片的研發(fā)和生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及固體物理、量子力學(xué)、熱力學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域交叉，因此需要具備綜合專業(yè)知識(shí)和豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型人才。圖22：半導(dǎo)體硅片行業(yè)的主要壁壘資料來(lái)

22、源：立昂微招股說(shuō)明書，整理12 英寸供不應(yīng)求，國(guó)際環(huán)境加速國(guó)產(chǎn)替代半導(dǎo)體硅片發(fā)展歷史： 起始于美國(guó)， 日本后來(lái)居上半導(dǎo)體硅片起始于美國(guó)，MEMC 曾引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展并創(chuàng)下多個(gè)全球第一。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)源于美國(guó)，半導(dǎo)體硅片亦如此。1956 年，美國(guó)孟山都化學(xué)公司成立孟山都電子材料公司（MEMC Electronic Materials，MEMC）,負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造晶體管和整流器的硅片。在之后的幾十年里，MEMC 為行業(yè)技術(shù)發(fā)展、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等都做出了極大貢獻(xiàn)，突破的技術(shù)包括化學(xué)機(jī)械研磨 CMP、外延層的生長(zhǎng)、零錯(cuò)位晶體、氧控制等； 同時(shí)公司也是全球第一家量產(chǎn) 4 英寸、8 英寸的硅片廠商。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，MEM

23、C 在 20 世紀(jì) 60 年代獲得 80的市場(chǎng)份額。但后期由于連續(xù)虧損，孟山都在 1989 年將 MEMC 賣給了德國(guó)化工企業(yè)，并于 2016 年被中國(guó)臺(tái)灣的環(huán)球晶圓收購(gòu)。隨著本土半導(dǎo)體的崛起，日本硅片廠商后來(lái)居上，韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)也在全球占有一席之地。20 世紀(jì) 50 年代末，日本公司通過技術(shù)引進(jìn)，開始布局硅晶圓產(chǎn)業(yè)。在超大規(guī)模集成電路研究計(jì)劃（VLSI，1976-1980）的推動(dòng)下，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，其中存儲(chǔ)器在 20 世紀(jì) 80 年代超過美國(guó)，硅片廠商也在此期間獲得黃金發(fā)展期，最終經(jīng)過整合并購(gòu)形成信越化學(xué)和 SUMCO 兩家國(guó)際半導(dǎo)體硅片巨頭， 2001 年信越化學(xué)在全球率先量產(chǎn)

24、 12 英寸半導(dǎo)體硅片。日本半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)從 20世紀(jì) 90 年代超過美國(guó)后，至今仍在全球占據(jù)主導(dǎo)地位。20 世紀(jì) 90 年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從日本向韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)移，韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣硅片企業(yè)得以成長(zhǎng)，并在全球占有一席之地。圖23：半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展歷史資料來(lái)源：半導(dǎo)體供應(yīng)鏈研究，各公司官網(wǎng)，整理競(jìng)爭(zhēng)格局： 本土供應(yīng)需求強(qiáng)烈， 市場(chǎng)集中度有望下降半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展伴隨著整合收購(gòu)，競(jìng)爭(zhēng)格局由分散走向集中。半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期由美國(guó) MEMC 主導(dǎo)，之后眾多企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)，1998 年市場(chǎng)格局極度分散，全球主要市場(chǎng)參與者超過 25 家。但隨著硅片尺寸越來(lái)越大，所需投資額大幅提高，規(guī)模效應(yīng)是企業(yè)盈利的

25、關(guān)鍵，在眾多硅片廠商出現(xiàn)連續(xù)虧損的情況下收購(gòu)兼并不斷發(fā)生。通過不斷的整合收購(gòu)，全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)由分散走向集中， 2019 年全球前五大硅片廠商合計(jì)市占率超過 90。圖24：全球五大半導(dǎo)體硅片廠商并購(gòu)史圖25：全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)由分散到集中資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，整理資料來(lái)源：Capital IQ，整理國(guó)際環(huán)境加速國(guó)產(chǎn)替代，全球市場(chǎng)集中度有望下降。在國(guó)際關(guān)系緊張的情況下， 半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全成為各國(guó)政府和企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)，半導(dǎo)體硅片作為核心原材料， 本土供應(yīng)需求強(qiáng)烈，2022 年中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓收購(gòu)德國(guó)世創(chuàng)電子因未獲德國(guó)審核通過而宣告失敗。在以中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片廠商為代表的供給影響下，半導(dǎo)體硅片行業(yè)

26、的競(jìng)爭(zhēng)格局有望發(fā)生改變，全球市場(chǎng)集中度有望下降。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)， 2020 年全球前三大半導(dǎo)體硅片廠商合計(jì)市占率由 2019 年的 68.2下降至 63.8；前五大廠商合計(jì)市占率由 92.6下降至 86.6。圖26：2020 年全球半導(dǎo)體硅片集中度下降圖27：2020 年全球半導(dǎo)體硅片市占率資料來(lái)源：SEMI，整理資料來(lái)源：SEMI，整理8 英寸和 12 英寸硅片需求增加， 小尺寸硅片需求穩(wěn)定半導(dǎo)體含量提升推動(dòng)硅片出貨面積增加，2021 年全球硅片出貨面積創(chuàng)歷史新高。歷史上半導(dǎo)體行業(yè)的年均增速高于電子系統(tǒng)整體市場(chǎng)，主要驅(qū)動(dòng)力是電子系統(tǒng)中使用的半導(dǎo)體的含量不斷增加。比如隨著全球手機(jī)、汽車

27、和個(gè)人電腦出貨量增長(zhǎng)趨于成熟和放緩，電子系統(tǒng)市場(chǎng) 2011-2021 年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 3.5，而半導(dǎo)體行業(yè) 2011-2021 年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 6.5。根據(jù) IC Insights 的數(shù)據(jù)，2021 年電子系統(tǒng)中的半導(dǎo)體含量提高到了 33.2，創(chuàng)歷史新高，同時(shí)預(yù)期終值將超過40 。在半導(dǎo)體含量推動(dòng)作用下，硅片出貨面積曾上升趨勢(shì)，根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)， 2021 年全球硅片出貨面積 141.65 億平方英寸，創(chuàng)歷史新高。圖28：電子系統(tǒng)中半導(dǎo)體含量提升圖29：各尺寸半導(dǎo)體硅片需求量（百萬(wàn)片/月）資料來(lái)源：IC Insights，整理資料來(lái)源：Omdia，整理半導(dǎo)體硅片新增需求集中在

28、 8 英寸和 12 英寸，6 英寸及以下尺寸硅片需求穩(wěn)定。根據(jù) Omdia 的數(shù)據(jù)，6 英寸及以下尺寸的半導(dǎo)體硅片需求量在 2000 年到 2015 年之間呈下降趨勢(shì)，2015 年后基本保持穩(wěn)定；12 英寸硅片從 2001 年商業(yè)化生產(chǎn)后， 需求量持續(xù)攀升；8 英寸硅片需求量波動(dòng)相對(duì)較少。Omdia 預(yù)計(jì) 2021 至 2025 年， 8 英寸和 12 英寸半導(dǎo)體硅片需求量將增加，6 英寸及以下尺寸硅片需求保持平穩(wěn)。從出貨片數(shù)來(lái)看，2021 年12 英寸占比47.7，8 英寸占比34.3，小尺寸占比18.0；從出貨面積來(lái)看，2021 年 12 英寸占比 70.9，8 英寸占比 22.6，小尺寸

29、占比 6.5。圖30：半導(dǎo)體各尺寸出貨量占比圖31：半導(dǎo)體各尺寸硅片出貨面積占比資料來(lái)源：Omdia，整理資料來(lái)源：Omdia，整理基于成本考慮，分立器件繼續(xù)沿用小尺寸，集成電路向大尺寸遷移。分立器件由 于價(jià)格偏低，生產(chǎn)廠商對(duì)于投資大尺寸產(chǎn)線動(dòng)力不足，目前仍以 6 英寸及以下硅片為主。集成電路使用大尺寸硅片帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益明顯，比如 12 英寸硅片的面積是 8 英寸的 2.25 倍，可使用率是 8 英寸的 2.5 倍左右，單片可產(chǎn)出的芯片數(shù)量增加，單個(gè)芯片的成本隨之降低。若硅片尺寸增大帶來(lái)的成本節(jié)約可以彌補(bǔ)投資大尺寸晶圓制造產(chǎn)線的成本，廠商便有向大尺寸遷移的動(dòng)力。目前商用的最大半導(dǎo)體硅片尺寸是

30、12 英寸，18 英寸（450mm）硅片由于工藝和技術(shù)難度較大，目前還沒有看到量產(chǎn)的可能。表4：半導(dǎo)體硅片各尺寸對(duì)應(yīng)的制程和半導(dǎo)體產(chǎn)品半導(dǎo)體硅片尺寸制程半導(dǎo)體產(chǎn)品6 英寸及以下0.35um 及以上二極管、三極管、晶閘管等各類分立器件8 英寸90nm0.35um傳感器芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、電源管理芯片、射頻芯片等12 英寸90nm 及以下CPU、GPU、存儲(chǔ)芯片、FPGA、ASIC 等資料來(lái)源：滬硅產(chǎn)業(yè)招股書，整理12 英寸半導(dǎo)體硅片需求旺盛， 供求緊張態(tài)勢(shì)有望持續(xù)至 2026 年遠(yuǎn)程辦公、汽車半導(dǎo)體、元宇宙等新需求推動(dòng) 12 英寸半導(dǎo)體硅片需求增加。根據(jù) SUMCO 2022 年 2 月的預(yù)測(cè)，12

31、 英寸半導(dǎo)體硅片的需求量將在遠(yuǎn)程辦公、線上會(huì)議、自動(dòng)駕駛、元宇宙等新需求的推動(dòng)下增加，其中全球數(shù)據(jù)量將從每年 13ZB 增加到 160ZB，數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)需求旺盛。SUMCO 預(yù)計(jì) 2021-2025 年高性能計(jì)算和 DRAM 對(duì) 12 英寸半導(dǎo)體硅片需求量的 CAGR 分別為 14.7和 10。圖32：12 英寸半導(dǎo)體硅片需求驅(qū)動(dòng)力圖33：高性能計(jì)算對(duì) 12 英寸半導(dǎo)體硅片的需求量資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：SUMCO，整理圖34：DRAM 對(duì) 12 英寸半導(dǎo)體硅片需求量圖35：NAND 對(duì) 12 英寸半導(dǎo)體硅片的需求量資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：SUMCO，整理下游晶圓廠

32、積極投資擴(kuò)產(chǎn)，增加對(duì) 12 英寸半導(dǎo)體硅片的需求。為了滿足下游終端需求，晶圓廠正在加大資本開支擴(kuò)充產(chǎn)能，預(yù)計(jì) 2022 年投資總額約 1500 億美元，其中第三方代工廠在先進(jìn)制程方面尤為積極，2020-2025 年的CAGR 為 8.1， IDM 的CAGR 為 4.6。在高額資本開支下，預(yù)計(jì)全球 12 英寸拋光片需求量將從 2020 年 375.1 萬(wàn)片/月增加到 2025 年的 555.4 萬(wàn)片/月，外延片將從 229.2 萬(wàn)片/月增加到 268.2 萬(wàn)片/月；晶圓代工廠所需 12 英寸硅片量將從 2020 年的 159.3 萬(wàn)片/月提高到 2025 年的 274.8 萬(wàn)片/月。圖36：晶

33、圓廠的資本開支計(jì)劃（十億美元）圖37：12 英寸外延片和拋光片需求預(yù)期（千片/月）資料來(lái)源：SUMCO，整理資料來(lái)源：SUMCO，整理擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度落后于需求增加，12 英寸半導(dǎo)體硅片供不應(yīng)求。根據(jù) SUMCO 2 月的最新預(yù)測(cè)，2021-2026 年 12 英寸硅片需求量的 CAGR 為 8.4。由于 12 英寸半導(dǎo)體硅片新建廠房的大規(guī)模投產(chǎn)需要等到 2024 年，擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度落后于需求增加，2022、2023年 12 英寸硅片供應(yīng)缺口將比 2021 年更大，預(yù)計(jì)從 2022 年至 2026 年全球 12 英寸硅片廠商的產(chǎn)能利用率均將保持在 100以上。另外，8 英寸及以下硅片供不應(yīng)求的狀態(tài)也將在 2

34、022 年持續(xù)?；诖耍鞔蟀雽?dǎo)體硅片廠商進(jìn)入 2022 年后，在 2021 年漲價(jià)的基礎(chǔ)上再次漲價(jià)。SUMCO 大額擴(kuò)產(chǎn)滿足長(zhǎng)約需求，環(huán)球晶圓收購(gòu)失敗后亦宣布擴(kuò)產(chǎn)。SUMCO 已與客戶簽訂從 2022 到 2026 年的 5 年長(zhǎng)約，為了滿足客戶需求，SUMCO 計(jì)劃投資 2287 億日元（約 125 億人民幣）在 Imari 和 Omura 新建廠房擴(kuò)產(chǎn)，這是自 2008 年以來(lái)首度投資建設(shè)新的工廠。兩個(gè)新廠房將于 2022 年動(dòng)工，2023 年下半年開始投產(chǎn)， 并分別于 2Q25、2023 年底滿產(chǎn)，這些新增產(chǎn)能已包含在長(zhǎng)約中。環(huán)球晶圓收購(gòu)世創(chuàng)電子失敗后，也于 2022 年 2 月宣布了

35、擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，將于 2022 年至 2024 年投入1000 億新臺(tái)幣（約 228 億人民幣），用于擴(kuò)充現(xiàn)有廠區(qū)以及興建新廠，新產(chǎn)線預(yù)計(jì) 2023 年下半年開始投產(chǎn)。圖38：12 英寸半導(dǎo)體硅片需求驅(qū)動(dòng)力資料來(lái)源：SUMCO，整理本土半導(dǎo)體硅片供需兩旺，國(guó)內(nèi)大廠加速崛起國(guó)內(nèi)積極投入晶圓廠建設(shè)， 為本土半導(dǎo)體硅片廠商創(chuàng)造機(jī)遇中國(guó)是全球新建晶圓廠數(shù)量最多的國(guó)家，增加對(duì) 8 英寸和 12 英寸硅片的需求。根據(jù) SEMI 的預(yù)計(jì)，2020 年至 2024 年間將有眾多晶圓廠上線，包括 25 座 8 英寸晶圓廠和 60 座 12 英寸晶圓廠，其中中國(guó)是新增數(shù)量最多的國(guó)家，中國(guó)大陸新增14 座 8 英寸和 1

36、5 座 12 英寸，中國(guó)臺(tái)灣新增 2 座 8 英寸和 15 座 12 英寸，在新建8 英寸晶圓廠方面，中國(guó)大陸的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他國(guó)家/地區(qū)。2021、2022 年中國(guó)大陸新建數(shù)量分別為 5 座和 3 座，新增晶圓廠的投產(chǎn)將帶動(dòng)對(duì)半導(dǎo)體硅片的需求。圖39：2020-2024 年新增晶圓廠數(shù)量圖40：2021 和 2022 年新建晶圓廠數(shù)量資料來(lái)源：SEMI，整理資料來(lái)源：SEMI，整理為了抓住產(chǎn)業(yè)機(jī)遇， 國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片廠商積極擴(kuò)產(chǎn)政策資金推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)紛紛投資擴(kuò)產(chǎn)。發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)家戰(zhàn)略，國(guó)家和地方政府加大支持政策力度。同時(shí)，在國(guó)產(chǎn)化大趨勢(shì)下，大量資金涌入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在兩者推動(dòng)

37、下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展期，半導(dǎo)體硅片作為關(guān)鍵原材料，各廠商相繼宣布投資擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。半導(dǎo)體硅片廠建設(shè)主體多，區(qū)域分散。由于國(guó)內(nèi)大尺寸半導(dǎo)體硅片企業(yè)處于發(fā)展早期，尚未形成壟斷格局。各企業(yè)和各地政府為了抓住發(fā)展機(jī)遇，積極建設(shè)硅片廠，呈現(xiàn)出建設(shè)主體多且區(qū)域分散的格局。從日本半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展史來(lái)看， 在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，多項(xiàng)目齊頭并進(jìn)；隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟，基于規(guī)模效應(yīng)和盈利能力考慮，并購(gòu)整合是最優(yōu)選擇。表5：國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能不完全統(tǒng)計(jì)（8 英寸和 12 英寸）8 英寸（萬(wàn)片/月）12 英寸（萬(wàn)片/月）已建成產(chǎn)能規(guī)劃新增產(chǎn)能已建成產(chǎn)能規(guī)劃新增產(chǎn)能上海新昇3030滬硅產(chǎn)業(yè)新傲科技233Okmetic2

38、2立昂微金瑞泓4015國(guó)晶嘉興（立昂微收購(gòu)中）1530中環(huán)股份70301743神工股份510有研半導(dǎo)體161030麥斯克上海超硅325305超硅半導(dǎo)體重慶超硅505奕斯偉545中欣晶圓101010鄭州合晶20127鑫晶半導(dǎo)體301020晶睿電子102010無(wú)錫大硅片項(xiàng)目義務(wù)大硅片項(xiàng)目6060合計(jì)259195138313資料來(lái)源：各公司公告，亞化咨詢，整理（部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自新聞報(bào)道，與公司當(dāng)前實(shí)際產(chǎn)能可能存在差異）國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇期與海外半導(dǎo)體硅片企業(yè)相比，國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入半導(dǎo)體硅片行業(yè)時(shí)間較晚，規(guī)模化量產(chǎn)時(shí)間落后十年以上。其中 8 英寸半導(dǎo)體硅片海外量產(chǎn)時(shí)間為 1984 年，

39、我國(guó)立昂微量產(chǎn)時(shí)間為 2009 年；12 英寸半導(dǎo)體硅片海外量產(chǎn)時(shí)間為 2001 年，我國(guó)上海新昇量產(chǎn)時(shí)間為 2018 年。由于起步晚，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)面臨較高的行業(yè)進(jìn)入壁壘，包括資金壁壘、人才壁壘、技術(shù)壁壘、認(rèn)證壁壘以及規(guī)模壁壘等。但是在國(guó)家政策和資本支持下，資金壁壘已基本解決；同時(shí)，良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境和待遇也吸引了優(yōu)秀的海外人才回流及本土人才加入，半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域的人才梯隊(duì)正在建立。本土客戶加速驗(yàn)證，部分企業(yè)已跨過認(rèn)證壁壘。新進(jìn)半導(dǎo)體硅片廠商要成為客戶主要供應(yīng)商一般需要 5 年以上的認(rèn)證過程：2 年左右的產(chǎn)品流片評(píng)估1 年左右的陪片和測(cè)試片穩(wěn)定供應(yīng)低價(jià)格低數(shù)量訂單正片供應(yīng) 1 年正常價(jià)格訂單的

40、 B 類和 C 類供應(yīng)商主要供應(yīng)商。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在有成熟供應(yīng)商的情況下，晶圓廠導(dǎo)入新硅片供應(yīng)商的意愿較低，但在國(guó)際關(guān)系緊張的情況下，國(guó)內(nèi)晶圓制造企業(yè)對(duì)于硅片本土化需求增加，更愿意為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供認(rèn)證機(jī)會(huì)，在此背景下，國(guó)內(nèi)部分硅片企業(yè)已成功完成認(rèn)證，進(jìn)入批量供貨階段，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，國(guó)內(nèi)企業(yè)將有更多的機(jī)會(huì)導(dǎo)入海外客戶。圖41：晶圓制造企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體硅片廠商的認(rèn)證過程資料來(lái)源：半導(dǎo)體硅片制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，整理量產(chǎn)初期盈利能力較弱，待規(guī)模提升后有望改善。半導(dǎo)體硅片行業(yè)前期固定資產(chǎn)投資金額較大，在規(guī)模出貨前容易虧損，規(guī)模效應(yīng)是企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一。國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入時(shí)間較短，規(guī)模效應(yīng)還未形成，相比海外大

41、廠，前期盈利能力較弱，尤其是 12 英寸產(chǎn)線。以滬硅產(chǎn)業(yè)為例，2020 年滬硅產(chǎn)業(yè)整體毛利率為 13.10 ，8 英寸及以下尺寸產(chǎn)品毛利率為 21.76，12 英寸產(chǎn)品毛利率則為-34.82。隨著產(chǎn)能和銷量爬坡完成后，規(guī)模效應(yīng)有助改善企業(yè)盈利能力。圖42：國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)毛利率偏低資料來(lái)源：各公司公告，整理核心設(shè)備逐步國(guó)產(chǎn)化，部分廠商已建立設(shè)備設(shè)計(jì)能力。建設(shè)一條硅片生產(chǎn)線需要一系列的設(shè)備，包括單晶爐、拋光和清洗設(shè)備、切磨設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備和外延設(shè)備等。雖然目前 12 英寸線生產(chǎn)設(shè)備仍以進(jìn)口設(shè)備為主，但已有部分國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入生產(chǎn)線。另外，設(shè)備的設(shè)計(jì)和改造能力也是半導(dǎo)體硅片企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，以單晶

42、爐為例，信越和 SUMCO 的單晶爐是由公司獨(dú)立設(shè)計(jì)制造或通過控股子公司設(shè)計(jì)制造；其他主要硅片廠商也有自己獨(dú)立的單晶爐供貨商，并簽有嚴(yán)格的保密協(xié)議。經(jīng)過多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)部分廠商也已建立核心設(shè)備設(shè)計(jì)能力，以上海超硅為例，公司設(shè)有設(shè)備技術(shù)中心，核心設(shè)備單晶爐由公司自主設(shè)計(jì)制造。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)中長(zhǎng)期景氣上行， 為硅片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)投資機(jī)遇半導(dǎo)體硅片企業(yè)的業(yè)績(jī)和市值與行業(yè)周期強(qiáng)相關(guān)，簽訂長(zhǎng)約有助緩解業(yè)績(jī)波動(dòng)。從全球半導(dǎo)體硅片大廠 SUMCO 的歷史復(fù)盤來(lái)看，公司業(yè)績(jī)和市值波動(dòng)情況基本一致，2016-2018 年為上行階段，2019、2020 年為下行階段。環(huán)球晶圓在 2016-2018 年的階段與 SUMC

43、O 情形類似，毛利率、凈利率大幅提升，市值也大幅上漲；而在2019、2020 年的下行周期中，環(huán)球晶圓因?yàn)榕c客戶簽訂了鎖價(jià)鎖量的長(zhǎng)約，毛利率、凈利率波動(dòng)幅度較小。另外，環(huán)球晶圓在 2016 年還進(jìn)行了兩次收購(gòu)，其中包括全球第四大半導(dǎo)體硅片廠商，因此環(huán)球晶圓 2016-2018 年市值上漲 10 倍左右， 遠(yuǎn)超 SUMCO；2020 年底環(huán)球晶圓開始籌劃收購(gòu)世創(chuàng)電子，2022 年初宣告失敗。在國(guó)產(chǎn)替代背景下，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入黃金發(fā)展期，為硅片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)投資機(jī)遇。 在國(guó)際關(guān)系緊張的情況下，中國(guó)半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)進(jìn)入天時(shí)、地利、人和的黃金發(fā)展期，從中長(zhǎng)期來(lái)看景氣度將繼續(xù)上行，晶圓廠進(jìn)入擴(kuò)產(chǎn)期。而根據(jù) 20

44、19 年底修訂的瓦森納協(xié)議，部分高端半導(dǎo)體硅片相關(guān)技術(shù)受到出口管制，基于供應(yīng)鏈安全考慮，國(guó)內(nèi)晶圓廠對(duì)導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)硅片的配合度增加。根據(jù)麥斯克招股書，我國(guó) 8 英寸硅片僅 10左右，12 英寸國(guó)產(chǎn)供應(yīng)剛起步。從日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史來(lái)看，半導(dǎo)體硅片企業(yè)的成長(zhǎng)是伴隨著本土半導(dǎo)體行業(yè)的崛起而發(fā)生，并將經(jīng)歷一段收購(gòu)整合期。我們認(rèn)為，芯片國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)將助力我國(guó)培育出在全球占有一席之地的半導(dǎo)體硅片企業(yè)，當(dāng)下是投資半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇期。圖43：SUMCO 的收入及凈利潤(rùn)圖44：SUMCO 和環(huán)球晶圓的毛利率及凈利率資料來(lái)源：公司公告，整理資料來(lái)源：公司公告，整理圖45：SUMCO 市值隨行業(yè)

45、周期性波動(dòng)圖46：環(huán)球晶圓市值隨行業(yè)周期性波動(dòng)資料來(lái)源：Wind，整理資料來(lái)源：Wind，整理投資建議： 關(guān)注大尺寸量產(chǎn)企業(yè)及細(xì)分市場(chǎng)占主導(dǎo)地位的企業(yè)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)正在積極推動(dòng) 12 英寸硅片建設(shè)，建議關(guān)注具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的已量產(chǎn)企業(yè)。相比于海外，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)處于發(fā)展的早期，大尺寸硅片技術(shù)積累不足，大部分企業(yè)以生產(chǎn) 8 英寸及以下硅片為主。由于 8 英寸以下硅片的需求穩(wěn)定，難以支撐企業(yè)繼續(xù)成長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)硅片企業(yè)均在積極布局 8 英寸、12 英寸產(chǎn)線。12 英寸半導(dǎo)體硅片由于技術(shù)資金門檻更高，量產(chǎn)和客戶導(dǎo)入難度更大，率先量產(chǎn)的企業(yè)具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)也有望主導(dǎo)國(guó)內(nèi)的并購(gòu)整合。目前國(guó)內(nèi)已規(guī)模

46、化生產(chǎn) 12 英寸的企業(yè)主要有滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份、超硅半導(dǎo)體等。國(guó)內(nèi) 6 英寸及以下半導(dǎo)體硅片企業(yè)已具有較強(qiáng)的實(shí)力，建議關(guān)注細(xì)分市場(chǎng)占主導(dǎo)地位的企業(yè)。隨著海外企業(yè)逐步退出 6 英寸及以下小尺寸硅片市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在部分細(xì)分市場(chǎng)已占據(jù)主導(dǎo)地位。由于前期投資額較小且已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化銷售，小尺寸硅片企業(yè)的毛利率明顯優(yōu)于大尺寸硅片企業(yè)，盈利能力突出，代表性企業(yè)有中晶科技、麥斯克、有研硅等。公司成立年份2020 年收 2020 年半導(dǎo)半導(dǎo)體硅入（億元 體硅片收入 片收入占）（億元）比2020 年半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)毛利率公司概況近期重要的半導(dǎo)體硅片項(xiàng)目688126.SH滬硅產(chǎn)業(yè)605358.SH立昂微201

47、5200218.1115.0218.119.73100.0064.80 13.1040.66 由上海新昇、新傲科技、芬蘭 Okmetic 組成，產(chǎn)品尺寸涵蓋 6-12 英寸，類型涵蓋拋光片、外延片、SOI 硅片，以輕摻為主。業(yè)務(wù)包括半導(dǎo)體硅片、功率器件和第三代半導(dǎo)體代工，其中半導(dǎo)體硅片產(chǎn)品尺寸涵蓋 6-12 英寸，類型涵蓋拋光片、外延片，以重?fù)綖橹鳎s 70）。1、20-14nm 集成電路用 300mm 硅片成套技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、300mm 無(wú)缺陷硅片研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。（在研項(xiàng)目）2、集成電路制造用 300mm 高端硅片研發(fā)與先進(jìn)制造項(xiàng)目、300mm 高端硅基材料研發(fā)中試項(xiàng)目。（2021 定增項(xiàng)目）1、擬收購(gòu) 12 英寸半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)企業(yè)國(guó)晶（嘉興）半導(dǎo)體。2、年產(chǎn) 180 萬(wàn)片集成電路用 12 英寸硅片年產(chǎn) 72 萬(wàn)片 6 英寸功率半導(dǎo)體芯片技術(shù)改造項(xiàng)目、年產(chǎn) 240 萬(wàn)片 6 英寸硅外延片技術(shù)改造項(xiàng)目。（2021 非公開發(fā)行）002129.SZ中環(huán)股份003026.SZ中晶科技19882010190.572.7313.511.907.0969.5323.0747.92業(yè)務(wù)包括半導(dǎo)體硅片、半導(dǎo)體器件、光伏材料、光伏電池組件等，其中半導(dǎo)