半导体行业硅片深度报告：半导体材料，硅片投资宝典-20200407-浙商证券-46页_3mb

半导体行业硅片深度报告总结

核心内容概述

本报告聚焦于半导体硅片行业，分析了硅片在半导体制造中的关键地位，并探讨了其制造技术、成本结构、市场前景及国产替代的潜力。报告指出，随着修订版《瓦森纳协议》将大硅片纳入限制范畴，国产替代进程加速，尤其是8寸和12寸硅片。同时，全球晶圆厂建设高峰期的到来，为硅片市场带来了巨大的增长空间。

主要观点与关键信息

投资催化剂与风险提示

• 催化剂：修订版《瓦森纳协议》限制了300mm硅片技术，推动国产化进程。
• 风险提示：客户进展缓慢、价格下降、行业景气度下行。

硅片分类与技术发展

• 硅片类型：
  • 普通硅片：用于逻辑芯片、存储芯片等，是半导体制造的主要材料。
  • 绝缘体上硅（SOI）硅片：用于射频芯片，具有低噪声、高集成密度等优势。
• 技术发展路径：
  • 按尺寸：从2英寸发展到12英寸，未来将向18英寸发展。
  • 按结构：从普通硅片发展到外延片和SOI硅片，满足更复杂的应用需求。

硅片制造技术

• 直拉法（CZ）：用于逻辑芯片和存储芯片，占市场约95%。
• 区熔法（FZ）：用于功率器件，占市场约4%，具有高纯度和高电阻率优势。
• SOI硅片制造技术：
  • SIMOX：通过离子注入生成氧化层。
  • Bonding：将两片硅片键合。
  • Sim-bond：SIMOX与Bonding的结合。
  • Smart-cut：目前被认为是未来SOI硅片的发展方向，具有更低的位错密度和更高的生产效率。

成本结构与制造壁垒

• 成本构成：
  • 半导体硅片：直接材料占47%，制造费用占38.6%，直接人工占14.4%。
  • 光伏硅片：硅料成本占50%，长晶成本占12%，切割成本占29%。
• 制造壁垒：
  • 技术壁垒：对硅片的纯度、平整度、翘曲度等有极高要求。
  • 认证壁垒：芯片制造商对硅片供应商有严格的认证流程，周期较长。
  • 设备壁垒：单晶炉等关键设备由国际厂商控制，国内厂商难以获取。
  • 资金壁垒：制造过程资本密集，对资金需求大。

硅片市场前景

• 全球市场：2018年硅晶圆出货面积达127亿平方英寸，占全球半导体材料销售的37%。
• 中国市场：2018年销售额达84.4亿美元，占全球16%。预计到2022年，中国大陆硅片需求将突破200亿元。
• 晶圆厂扩张：2020-2022年为晶圆厂建设高峰期，预计三年内新增产能分别达1790万片、2080万片和1440万片，中国大陆将占新增产能的50%。

关注的硅片企业

行业评级与催化剂

• 行业评级：看好半导体行业。
• 行业催化剂：
  • 晶圆厂建设超预期
  • 国产替代率超预期

未来趋势与展望

• 化合物材料无法替代硅材：尽管GaAs、GaN、SiC等材料在特定领域有优势，但目前仍以硅为衬底，成本高、产业链不完善，限制其大规模应用。
• 硅片仍是主流：全球晶圆材料中，硅片占比高达95%，尤其在12寸晶圆中，占比达64%。
• 国产替代加速：随着晶圆厂建设高峰期到来，国内硅片厂商有望迎来爆发增长，尤其是12寸硅片的量产。

图表与数据支持

• 图表目录：
  • 图1-图20：展示硅元素、晶圆结构、制造过程、成本结构等。
  • 表1-表16：涵盖SOI硅片性能对比、成本构成、客户认证情况等。
• 关键数据：
  • 2018年全球半导体材料销售额达519.4亿美元，中国占16%。
  • 2020-2022年全球12寸晶圆产能预计分别增加1790万片、2080万片和1440万片。
  • 中国大陆将占新增产能的50%，推动硅片市场快速增长。

总结

本报告系统分析了半导体硅片行业的发展现状、技术演进、成本结构及市场前景，指出硅片作为半导体制造的核心材料，其国产替代进程因《瓦森纳协议》限制而加速。随着晶圆厂建设高峰期的到来，硅片市场将面临巨大增长机遇，特别是12寸硅片的量产。国内硅片企业如沪硅产业、中环股份、立昂微电等具备一定优势，有望在这一进程中占据重要地位。同时，尽管化合物半导体材料在特定应用领域具有优势，但硅材料仍是当前及未来一段时间内的主流选择。