全球半导体硅片产业深度研究_供需关系进入新周期_53页_5mb

报告摘要

全球半导体硅片产业深度研究总结

核心内容

全球半导体硅片产业正进入新的供需周期，未来几年预计将持续供不应求。硅片价格自2011年以来首次出现上涨趋势，主要由于全球3D NAND Flash扩产、大陆晶圆产能扩张以及高端制程工艺需求增加等多重因素推动。硅片作为IC芯片制造的核心材料，其供应状况直接影响整个半导体行业的发展。

主要观点

供需失衡：2016年下半年全球半导体硅片供不应求，前几大硅片厂产能利用率均达到100%，部分小型晶圆厂被迫减产，导致部分IC芯片供应不足。
价格上涨：全球三大硅片厂Shin-Etsu、Sumco、Siltronic均宣布将调涨2017年Q1 12英寸硅片价格约10~20%，标志着硅片价格趋势由降转升。
市场复苏：2014年以来，全球硅片市场开始复苏，市场规模预计在2020年达到110亿美元。2009年受经济危机影响，市场曾大幅下滑，但2010年后逐步恢复。
需求增长：全球12寸晶圆需求仍将快速增长，预计到2020年，全球12寸晶圆厂数量将增至117座。8寸晶圆需求亦因汽车半导体、CIS传感器等新兴领域而增长。
产能扩张缓慢：硅片产能扩张速度低于晶圆制造需求增速，未来三年复合年均增速仅为2~3%，导致硅片供不应求成为常态。
行业垄断：全球半导体硅片市场高度集中，前六大硅片厂占据92%市场份额，日本信越和Sumco占据50%以上，垄断程度极高。
国内需求与供给：中国大陆晶圆代工市场快速增长，2015年市场规模为69亿美元，预计2020年将达154亿美元。然而，中国大陆尚不具备300mm硅片的量产能力，依赖进口。

关键信息

1. 全球半导体硅片产业发展现状

市场规模：2015年全球半导体硅片市场规模为80亿美元，是最大的IC制造材料。
主要厂商：日本信越和Sumco占据市场主导地位，合计销售占比超过50%；德国Siltronic、美国SunEdison、韩国LG Siltron、中国台湾环球晶圆等为其他主要厂商。
产能分布：2015年全球300mm硅片产能为510万片/月，而需求已达到520万片/月，供需缺口明显。
需求预测：预计2017年和2018年全球300mm硅片需求分别为550万片/月和570万片/月，而产能仅为525万片/月和540万片/月，供不应求将持续。

2. 全球晶圆代工产能与需求预测

市场规模：2015年全球晶圆代工市场规模为488.91亿美元，2004-2015年复合年均增速为10.4%。
主要厂商：台积电、三星、英特尔、联电、中芯国际等主导市场，合计市场份额约80%。
产能分布：2015年全球晶圆代工产能为1635万片/月（以8寸硅片计算），相当于12寸晶圆727万片。
未来预测：预计到2018年和2020年，全球晶圆代工产能将分别达到1942万片和2130万片（以8寸硅片计算），即12寸晶圆863万片和947万片，复合年均增速为5.4%。
应用领域：计算（PC、SSD、平板）、工业、汽车等领域将带来硅片需求的持续增长，预计年均增速分别为5%、9%、6%。

3. 主要影响因素

高端制程工艺：台积电、三星、英特尔等进入高端制程工艺竞赛，推动对高质量硅片的需求。
3D NAND Flash扩产：三星、SK海力士、英特尔/美光等存储芯片制造商加大3D NAND扩产，刺激300mm硅片需求。
新兴应用领域：汽车半导体、CIS图像传感器、物联网MCU等需求快速增长，带动8寸和12寸硅片市场。
中国大陆产能扩张：2016至2017年间，中国大陆新建10座12寸晶圆厂，预计到2018年300mm硅片需求将达109万片/月，但目前仍无法满足需求。

4. 重点企业建议

国内企业：上海新阳（入股上海新昇）、上海新昇、上海新傲、浙江金瑞泓、洛阳单晶硅。
国外企业：日本信越（Shin-Etsu）、日本Sumco、中国台湾环球晶圆（6488.TW）。

5. 风险提示

需求放缓：3D NAND、工业与汽车半导体、物联网发展速度放缓。
产能扩张：国际硅片供应商巨头可能大规模扩产。
国内竞争力不足：国内硅片供应商产品竞争力仍需提升。

图表目录摘要

图1：2015年全球半导体产业市场规模（亿美元，占比）。
图2：2015年全球IC集成电路产业市场规模（亿美元，占比）。
图3：2005-2015年全球半导体材料市场规模（亿美元）。
图4：2014年全球晶圆制造材料市场规模（亿美元，占比）。
图5：2008-2020年全球半导体硅片市场规模（亿美元）。
图6：2008-2020年全球IC市场规模（十亿美元）。
图7：单晶硅片主要规格类型。
图8：2005-2020年全球硅片市场现状及预测（百万平方英寸）。
图9：全球300mm和450mm晶圆代工厂数量预测。
图10：全球硅片需求情况-按下游应用市场划分。
图11：2015年全球前十大半导体硅片企业（亿美元）。
图12：2015年前六大半导体硅片厂份额达92%。
图13：2015年300mm大硅片市场份额。
图14：前三大半导体硅片供应商均由大型并购整合而来。
图15：日本信越硅片纯度可到11个9以上。
图16：大尺寸硅片加工技术难度大。
图17：集成电路完整产业链结构图，晶圆代工厂是电子级硅片的主要客户。
图18：2004-2015年全球晶圆代工市场规模及增速。
图19：2004-2015年全球晶圆代工企业市场份额情况。
图20：2015年全球主要晶圆代工企业收入情况。
图21：2015年12月全球电子级半导体晶圆产能情况（以200mm硅片计算）。
图22：2015年12月全球主要IC制造厂商晶圆产能情况（千片/月）。
图23：2016年12月全球晶圆代工企业产能情况预测。
图24：2014-2020年12月全球晶圆月产能（百万片，8寸约当）。
图25：2014-2020年12月全球晶圆月产能份额情况。
图26：中国大陆晶圆代工厂市场规模预测（十亿美元）。
图27：全球晶圆代工厂市场规模预测（十亿美元）。
图28：2015-2019年半导体重要应用领域的硅片需求增速预测。
图29：全球12寸晶圆厂数量情况与预测。
图30：2008-2015年全球半导体硅片市场规模。
图31：2008-2015年全球半导体硅片产量。
图32：全球硅片平均价格（美元/平方英寸）。
图33：2016-2020年全球半导体硅片产量预测（百万平方英寸）。
图34：全球300mm半导体硅晶圆需求情况。
图35：全球季度300mm硅晶圆月需求情况。
图36：四大因素将导致半导体硅片供不应求。
图37：1960-2015年半导体制造工艺制程与技术方案演进情况。
图38：全球六大IC制造企业工艺节点演进情况。
图39：全球主要IC制造厂商资本开支（百万美元）。
图40：ARM完成10nm芯片架构设计，性能大幅提升。
图41：台积电10nm工艺晶圆试产。
图42：2015-2025年全球不同工艺晶圆制造市场规模情况。
图43：iPhone7采用128G的NAND flash芯片。
图44：随机读写以及开机速度是HDD永远追不上SSD的地方。
图45：3D NAND与2D NAND的区别。
图46：主流厂商的3D NAND工艺节点。
图47：三星3D NAND技术节点。
图48：3D NAND芯片技术难度大。
图49：智能手机用300mm硅片预测（百万片/月）。
图50：汽车半导体用200mm硅片预测（百万片/月）。
图51：当今汽车中的电子类功能不断增加。
图52：2013-2018年汽车半导体增速高。
图53：手机摄像头的功能演变，CIS是关键。
图54：各类芯片应用市场规模与增速。
图55：汽车半导体、消费电子、通信对硅晶圆的需求越来越大。
图56：中国大陆12寸晶圆厂分布。
图57：信越化工的研发与制造工厂遍布全球。
图58：2015财年信越收入按产品划分。
图59：2015财年信越收入按地区划分。
图60：信越化工主要硅材料产品。
图61：信越化工主要硅材料工厂。
图62：2000-2015年信越化工硅材料收入情况。
图63：信越化工股价变动情况。
图64：SUMCO历史沿革。
图65：SUMCO全球网络。
图66：SUMCO主要硅产品。
图67：SUMCO主要硅产品规格。
图68：SUMCO收入情况。
图69：SUMCO净利润情况。
图70：SUMCO股价变化情况。
图71：环球晶圆集团结构。
图72：环球晶圆主要产品。
图73：环球晶圆收入情况。
图74：环球晶圆净利润与毛利率情况。
图75：Siltronic主要生产基地与产品。
图76：Siltronic主要硅片产品。
图77：Siltronic为全球前二十大晶圆制造工厂供应硅片。
图78：Siltronic收入情况。
图79：Siltronic净利润情况。
图80：Siltronic股价变化情况。
图81：SunEdison Semiconductor产品结构。
图82：SunEdison Semiconductor收入情况。
图83：SunEdison Semiconductor净利润情况。
图84：LG Siltron主要产品。
图85：LG Siltron收入情况。
图86：新异半导体股权结构。
图87：新异半导体厂区效果图。
图88：新昇半导体生产爬坡计划。
图89：新昇半导体成功拉制出300mm单晶硅棒。
图90：新傲半导体与Soitec合作推广FDSOI技术。
图91：新傲半导体SOI技术全面、先进。
图92：新傲半导体SOI研发与生产计划路线。
图93：新傲半导体EPI外延片生产能力大幅提升。
图94：金瑞泓抛光片产品。
图95：金瑞泓外延片产品。
图96：洛阳单晶硅主要产品。
图97：光伏级单晶硅片与多晶硅片的工艺区别。
图98：IC集成电路用单晶硅片制造难度远大于太阳能电池和普通半导体硅片。
图99：直拉法单晶硅生长过程模拟。
图100：直拉法生产单晶硅工艺示意图。
图101：300毫米（12寸）大硅片生产工艺流程。
图102：半导体硅片在IC集成电路中处于关键地位。
图103：三种主要的硅片产品——抛光片、外延片和SOI。
图104：三种硅片产品的主要应用领域——抛光片、外延片和SOI。

表目录摘要

表1：中国大陆现有12寸晶圆厂。
表2：中国大陆兴建中的12寸晶圆厂。
表3：中国大陆计划中的12寸晶圆厂。
表4：中国大陆现有与兴建中的8寸晶圆厂。
表5：中国大陆半导体硅片供应商。
表6：主流半导体硅片的规格。

总结

全球半导体硅片产业正经历供需关系的转变，硅片价格开始上涨，未来几年将持续供不应求。主要驱动因素包括高端制程工艺需求、3D NAND Flash扩产、汽车与工业半导体需求增长以及中国大陆晶圆产能扩张。硅片产业高度集中，前六大厂商占据92%市场份额，其中日本信越和Sumco占主导地位。中国大陆虽为快速增长的市场，但目前仍无法实现300mm硅片的大规模量产，需关注国内和国际优势企业。

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