电子行业专题报告_芯_辰大海系列之一——硅片市场开启七年景气周期

证券研究报告总结：硅片市场开启七年景气周期

核心内容

本报告围绕硅片市场展开，分析了其作为半导体产业基石的重要性、市场供需关系、技术发展及主要企业情况。报告指出，硅片市场正进入新一轮的景气周期，预计持续七年，这与半导体产业的持续成长趋势相匹配。

主要观点

• 硅片的重要性：硅片是制造半导体芯片最重要的基本材料，其成本占比最高，且市场规模保持高速增长。
• 市场周期判断：历史上硅片市场经历了两轮周期，2001-2007年是量价齐升的景气周期，2009-2015年是结构性替代周期。从2016年开始，硅片市场重新进入量价齐升周期，预计将持续七年。
• 供需关系分析：由于传统硅片大厂扩产动力不足，且国产硅片产能释放需1-2年，短期内硅片市场供应端难以快速提升。同时，存储器市场对硅片需求的线性拉动效应显著，硅片“剪刀差”预计在2021年前逐步放大。
• 大尺寸硅片趋势：大尺寸硅片（如450mm）具有更高的利用率和更低的制造成本，但受限于技术瓶颈和成本问题，尚未实现大规模商用。300mm硅片仍为主流，预计持续缺货至2020年。
• 硅片制造技术：硅片制造主要涉及纯化、拉晶、切割和研磨等步骤。CZ法、MCZ法和CCZ法是主要的拉晶技术，MCZ与CCZ的结合有望解决450mm硅片生产成本高的问题。无颈拉晶法也是一种有前景的技术。

关键信息

市场规模与增长

• 2017年全球硅片市场规模达86.8亿美元，占半导体材料市场的32%。
• 2015-2017年硅片市场CAGR约为4.61%，高于半导体整体市场。
• 光刻材料市场空间最大，预计2020年市场规模达35.53亿美元，CAGR为5%；ALD市场增速最快，预计CAGR为21%。

产品分类

硅片产品主要包括抛光片、退火片、外延片、结隔离片和绝缘体上硅（SOI）五类，其中抛光片是用量最大的基础产品。

技术与工艺

• 硅片制造技术主要包括CZ法、MCZ法和CCZ法。
• MCZ法能够提升硅片的电学特性，CCZ法可降低生产成本。
• 无颈拉晶法可解决450mm硅片颈部脆弱问题，提高生产效率。

供需分析

• 2016年首次出现硅片供需缺口，下游客户库存持续下降。
• 300mm硅片预计将持续缺货至2020年，450mm硅片尚未实现经济量产。
• 300mm硅片市场已形成寡头垄断，Top2市占率高达70%以上。

重点公司

• 上海新阳：投资评级为增持，2018年EPS预测为0.22元，PE为28.8倍。
• 上海新昇：专注于300mm硅片制造，已实现部分产品销售，2017年收入为2470万元，净利润亏损。
• 中环股份：专注于单晶硅研发和生产，2017年半导体硅片销量增长29.83%，毛利率提升8.2个百分点。

风险提示

• 国产硅片量产进程不及预期。
• 硅片市场价格波动。

投资评级

• 股票投资评级：买入、增持、中性、卖出。
• 行业投资评级：超配、中性、低配。

图表目录

• 图1：硅片是制作半导体芯片的基础材料
• 图2：硅片是市场规模最大的半导体原材料
• 图3：2017年半导体材料市场占比
• 图4：硅片出货面积总体保持向上态势
• 图5：通过西门子制程，提纯出符合半导体需求的多晶硅
• 图6：先融化多晶硅，再通过单晶硅种把单晶硅柱拉出
• 图7：纵向磁场的MCZ
• 图8：横向磁场的MCZ
• 图9：CCZ在拉晶过程中不断加料，以产生新的晶柱
• 图10：硅片制造的主要材料与设备
• 图11：半导体终端市场规模远大于上游市场
• 图12：硅片上游市场中，光刻材料的市场空间最大
• 图13：2017年市场占比
• 图14：2020年预计市场占比
• 图15：抛光片是应用范围最广、最基础的硅片
• 图16：退火片表面的氧气含量更少
• 图17：外延片表面更平滑
• 图18：结隔离硅片的电气性能更加多样化
• 图19：SOI可提高集成电路的集成度
• 图20：大尺寸硅片的有效利用率更高
• 图21：晶圆尺寸越大，制造成本越低
• 图22：厚度并没有与面积增速同步
• 图23：直径300mm升至450mm，面积增长125%
• 图24：颈部（Neck）横截面直径最小，是CZ拉晶中最薄弱部位
• 图25：石英坩埚的一次性使用拉升了450mm制造成本
• 图26：晶圆尺寸越大，进入壁垒越高
• 图27：每代晶圆尺寸大约能支持4~5个进程技术节点
• 图28：450mm迟迟不能商用量产，导致300mm依然在服役
• 图29：Neckingless Growth Method解决了颈部过于薄弱的缺点
• 图30：300硅片产线投资回报情况比较
• 图31：2017年全球硅片市场格局
• 图32：2016-2017期间净利率
• 图33：2016-2017期间ROE
• 图34：供应商专注单位产能成本下降，涨价带来盈利改善
• 图35：2016年首次产生供需缺口
• 图36：中国和全球300mm硅片产能
• 图37：中国和全球200mm硅片产能
• 图38：1995硅片下游需求格局
• 图39：2016硅片下游需求格局
• 图40：全球半导体市场周期性减弱
• 图41：全球DRAM大厂制程进步缓慢
• 图42：DRAM制程进步速度减缓
• 图43：3D NAND叠层密度保持增长
• 图44：300mm硅片下游市场出货量
• 图45：300mm硅片下游市场份额
• 图46：全球硅片出货量
• 图47：全球硅片市场规模和单价
• 图48：300mm硅片客户库存水平连续两年下降
• 图49：硅片的补涨空间较大
• 图50：信越化学的营业收入
• 图51：信越化学的净利率
• 图52：SUMCO成立历史
• 图53：日本胜高的营业收入
• 图54：日本胜高的净利率
• 图55：德国世创电子的营业收入
• 图56：德国世创电子的净利率
• 图57：公司成长历程
• 图58：中环股份业务范围
• 图59：半导体业务逐步回暖
• 图60：毛利率逐渐回暖

附表：重点公司盈利预测及估值

数据来源

• Wind
• 国信证券经济研究所预测

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