20180715-安信证券-行业趋势热点前瞻解析系列之十八_半导体硅片_供需缺口持续_国产化蓄势待发_53页_2mb

安信证券电子团队走进“芯”时代系列之十四：半导体硅片行业趋势热点前瞻

核心内容概述

本报告分析了半导体硅片行业的发展趋势、市场供需状况及国产替代的前景。硅片作为半导体产业链的基石，其需求持续增长，尺寸逐步扩大，同时国产化率正在提升，以应对外商垄断的现状。

主要观点

1. 半导体材料发展历程与分类

• 半导体材料分为三代：第一代（Si、Ge）、第二代（GaAs、InP）、第三代（SiC、GaN等）。
• 硅材料仍是当前半导体行业最主要材料，占95%以上，集成电路占99%。硅材料具有储量丰富、耐高温、抗辐射能力强、可制备高质量二氧化硅膜等优势。
• 第二代半导体材料如GaAs、InP具有光电特性优越、电流传导更快等优点，但成本高昂、技术不成熟，限制其广泛应用。
• 第三代半导体材料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、高频、高温等应用场景，但目前仍处于研究阶段。

2. 硅片及其相关设备需求持续走高

• 2017年全球硅片出货量连续四年创新高，达118.1亿平方英寸，收入达87.1亿美元。
• 2018年第一季度硅片出货量为30.84亿平方英寸，同比增长7.9%。
• 随着晶圆厂扩建，硅片需求持续增长，尤其12寸硅片成为主流，2017年全球12寸硅片需求为550万片/月，预计2018年将增至570万片/月。
• 硅片在晶圆制造中占制造材料的30%-35%，是晶圆厂最重要的原料之一。

3. 硅片尺寸增加大势所趋

• 大尺寸硅片能提高芯片良率，减少缺陷概率。
• 12寸硅片已占全球需求的60%以上，成为主流。
• 18寸硅片因成本高、回报低，尚未成为市场主流。

4. 突破外商垄断，国产替代之路开启

• 全球硅片市场高度集中，前五大厂商占据90%以上市场份额，其中日本信越和胜高科技合计占全球市场50%以上。
• 中国12寸硅片全部依赖进口，8寸硅片产能不足，无法满足国内需求。
• 国内已有多个大硅片项目启动，如上海新昇、中环股份、晶盛机电、金瑞泓等，合计投资超550亿元人民币，计划产能超过140万片/月。
• 国产硅片面临设备采购、人才短缺、客户认证等多重挑战。

关键信息

硅片制造流程

• 硅片从硅矿石开始，经过多晶硅制备、单晶硅生长、切割、倒角、研磨、抛光等步骤，最终形成抛光片、外延片、SOI等产品。
• 直拉法（Cz法）是主流工艺，占比约85%，适用于大尺寸硅片生产；区熔法（Fz法）适用于高纯度、高电阻率硅片生产，成本更高。

硅片制造技术难点

• 高纯度要求：半导体级硅片需达到11个9以上纯度，国内厂商多为4-6个9。
• 工艺要求高：切割、磨削、抛光等环节容易产生划痕、疵点等缺陷，影响良率。
• 设备依赖进口：国内厂商面临设备采购和调试困难，主要依赖日本、德国等国家的设备。

国产替代进展

• 上海新昇是首家承担300mm大硅片项目的公司，预计2020年实现60万片/月产能。
• 中环股份是国内区熔单晶硅片龙头企业，已实现8寸抛光片量产，计划2022年实现12寸硅片60万片/月产能。
• 晶盛机电是国内单晶硅生长设备龙头，承担“02专项”课题，已开发6-12寸硅片加工设备。
• 金瑞泓是8寸硅片先行者，2017年实现8寸硅片月产12万片，计划2020年实现12寸硅片产能。

相关公司

中环股份

• 单晶硅材料龙头，涉足半导体与新能源双产业链。
• 主导产品区熔单晶硅片综合实力全球第三、国内第一，国内市场占有率超80%。
• 与晶盛机电战略合作，投资建设大硅片生产基地，预计2022年实现12寸硅片60万片/月产能。

上海新阳

• 参股上海新昇，为第二大股东，持股27.56%。
• 2017年营业收入4.72亿，毛利率39.59%，净利润0.53亿。
• 2018年预计实现12寸硅片产能10万片/月，2019年实现20万片/月。

晶盛机电

• 国内单晶硅生长设备龙头企业，承担“02专项”课题。
• 2017年营业收入19.49亿，其中设备收入占比80.66%。
• 与中环股份合作，获得33亿余元设备订单，2018年启动12寸硅片生产基地建设。

金瑞泓

• 中国最大的半导体硅片生产基地，年产能近800万片。
• 2017年实现8寸硅片月产12万片，2018年启动12寸硅片项目，计划年产120万片。

海外硅片制造龙头

信越（Shin-Etsu）

• 全球最大的硅片制造商，市场份额达27%。
• 2017年营收110.78亿美元，净利润15.75亿美元。
• 主要产品包括抛光片、退火片、SOI等，技术成熟，市场认可度高。

胜高（SUMCO）

• 全球第二大硅片供应商，市场份额26%。
• 80%产品销往海外，主要客户包括台积电、英特尔等。
• 2017年营收23.06亿美元，净利润3.47亿美元。

环球晶圆（Global Wafer）

• 台湾地区硅片龙头企业，市场份额17%。
• 产品包括抛光片、扩散片、浸蚀片等，用于电源管理、车用功率元件等。

风险提示

• 产能建设不及预期
• 需求增加不及预期
• 下游需求不达预期
• 地震等意外灾害