半导体行业深度：半导体硅片行业全攻略-20200924-申万宏源-30页_1mb

半导体硅片行业全攻略总结

核心内容

半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料，占半导体制造材料市场规模的约37%，是半导体制造三大核心材料之一。目前，90%以上的半导体产品使用硅基材料制造，硅作为半导体材料具有储量丰富、能隙较大、表面SiO₂层耐高温等优势。半导体硅片的制备过程包括多晶硅熔融、掺杂、长晶、切片、磨片、倒角、热处理、抛光、清洗等步骤。

主要观点

• 半导体产业的发展：半导体产业涵盖材料至芯片，是电子技术的核心，其发展受摩尔定律驱动，晶圆尺寸逐步从4英寸发展到12英寸，未来可能向450mm迈进。
• 硅晶圆市场周期性：硅晶圆市场受消费电子产品创新周期、汽车电子需求、终端产品价格等因素影响，具有周期性波动。12英寸硅晶圆需求主要由消费电子推动，8英寸硅晶圆则由汽车电子、功率器件等驱动。
• 国产替代趋势：国内硅晶圆产业起步晚、技术积累不足，但在下游晶圆厂及IC设计国产化趋势下，具备一定上升空间。沪硅产业、中环股份、神工股份是值得关注的国内硅晶圆企业。
• 技术壁垒：硅晶圆生产技术复杂，长晶环节的热场与磁场设计能力是决定硅片质量的核心因素。技术与人才壁垒高，且重资产属性使得行业进入门槛较高。
• 竞争格局：全球半导体硅片市场由日、德、韩企业主导，CR5市占率近20年维持在90%左右。国内企业主要集中在8英寸及以下尺寸，12英寸硅片仍依赖进口。

关键信息

硅晶圆分类

1. 按制程分类：

   • 抛光片（Polished Wafer）：约占70%，广泛用于数字与模拟集成电路、存储器、功率器件等。
   • 退火片（Annealed Wafer）：用于消除表面缺陷及重金属污染，适用于CMOS、DRAM等。
   • 外延片（Epitaxial Wafer）：用于器件结构多样化，可控制膜的纯度和掺杂级别。
   • SOI硅片：具有寄生电容小、短沟道效应小等优点，广泛应用于射频、功率、光电子等领域。

2. 按应用场景分类：

   • 正片（Prime Wafer）：用于正式生产。
   • 陪片（Test Wafer/Dummy Wafer/Monitor Wafer）：用于测试、调试、监控，其中测试片与控片用途重叠。
   • 刻蚀电极：用于刻蚀设备，尺寸通常大于正片，最大可达19英寸。

硅晶圆市场周期

• 2013-2019年：全球12英寸硅晶圆月出货量从4KK提升至6KK，呈现稳定上升趋势。
• 2019年：受内存市场不振及地缘政治影响，全球半导体材料市场规模略有下降，但12英寸与8英寸硅晶圆需求逐步回升。
• 2020年：受疫情影响，硅晶圆需求存在不确定性，但市场整体逐步复苏。

技术与投资壁垒

• 长晶技术：直拉法（CZ）和区熔法（FZ）是主要生产方式，其中直拉法用于大多数半导体硅片，区熔法用于电力电子器件。
• 设备与工艺：硅晶圆生产涉及高纯度多晶硅、石英坩埚、切割线、抛光液等材料，且需要高精度的热场与磁场控制。
• 资金壁垒：硅晶圆行业为重资产行业，固定资产周转率通常低于2，对资金要求高。

国内企业分析

• 沪硅产业：中国大陆最大的半导体硅片制造企业之一，2019年收入14.9亿元，2020年底有望实现12英寸硅片月产能超20万片。
• 中环股份：国内唯一同时具备直拉法和区熔法技术的硅片制造商，2019年营收169亿元，半导体材料营收11亿元。
• 神工股份：专注刻蚀单晶硅材料，2019年毛利率达69%，16英寸以上产品销售额同比增长54%。

重要数据与趋势

• 全球市场规模：2018年全球半导体硅片市场规模121亿美元，2019年市场规模下降3%，但12英寸硅片需求仍保持增长。
• 晶圆尺寸分布：2019年全球晶圆12英寸占70%，8英寸占23%，6英寸以下占6%。
• 技术节点与需求：8英寸晶圆适用于成熟制程及特殊制程，12英寸晶圆适用于先进制程，如28nm以下。
• 450mm晶圆：预计2022年后投产，但因高投资成本，目前进展缓慢。

风险提示

• 技术追赶进度：国内硅晶圆企业需持续投入研发，以提升技术能力。
• 新产品送样不及预期：产品需通过客户认证，新供应商认证周期较长，可能影响市场拓展速度。

投资建议

建议重点关注国产替代的沪硅产业、中环股份、神工股份等企业，它们在技术积累、市场拓展及产品多样性方面具有潜力，且受益于国内半导体产业链的国产化趋势。