【研报】半导体设备和材料行业深度报告：受益本土客户扩张，硅片国产化已现曙光-20200827（25页）_2mb

半导体设备和材料总结

核心内容

半导体设备和材料是支撑半导体制造的关键环节，其中硅片作为最重要的制造材料之一，其市场规模和应用广泛。2019年全球半导体材料市场规模为520亿美元，硅片市场占据约36%，是最大的细分领域。硅片主要用于芯片制造和太阳能电池生产，其中半导体硅片在制造工艺和性能要求上更为严格。

主要观点

1. 硅片行业特征

• 市场规模：硅片行业市场规模主要受价格波动影响，全球供给高度集中，前五大厂商占据约90%的市场份额，其中日本企业信越和SUMCO占据约50%。
• 行业周期：硅片行业具有长周期特性，2006-2016年经历了长达8年的低谷期，2017年后行业开始复苏。
• 尺寸发展：大尺寸是硅片制造技术进步的方向，12寸片可使用面积是8寸片的2.5倍，目前是主流产品。18寸片（450mm）是未来发展的目标，但因设备研发难度大，短期内难以普及。

2. 需求驱动因素

• 短期影响：疫情对半导体行业造成一定冲击，导致硅片出货面积增长受限。
• 中长期趋势：5G通信、汽车电子和消费电子的发展是拉动硅片需求的主要力量。特别是5G手机对硅片需求量增加，单机硅片使用面积是4G的1.7倍。
• 应用场景：12寸硅片主要用于高性能芯片如CPU、存储器等，而8寸硅片则广泛应用于模拟芯片、传感器、MCU等。

3. 国内发展现状

• 国产化率低：国内12寸硅片基本依赖进口，8寸片国产化率约10%，6寸片国产化率约50%。
• 产能规划宏大：国内12寸硅片规划产能约662万片/月，8寸片约345万片/月，涉及投资总额接近1500亿元。
• 产业安全推动：2019年修订的《瓦森纳协议》增加了对12寸硅片制造技术的出口限制，凸显了国产化发展的必要性。

关键信息

硅片制造流程

硅片制造流程包括多晶硅熔化、掺杂、单晶生长、切片、研磨、蚀刻、抛光、外延、键合和清洗等环节。

硅片尺寸与市场

• 尺寸分类：硅片按直径分为50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）与300mm（12英寸）。
• 可使用面积：12寸片的可使用面积是8寸片的2.5倍，因此单位成本更低。

产业链与替代空间

• 进口依赖：目前8寸片和12寸片的国产化率均较低，尤其是12寸片，基本依赖进口。
• 国产替代潜力：随着国内晶圆制造产能的增加，硅片国产化空间巨大，尤其是在模拟芯片、功率器件等领域。

业务建议与风险分析

业务建议

• 关注大硅片国产化突破：国内大硅片项目进展迅速，应重点关注其技术突破和市场应用。
• 布局成熟制程：8寸片在成熟制程领域具有成本优势，适合布局，尤其是在模拟芯片和功率器件领域。
• 关注海外并购机会：通过并购海外先进企业，有助于快速提升技术水平和市场占有率。

风险分析

• 经营研发风险：大硅片项目投资回报期较长，需持续投入研发和设备更新。
• 产业链风险：大硅片生产设备仍以进口为主，供应链存在不确定性。
• 行业波动风险：硅片行业受半导体市场波动影响较大，需关注行业周期性变化。
• 投机型项目风险：部分项目可能存在过度投资或技术不成熟的风险，需谨慎评估。

附录信息

• 晶圆厂项目情况：国内多个晶圆厂正在建设或规划中，涵盖12寸和8寸片，投资规模巨大，涉及多个城市和区域。

图表目录

• 图1：半导体和集成电路市场规模结构
• 图2：集成电路三大核心环节介绍
• 图3：半导体硅片产业链及市场规模（2019年）
• 图4：2018年全球半导体材料市场结构
• 图5：半导体硅片（抛光片及外延片）制作流程
• 图6：半导体硅片尺寸演进
• 图7：8寸片与12寸片可使用面积对比
• 图8：半导体硅片出货面积
• 图9：半导体硅片份额：按尺寸
• 图10：不同尺寸产品、工艺制程及主力晶圆尺寸
• 图11：硅片按工艺分类
• 图12：全球半导体市场规模和硅片出货面积
• 图13：全球半导体硅片价格
• 图14：12寸硅片客户库存水平
• 图15：2018年12寸硅片下游应用占比
• 图16：4G手机与5G手机芯片用量对比
• 图17：4G手机与5G手机单机硅片面积对比
• 图18：5G手机换代对硅片需求的拉动（等效为12寸片）
• 图19：8寸片下游直接应用
• 图20：8寸片终端应用场景
• 图21：汽车自动驾驶系统市场规模
• 图22：自动驾驶对硅片需求的拉动
• 图23：全球半导体硅片市占率
• 图24：SUMCO营业收入及营业利润
• 图25：合晶科技营业收入及营业利润
• 图26：12寸片月度产能（kwafer/month）
• 图27：8寸片月度产能（kwafer/month）
• 图28：海外企业12寸硅片扩产计划
• 图29：2020年Siltronic资本开支计划较2019年明显缩减
• 图30：中国大陆芯片制造产能分布
• 图31：中国大陆晶圆厂项目情况
• 图32：半导体工艺发展：摩尔定律与超越摩尔定律
• 图33：8寸晶圆厂每1万片月产能所需设备数量明显低于12寸产线
• 图34：2018年中国MOSFET销售额占比

表格目录

• 表1：国内半导体硅片产线梳理（包含规划中产线）
• 表2：国内可用于功率器件制造的晶圆产能集中在8寸及以下