半导体硅片_供需缺口持续_国产化蓄势待发_51页_2mb

安信证券电子团队：走进“芯”时代系列总结

核心内容概述

本报告围绕半导体基础材料，尤其是硅片的发展趋势与国产化进程，分析了半导体材料的分类、性能、制造流程及行业现状。重点探讨了硅片在半导体产业链中的核心地位、硅片尺寸增长趋势、国产替代的机遇与挑战，以及相关企业的进展与前景。

主要观点

1. 半导体材料分类及性能

• 第一代半导体材料：以硅（Si）为代表，应用广泛，占半导体产业的95%以上，集成电路占99%。
• 第二代半导体材料：以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）为代表，具有更高的电子迁移率和直接带隙特性，适用于高速、高频、大功率器件，但成本高、原料稀缺。
• 第三代半导体材料：以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表，具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场和热导率，适用于高功率、高温和高辐射环境，但目前技术尚不成熟。

2. 硅片作为产业链基石

• 硅片是半导体产业链的最上游环节，是制造晶圆的基础材料。
• 硅片的产量和质量直接影响整个半导体行业，包括下游的通信、汽车、计算机等领域。
• 硅片厂商具有较强的议价能力，但必须通过严格的质量认证。

3. 硅片需求持续增长

• 全球半导体市场持续景气，2017年收入达4122亿美元，同比增长21.62%。
• 2017年全球硅片出货量达118.1亿平方英寸，同比增长10%，2018年预测出货量将达11,814百万平方英寸。
• 晶圆厂扩建是硅片需求增长的主要驱动力，中国成为全球晶圆厂建设的主要地区。

4. 硅片尺寸向大尺寸发展

• 大尺寸硅片（如12寸）可提升芯片良率，降低单位成本。
• 12寸硅片已成为主流，占全球硅片需求的60%以上。
• 尽管18寸硅片技术难度大，但12寸硅片仍将是未来数年的市场主流。

5. 国产替代进程加速

• 中国大尺寸硅片长期依赖进口，尤其是12寸硅片。
• 国内多个大硅片项目正在推进，如上海新昇、中环股份、晶盛机电等，合计投资规模超550亿元。
• 政府支持、集成电路产业基金、人才引进等措施正在推动国产硅片的快速发展。

关键信息

硅片制造流程

• 直拉法（Cz法）：85%的单晶硅由直拉法制造，适用于大尺寸硅片，设备费用较低。
• 区熔法（Fz法）：适用于高纯度硅片，成本高但纯度和电阻率更高，广泛用于传感器、IGBT等。
• 抛光片：通过化学机械抛光（CMP）获得，表面平滑洁净，提高芯片良率。
• 退火片：通过高温退火去除表面杂质，提升晶体完整性。
• 外延片：在抛光片上生长新单晶层，用于高性能芯片制造。

硅片制造难点

• 高纯度要求：半导体级硅片需达到11个9以上纯度，目前国产厂商多数仅能达到4-6个9。
• 技术壁垒：设备、工艺、人才均是国产硅片发展的主要障碍。
• 成本压力：国产硅片制造成本较高，难以与国际巨头竞争。

国产硅片进展

• 上海新昇：国内首家承担300mm大硅片项目的公司，预计2020年实现12寸硅片月产能30万片。
• 中环股份：国内硅片主要厂商之一，具备8寸区熔硅片量产能力，正推进12寸硅片产线建设。
• 晶盛机电：国内单晶硅生长设备龙头企业，承担多项国家专项课题，与中环股份深度合作。
• 金瑞泓：国内8寸硅片先行者，拥有完整产业链，计划建设12寸硅片产线。

国际硅片厂商概况

• 信越（Shin-Etsu）：全球最大的硅片供应商，市场份额27%，掌握12寸硅片技术。
• 胜高（SUMCO）：全球第二大硅片厂商，市场份额26%，技术先进，但优先供应大厂。
• 环球晶圆：全球第三大硅片厂商，非日系企业，市场份额17%，拥有广泛的客户资源。

硅片行业趋势

• 供需缺口持续：硅片价格持续上涨，主流厂商订单排至2020年，产能建设周期长，短期内供需失衡。
• 国产替代加速：政府政策支持、企业投资增加、技术突破，推动国产硅片逐步替代进口。
• 设备国产化：部分关键设备如单晶炉、抛光机、CMP设备等已实现国产化，提升产业链自主可控能力。

相关公司简要介绍

中环股份

• 国内单晶硅材料龙头，拥有全球第三的区熔单晶硅片生产能力。
• 正推进12寸硅片产线建设，预计2022年实现12寸硅片月产能60万片。
• 与晶盛机电合作，推动大硅片产业发展。

上海新阳

• 参股第一条国产12寸硅片产线，通过与金瑞泓合作推进项目。
• 2017年营收4.72亿，毛利率39.59%，净利润0.53亿。
• 项目预计2018年底实现月产能10万片，2019年20万片，2020年30万片。

晶盛机电

• 国内单晶硅生长设备龙头，承担国家专项课题，产品覆盖光伏与半导体领域。
• 2017年营收19.49亿，其中设备收入占比达80.66%。
• 与中环股份合作，推动大硅片产线建设。

金瑞泓

• 国内8寸硅片先行者，拥有完整产业链。
• 计划建设12寸硅片产线，三期总投资50亿元。
• 主要客户包括国际大厂如ON SEMI、NXP等。

风险提示

• 产能建设不及预期：大硅片产线建设周期长，技术难度大，可能影响进度。
• 下游需求不达预期：若半导体市场增长放缓，将影响硅片需求。
• 技术与成本挑战：国产硅片在纯度、成本等方面仍面临较大挑战。