滬硅產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告：受益于進(jìn)口替代浪潮國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體硅片龍頭崛起

滬硅產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告：受益于進(jìn)口替代浪潮，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體硅片龍頭崛起1.半導(dǎo)體硅片“國(guó)家隊(duì)”，業(yè)績(jī)快速增長(zhǎng)公司主要從事半導(dǎo)體硅片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是中國(guó)大陸規(guī)模最大的半導(dǎo)體硅片制造企業(yè)之一，是中國(guó)大陸率先實(shí)現(xiàn)300mm半導(dǎo)體硅片規(guī)?；N售的企業(yè)。公司目前已成為多家主流半導(dǎo)體企業(yè)的供應(yīng)商，提供的產(chǎn)品類型涵蓋300mm拋光片及外延片、200mm及以下拋光片、外延片及SOI硅片。公司客戶包括了格羅方德、中芯國(guó)際、華虹宏力、華力微電子、華潤(rùn)微電子、恩智浦、意法半導(dǎo)體等芯片制造企業(yè)。公司客戶遍布北美、歐洲、中國(guó)、亞洲其他國(guó)家或地區(qū)。公司子公司上海新昇于2014年開始建設(shè)，2016年10月成功拉出第一根300mm單晶硅錠，2017年打通了300mm半導(dǎo)體硅片全工藝流程，2018年最終實(shí)現(xiàn)了300mm半導(dǎo)體硅片的規(guī)?；a(chǎn)，填補(bǔ)了中國(guó)大陸300mm半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)化的空白。公司背靠國(guó)資，股權(quán)結(jié)構(gòu)較為集中。根據(jù)公司披露的2022年一季報(bào)，前兩大股東上海國(guó)盛(集團(tuán))有限公司和國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司分別持股20.84%。受益于進(jìn)口替代加速，公司12英寸硅片營(yíng)收快速增長(zhǎng)。2019年300mm半導(dǎo)體硅片營(yíng)收受市場(chǎng)影響較2018年持平，但公司300mm半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能持續(xù)增加。公司營(yíng)業(yè)收入持續(xù)快速增長(zhǎng)，2020年公司歸母凈利潤(rùn)轉(zhuǎn)正。公司近5年?duì)I收增速55.65%，持續(xù)快速增長(zhǎng)。公司2021年300mm硅片毛利率為-6.17%，200mm硅片毛利率為15.91%，隨著產(chǎn)能利用率的提升，公司毛利率仍然有較大的改善空間。2021年環(huán)球晶圓毛利率為38.09%，德國(guó)Siltronic毛利率為29.49%，日本SUMCO毛利率為23.87%，相比于海外巨頭工藝較為成熟、盈利穩(wěn)定較為，公司目前處于投入期，毛利率有較大的提升空間。2.半導(dǎo)體硅片行業(yè)市場(chǎng)空間大，進(jìn)口替代進(jìn)程加速2.1硅片——半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的材料半導(dǎo)體硅片又稱硅晶圓片，在半導(dǎo)體材料中市場(chǎng)占比達(dá)到35%，是半導(dǎo)體第一大材料。通過對(duì)硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手段，可以制成集成電路和各種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體硅片是半導(dǎo)體材料中成本占比最高，在產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體硅片作為芯片制造最重要的材料，是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國(guó)際先進(jìn)水平差距最大的環(huán)節(jié)之一，目前主要是300mm（12英寸）和200mm（8英寸）硅片。300mm硅片終端需求拉動(dòng)主要為通訊設(shè)備，5G，手機(jī)以及數(shù)據(jù)中心等；200mm及以下的硅片大多應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)，通訊設(shè)備，汽車和工業(yè)電子設(shè)備等領(lǐng)域。半導(dǎo)體硅片主要制備方法包括直拉法和區(qū)熔法，目前95%以上采用的是直拉法，直拉法成為率先需要突破的工藝。目前工業(yè)上生產(chǎn)單晶硅通常采用的是直拉法（CZ法），它是制造單晶硅的一種重要方法。直拉法（CZ）法硅片主要用在邏輯和存儲(chǔ)器芯片中，市場(chǎng)占比約為95%。區(qū)熔法（FZ）硅片主要用在部分功率芯片中，市場(chǎng)占比約為4%，區(qū)熔硅片電阻率較高，但機(jī)械性能差，主要用于功率半導(dǎo)體。2.2半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)空間大，先進(jìn)制程與特色工藝推動(dòng)行業(yè)發(fā)展中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)全球市場(chǎng)占比持續(xù)提升，2025年有望達(dá)到50%。我國(guó)作為全球最大的集成電路和分立器件市場(chǎng)，已實(shí)現(xiàn)分離器和低端集成電路國(guó)產(chǎn)化，但高端芯片國(guó)產(chǎn)化依然是卡脖子問題。中國(guó)半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)銷售額增速遠(yuǎn)超全球。全球半導(dǎo)體硅片銷售額約為126億美元，同比增長(zhǎng)12.5%，出貨面積同比增長(zhǎng)14.2%。其中，中國(guó)市場(chǎng)銷售額約為16.56億美元，占比13.1%，2016-2021年間年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)27.08%。中國(guó)晶圓代工廠2020年全球占比22%，而半導(dǎo)體硅片龍頭滬硅產(chǎn)業(yè)在全球半導(dǎo)體硅片廠商中的份額排名第七，市占率僅為2.2%，未來具有較大的提升空間。隨著5G，智能汽車，物聯(lián)網(wǎng)等終端需求增長(zhǎng)，全球硅片出貨量將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，先進(jìn)制程對(duì)應(yīng)的硅片占比持續(xù)提升。特色工藝硅片受益于智能化進(jìn)程，法國(guó)Soitec股價(jià)2年漲幅575%，SOI硅片或?qū)⒂瓉韽?qiáng)勁增長(zhǎng)。Soitec成立于1992年，它以一項(xiàng)突破性的晶圓鍵合和剝離技術(shù)——SmartCut打開了半導(dǎo)體領(lǐng)域的全新市場(chǎng)，收入全球排名第五，也是全球最大的優(yōu)化襯底供應(yīng)商。Soitec擁有的SmartCut、SmartStacking、Epitaxy等核心技術(shù)，主要面向服務(wù)器、智能手機(jī)、工業(yè)和汽車應(yīng)用、云和物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)。Soitec于1999年成功在歐洲證券交易所上市，產(chǎn)能每年高達(dá)200萬個(gè)晶圓。2017年至今，Soitec股價(jià)從36歐元上漲至2019年的243歐元，截止2022年7月1日收盤價(jià)為130.75歐元。SOI硅片即絕緣體上硅，是常見的硅基材料之一，主要用于射頻前端芯片、功率器件、汽車電子、傳感器以及星載芯片等。SOI芯片要求耐高壓、耐惡劣環(huán)境、低功耗、集成度高的芯片上，其核心特征是在頂層硅和支撐襯底之間引入了一層氧化物絕緣埋層。近年來，半導(dǎo)體市場(chǎng)回暖并迅速升溫，在智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等下游終端產(chǎn)品的需求拉動(dòng)下，全球SOI硅片市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，全球SOI硅片的市場(chǎng)規(guī)模從2015年的4.31億美元增長(zhǎng)至2020年的10.33億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率為19.10%。2.3政策助力縮短技術(shù)短板，進(jìn)口替代進(jìn)程提速政策持續(xù)加碼，半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速。自2010年以來，工信部、科技部等部門陸續(xù)發(fā)布了半導(dǎo)體硅片研發(fā)、稅收優(yōu)惠與產(chǎn)業(yè)化系列政策，內(nèi)容涉及在集成電路半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破、加速12英寸硅片等關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程等內(nèi)容。細(xì)節(jié)上，為全面發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，減少或縮短技術(shù)短板，半導(dǎo)體硅片作為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，受到政策大力支持。半導(dǎo)體硅片制造的生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，涉及工藝繁多，長(zhǎng)晶爐成為最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)主要硅片企業(yè)近年來規(guī)劃了多個(gè)大硅片建設(shè)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2020年-2022年中國(guó)大陸硅片廠總規(guī)劃投資額約為1150億元。根據(jù)設(shè)備購(gòu)買清單統(tǒng)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)硅片產(chǎn)線的投資60-70%將用于生產(chǎn)線上設(shè)備采購(gòu)，2020年-2022年有望帶動(dòng)570-800億元的硅片設(shè)備需求。從設(shè)備的采購(gòu)情況看，長(zhǎng)晶設(shè)備約占設(shè)備總投資的25%，日本Ferrotec是全球半導(dǎo)體級(jí)別長(zhǎng)晶爐的龍頭，在12英寸半導(dǎo)體硅片長(zhǎng)晶爐領(lǐng)域市占率高達(dá)80%以上。制造硅片的核心設(shè)備是單晶爐，國(guó)際主流硅片廠商的單晶爐都是自己制造，但依托于采購(gòu)日系設(shè)備改進(jìn)設(shè)備，差距也在不斷縮小。例如信越化學(xué)和SUMCO都是公司自己獨(dú)立設(shè)計(jì)或者通過控股子公司設(shè)計(jì)制造，并且簽訂嚴(yán)格的保密協(xié)定，導(dǎo)致外界廠商高規(guī)格單晶爐無法供貨。但中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的環(huán)球晶圓和幾個(gè)硅片大廠通過采購(gòu)日本設(shè)備并加以工藝改進(jìn)，已經(jīng)能夠突破設(shè)備壁壘。在半導(dǎo)體集成電路長(zhǎng)晶設(shè)備方面，部分廠商單晶爐已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，除采購(gòu)國(guó)外硅料之外，國(guó)產(chǎn)多晶硅料的占比也正逐步提升。國(guó)內(nèi)北方華創(chuàng)、連城精密和晶盛機(jī)電的12英寸單晶爐雖然與國(guó)際水平仍存在差距，但技術(shù)方面的差距已在不斷縮小。上游半導(dǎo)體硅片原料電子級(jí)多晶硅主要依賴進(jìn)口，但硅料廠商充分競(jìng)爭(zhēng)且批量生產(chǎn)，半導(dǎo)體硅片廠商受上游的限制逐步降低。電子級(jí)多晶硅相較于光伏級(jí)多晶硅，純度和雜質(zhì)控制要求更高，通常要求純度到達(dá)99.9999999%以上（9N~11N）。在此之前世界范圍內(nèi)能完全生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅產(chǎn)品，只有Wacker、hemlock、三菱等企業(yè)，關(guān)鍵性的技術(shù)主要掌握在德國(guó)、日本和美國(guó)為首的企業(yè)手中，目前已出現(xiàn)部分國(guó)產(chǎn)多晶硅料廠商。國(guó)內(nèi)廠商部分廠商已具備12寸硅片國(guó)產(chǎn)替代能力，通過國(guó)內(nèi)主流晶圓廠驗(yàn)證，產(chǎn)能快速釋放。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，全球300mm半導(dǎo)體硅片2020年出貨量約627萬片/月，預(yù)計(jì)2022年將超過700萬片/月；而中國(guó)大陸300mm芯片制造企業(yè)2020年末安裝產(chǎn)能約為85萬片/月，預(yù)計(jì)2022年300mm安裝產(chǎn)能將超過120萬片/月。3.公司積極擴(kuò)張產(chǎn)能，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著3.1順應(yīng)行業(yè)大周期，公司積極擴(kuò)產(chǎn)半導(dǎo)體硅片的技術(shù)門檻、認(rèn)證門檻較高、設(shè)備投資較大，具備一定行業(yè)壁壘，新進(jìn)入者威脅程度較弱。半導(dǎo)體硅片是半導(dǎo)體器件關(guān)鍵原材料，替代品威脅較弱。我國(guó)半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量較少，主要競(jìng)爭(zhēng)者來自全球市場(chǎng)份額較大的日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等廠商，因此現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)者競(jìng)爭(zhēng)程度較激烈。根據(jù)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片龍頭企業(yè)滬硅產(chǎn)業(yè)、TCL中環(huán)、立昂微、中晶科技的半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)營(yíng)收規(guī)模來看，2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額分別為16%、13%、9%與2%。公司把握行業(yè)發(fā)展大周期，積極擴(kuò)產(chǎn)。200mm硅片：子公司Okmetic將新增每年313.2萬片200mm半導(dǎo)體拋光片產(chǎn)能；300mm硅片：公司將在前期30萬片/月產(chǎn)能基礎(chǔ)上，進(jìn)一步新增30萬片/月的300mm硅片產(chǎn)能，項(xiàng)目完成后公司300mm硅片產(chǎn)能將合計(jì)達(dá)到60萬片/月。子公司新傲科技將建設(shè)年產(chǎn)能40萬片的300mm高端硅基材料研發(fā)中試線。3.2競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，公司層面員工激勵(lì)充分①

技術(shù)領(lǐng)先。公司作為中國(guó)大陸率先實(shí)現(xiàn)300mm半導(dǎo)體硅片規(guī)?；N售的企業(yè)，目前已掌握了直拉單晶生長(zhǎng)、磁場(chǎng)直拉單晶生長(zhǎng)、熱場(chǎng)模擬和設(shè)計(jì)、大直徑硅錠線切割、高精度滾圓、高效低應(yīng)力線切割、化學(xué)腐蝕、雙面研磨、邊緣研磨、雙面拋光、單面拋光、邊緣拋光、硅片清洗等300mm半導(dǎo)體硅片制造的關(guān)鍵技術(shù)。②核心研發(fā)人員創(chuàng)新能力突出，行業(yè)領(lǐng)軍人物加盟，積極推動(dòng)公司發(fā)展。在公司核心技術(shù)人員李煒博士、WANGQINGYU博士以及AtteHaapalinna博士的帶領(lǐng)下，公司已建立起一支具有較強(qiáng)自主研發(fā)和創(chuàng)新能力的技術(shù)隊(duì)伍，300mm半導(dǎo)體硅片和SOI硅片具備良好的技術(shù)積累和人才儲(chǔ)備。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，公司經(jīng)過持續(xù)的研發(fā)投入、試生產(chǎn)、量產(chǎn)、技術(shù)調(diào)試與客戶反饋，逐步完善產(chǎn)品技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了深厚的技術(shù)積累。公司已掌握的300mm半導(dǎo)體硅片核心工藝與人才儲(chǔ)備，為公司進(jìn)一步提升300mm半導(dǎo)體硅片技術(shù)能力并且擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模提供了技術(shù)保障和人才保障。公司以核心技術(shù)人員李煒博士、WANGQINGYU博士、AtteHaapalinna博士領(lǐng)銜的國(guó)際化技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在SOI硅片行業(yè)擁有超過20年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了公司C-SOI、E-SOI、Simbond等多種技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，并通過授權(quán)方式掌握了SmartCutTMSOI硅片制造技術(shù)，與多家客戶保持了十年以上的深度、穩(wěn)定的合作關(guān)系。公司于2020年4月聘任邱慈云先生為公司總裁，積極推動(dòng)公司發(fā)展。邱慈云2019年5月起任上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司CEO。曾任華虹國(guó)際管理有限公司高級(jí)副總裁及首席運(yùn)營(yíng)官；華虹國(guó)際半導(dǎo)體有限公司總裁；SilterraMalaysia總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官；華虹NEC電子有限公司總裁兼首席執(zhí)行官；2011-2017任中芯國(guó)際首席執(zhí)行官兼執(zhí)行董事。4.復(fù)盤全球半導(dǎo)體硅片五大廠商的成長(zhǎng)過程，我們得到了哪些結(jié)論？我們對(duì)全球半導(dǎo)體硅片五大廠商的成長(zhǎng)過程進(jìn)行復(fù)盤，希望通過復(fù)盤能夠?qū)?guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)的發(fā)展路徑與進(jìn)口替代等方面提供參考和借鑒。①美國(guó)在1950s-1970s完成了半導(dǎo)體技術(shù)的原始積累，成為全球半導(dǎo)體價(jià)值鏈的主導(dǎo)，美國(guó)孟山都電子材料公司MEMC實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。1958年在美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯市德州儀器公司的實(shí)驗(yàn)室里，工程師杰克?基爾比成功地實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。MEMC對(duì)硅晶圓行業(yè)的技術(shù)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。比如：采用CMP工藝解決晶片表面劃痕問題，解決氧氣控制問題，第一個(gè)在硅片清洗過程中使用臭氧，第一個(gè)在硅片清洗順序中使用氟化氫和臭氧的組合等。1979年MEMC供應(yīng)美國(guó)約80%的FZ單晶。然而MEMC經(jīng)歷了分拆收購(gòu)之后，于2016年被臺(tái)灣環(huán)球晶圓收購(gòu)。②德國(guó)Siltronic（世創(chuàng)）成立于1953年，依靠前母公司W(wǎng)acker多晶硅料支持與歐洲汽車機(jī)械工業(yè)的優(yōu)勢(shì)，一直保持世界硅片龍頭地位。Siltronic伴隨著對(duì)高純硅的研發(fā)而起步，1959年首個(gè)浮熔高純硅生產(chǎn)設(shè)備投入運(yùn)行，并于1961年開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)高純硅。1984年瓦克-Chemitronic研制出第一個(gè)200mm硅晶片，隨后1990首個(gè)300mm硅晶片項(xiàng)目開展，并于1998年開始生產(chǎn)300mm硅片。Siltronic于2015年在法蘭克福證券交易所上市。Siltronic前母公司德國(guó)Wacker是有機(jī)硅、聚合物、精細(xì)化學(xué)品、多晶硅和半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)先者，其對(duì)世創(chuàng)的原料供應(yīng)和技術(shù)支持方面作用巨大。歐洲素來在汽車工業(yè)和機(jī)械工程領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)，在功率半導(dǎo)體和車用半導(dǎo)體領(lǐng)域的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，英飛凌、恩智浦和意法半導(dǎo)體在全球IDM廠商中始終排名靠前。這樣的產(chǎn)業(yè)背景孕育了全球第三大硅片企業(yè)——世創(chuàng)電子。日本半導(dǎo)體硅片廠商抓住8寸向12寸晶圓轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，持續(xù)加大資本開支，成為全球半導(dǎo)體硅片的老大。信越1999年下半年決定在白河工廠投資建設(shè)300mm晶圓，2001年量產(chǎn)后產(chǎn)能達(dá)10萬片/月。2003年，信越將白河工廠產(chǎn)能提高到30萬片/月。到2005年，信越占全球300mm晶圓的50%市場(chǎng)份額，日本廠商總計(jì)占據(jù)全球65%的市場(chǎng)份額。④綁定本土龍頭三星和海力士，韓國(guó)最大的半導(dǎo)體硅片公司SKSiltron成為行業(yè)龍頭。SKSiltron原是LG旗下制造硅片的專門企業(yè)，2017年1月，SK集團(tuán)收購(gòu)了LGSiltron51%的股份，并將其更名為SKSiltron，主要客戶為本土的半導(dǎo)體廠商三星電子和SK海力士，占據(jù)公司銷售額的50%。韓國(guó)在家電基礎(chǔ)之上，大力投入存儲(chǔ)器。1986年韓國(guó)以產(chǎn)學(xué)研模式投資了879億韓元投入到4MDRAM研發(fā)，其中企業(yè)出資了379億韓元，經(jīng)歷行業(yè)逆周期投資，韓國(guó)成為全球存儲(chǔ)龍頭。⑤把握全球半導(dǎo)體晶圓代工歷史性機(jī)會(huì)，環(huán)球晶圓成為世界半導(dǎo)體硅片龍頭。1981年