20170205-长城证券-电子元器件行业进口替代探究之一：半导体单晶硅片行业研究报告_32页_2mb

半导体单晶硅片行业研究报告总结

核心内容概述

本报告聚焦于半导体单晶硅片行业，分析其在全球市场中的供需状况、产业链结构、技术特点及国内进口替代机会。单晶硅片作为半导体制造的核心材料，其市场地位稳固，且未来需求将持续增长。目前，全球半导体硅片市场几乎由日本、中国台湾及德国等少数企业垄断，国内在300mm硅片生产方面仍处于起步阶段，存在较大的进口替代空间。

主要观点

• 全球供需紧张：2016年全球DRAM和3D NAND Flash出货量增加，而硅片国际大厂产能有限，导致全球半导体硅片供应紧张，价格持续上涨。
• 市场格局集中：硅片占半导体材料市场的比重约为34%，日本Shin-Etsu和Sumco合计占比超过50%，中国台湾环球晶圆成为全球第三大供应商，前六大厂商占据92%市场份额。
• 行业趋势：全球12英寸（300mm）晶圆厂数量持续增长，预计2020年底将达117座，未来300mm硅片需求将持续扩张。
• 国内发展机会：中国半导体产业快速发展，对上游材料需求旺盛，但12英寸硅片完全依赖进口。随着国家对半导体材料的支持，国内企业有望实现进口替代。
• 投资建议：重点推荐南玻A（000012）、七星电子（002371）和上海新阳（300236），因其在单晶硅材料或设备制造方面具备较强竞争力和成长潜力。

关键信息

1. 单晶硅片的重要性

• 单晶硅片是半导体器件的重要材料，具有基本完整的点阵结构和显著的半导体特性。
• 硅片尺寸越大，单位芯片成本越低，且300mm硅片将成为未来主流。
• 单晶硅片在电阻率、光电特性等方面决定了其在半导体制造中的关键地位。

2. 生产工艺流程

• 直拉法（CZ） 和 区熔法（FZ） 是两种主要的单晶硅片制备方法。
• CZ法用于生产低功率集成电路，FZ法则用于高功率电子元件。
• 300mm硅片的生产对设备精度、纯度要求极高，目前主要依赖进口设备。

3. 产业链分析

• 单晶硅片产业链涵盖从多晶硅原料、生产设备到下游的半导体器件、光伏产品等。
• 电子级多晶硅对纯度要求极高，达到9个9（99.99999999%）以上，而太阳能级多晶硅纯度要求较低。
• 国内企业虽已涉足产业链各个环节，但设备精度和工艺水平仍落后于国际大厂。

4. 全球市场现状

• 2015年全球硅片市场规模为约434亿美元，占半导体材料市场的34%。
• 300mm硅片占据全球硅片市场的70%，预计未来将进一步扩大。
• 全球硅片需求将持续增长，预计到2020年将达到120亿平方英寸。

5. 下游市场前景

• 半导体行业受益于新技术（如云计算、人工智能、智能驾驶）的快速发展，对硅片需求持续上升。
• 300mm硅片需求持续扩张，未来将占据更大市场份额，450mm硅片预计在2017年左右开始小批量生产。

6. 国内企业现状与潜力

• 南玻A：从事电子级多晶硅生产，投资9亿元建设多晶硅项目，预计2017年产能提升至12000吨。
• 七星电子：拥有50多年电子设备制造经验，主要产品为半导体设备，具有较高的技术积累。
• 上海新阳：参股子公司新昇半导体，已成功研发300mm硅片，填补国内产业链空白。
• 晶盛机电：国内领先的单晶炉制造商，拥有自主研发的全自动单晶炉。
• 京运通：能够生产多晶硅铸锭炉、单晶硅生长炉等设备，满足市场需求。

风险提示

• 下游行业发展不及预期。
• 相关厂商研发及量产进度落后。

投资建议

• 重点推荐：南玻A（000012）、七星电子（002371）、上海新阳（300236）。
• 估值预测：相关公司未来几年EPS及PE均有望提升，具有较高的成长性。

图表目录

• 图1：单晶硅片
• 图2：单晶硅点阵结构
• 图3：半导体硅片尺寸发展历程
• 图4：集成电路制程发展历史
• 图5：单晶硅的电阻率特性
• 图6：单晶硅片的P-N结
• 图7：单晶硅片光电特性
• 图8：半导体器件
• 图9：太阳能电池
• 图10：单晶硅制备流程
• 图11：直拉法单晶炉
• 图12：大直径硅区熔生长法
• 图13：半导体单晶硅片加工工艺流程
• 图14：半导体单晶硅片切割工艺流程
• 图15：单晶硅产业链全景
• 图16：全球电子级硅料需求情况
• 图17：晶盛电机TDR130A-ZJS
• 图18：美国Kayex公司Vision300
• 图19：近五季全球硅晶圆出货面积不断上升
• 图20：2013-2016年全球硅片市场规模
• 图21：硅晶圆产业几乎由国外厂商垄断
• 图22：日本信越化学工业株式会社
• 图23：信越化工生产的11个9纯度的单晶硅
• 图24：信越化工生产的单晶硅片
• 图25：信越化工近几年营业收入不断攀升
• 图26：信越化工净利润持续上升
• 图27：日本信越化学股价不断创新高
• 图28：SUMCO公司营业收入
• 图29：SUMCO公司净利润
• 图30：2013年全球半导体前道各材料市场比重
• 图31：2015年全球半导体前道各材料市场比重
• 图32：全球硅片市场现状及发展预测
• 图33：2014-2017年全球半导体市场规模
• 图34：全球不同尺寸硅片市场需求情况
• 图35：全球300mm和450mm Fabs预测
• 图36：全球营运的12寸晶圆厂数量及预期
• 图37：大陆主要12寸晶圆厂分布
• 图38：全球不同尺寸硅片市场现状及预测

行业数据与预测

行业趋势

• 技术发展：半导体制程不断缩小，300mm硅片成为主流，450mm硅片预计在2017年左右开始小批量生产。
• 市场需求：全球对300mm硅片的需求将持续扩张，预计未来5年中国的300mm硅片需求将超过100万片/月。
• 产业链缺失：国内300mm硅片产能几乎为零，是产业链中最为紧缺的一环，未来有望实现进口替代。

结论

半导体单晶硅片是电子制造的重要基础材料，其市场前景广阔，未来需求将持续增长。随着国内半导体产业的快速发展和国家对半导体材料的支持，国内企业有望在300mm硅片领域实现突破，成为进口替代的重要力量。重点推荐南玻A、七星电子和上海新阳等具备较强技术和市场潜力的公司。