中國(guó)大硅片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及大硅片需求量預(yù)測(cè)

中國(guó)大硅片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及大硅片需求量預(yù)測(cè)

硅片是制造芯片的基本襯底材料，沒(méi)有硅片整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)將如無(wú)源之水；硅片作為芯片的基礎(chǔ)襯底，是唯一貫穿各道芯片前道制程的半導(dǎo)體材料，因此地位相當(dāng)關(guān)鍵；芯片制造是通過(guò)在硅片上反復(fù)循環(huán)數(shù)百至數(shù)千道前道工藝，包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積等，在硅片的表面構(gòu)建芯片的電晶體結(jié)構(gòu)；因此，相對(duì)于其他半導(dǎo)體材料，硅片和半導(dǎo)體技術(shù)的關(guān)系相當(dāng)緊密，硅片制作技術(shù)必須對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體材料/結(jié)構(gòu)/工藝同步升級(jí)，因此價(jià)值量也會(huì)持續(xù)提升；并且對(duì)應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域，硅片的制備方法也有所差異，例如邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、功率器件等芯片，特性皆有差異，必須在硅片制作過(guò)程中引入不同工藝通過(guò)改變硅的導(dǎo)電性和各項(xiàng)性質(zhì)參數(shù)，制造不同應(yīng)用領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件。

硅片的需求量、價(jià)格同步半導(dǎo)體技術(shù)升級(jí)，130nm至5nm大硅片價(jià)格提升七倍。（1）硅片的需求量和半導(dǎo)體行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模，呈現(xiàn)同步增長(zhǎng)的正向關(guān)系：2012-2018年全球半導(dǎo)體行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率為8.0%，全球硅片出貨面積年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.9%。至2020年起，大數(shù)據(jù)/新能源/自動(dòng)化趨勢(shì)開(kāi)啟了新一代電子產(chǎn)品革新，支撐硅片的需求持續(xù)增長(zhǎng)。（2）半導(dǎo)體技術(shù)升級(jí)，推動(dòng)硅片工藝同步迭代，使硅片價(jià)格同步增長(zhǎng)，具備較大的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)增長(zhǎng)空間。目前硅片的主流尺寸為12英寸，但隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步，硅片同步芯片在材料/結(jié)構(gòu)/工藝上皆有升級(jí)；半導(dǎo)體技術(shù)遵循一代芯片、一代硅片的原則，臺(tái)積電130nm至5nm制程，大硅片平均成本提升近七倍：硅片工藝必須同步芯片技術(shù)節(jié)點(diǎn)向前推進(jìn)；因此，硅片價(jià)值量將向上迭代，從功率類(lèi)、到邏輯、再到存儲(chǔ)；從130/90nm、到40/28nm、再到7/5nm，大硅片工藝和加工難度伴隨產(chǎn)品和工藝升級(jí)具很高同步升級(jí)效應(yīng)，企業(yè)具較高產(chǎn)品創(chuàng)新和升級(jí)空間。（3）未來(lái)十年內(nèi)摩爾定律不會(huì)消失，半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，推動(dòng)硅片工藝未來(lái)十年同步升級(jí)。半導(dǎo)體技術(shù)將延續(xù)摩爾定律持續(xù)創(chuàng)新，主要采結(jié)合SoC和SiP兩條路徑的方式，SoC是從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過(guò)電路設(shè)計(jì)將系統(tǒng)所需的組件高度集成到一塊芯片上，在一個(gè)芯片上集結(jié)了各種功能模塊，擁有更高的芯片密度和運(yùn)算能力；SiP是從封裝的角度出發(fā)，把多個(gè)半導(dǎo)體芯片和元器件封裝在同一個(gè)芯片內(nèi)，組成一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的芯片。1980-2022年硅片需求量和半導(dǎo)體行業(yè)同步增長(zhǎng)

5G/AI/IoT驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體大硅片市場(chǎng)進(jìn)入新一輪增長(zhǎng)周期，2018年同比增速達(dá)30%；半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入第四次工業(yè)革命。2017-2025年，全球數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)8倍以上；5G、AI、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)驅(qū)動(dòng)科技革新，迎來(lái)第四次工業(yè)革命。通信技術(shù)進(jìn)步下，全球數(shù)據(jù)量大幅提升，帶動(dòng)通信相關(guān)電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量同步增加；電子產(chǎn)品需求增長(zhǎng)帶來(lái)大量的硅片需求，使得全球硅片市場(chǎng)從2017年開(kāi)始進(jìn)入新一輪增長(zhǎng)周期。

《》2019年全球硅片市場(chǎng)規(guī)模為112億美元，有鑒于全球經(jīng)濟(jì)放緩2019年全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)規(guī)模些微下降，但是大硅片出貨量依然維持增長(zhǎng)，2019年硅晶圓尺寸量創(chuàng)2018年歷史新高同比增長(zhǎng)6％；有鑒于2019年產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸消化累積庫(kù)存，2020年大硅片市場(chǎng)將重新回穩(wěn)，并有望在2021年與2022年呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，并于2022年將再創(chuàng)市場(chǎng)規(guī)模新高紀(jì)錄。全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)規(guī)模及出貨量

中國(guó)半導(dǎo)體大硅片市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)突破性增長(zhǎng)，2018年同比增速近50%，受益于中國(guó)半導(dǎo)體制造強(qiáng)勢(shì)崛起。中國(guó)大陸作為全球半導(dǎo)體制造中心將持續(xù)至少十年時(shí)間；（1）中國(guó)芯片制造強(qiáng)勢(shì)崛起，疊加產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，為材料設(shè)備提供發(fā)展機(jī)會(huì)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，推動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。全球半導(dǎo)體三次轉(zhuǎn)移過(guò)程如下：1）美國(guó)轉(zhuǎn)至日本：在日本成就了世界級(jí)半導(dǎo)體材料企業(yè)，直至今日壟斷全球半導(dǎo)體材料供應(yīng)；2）日本轉(zhuǎn)至韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣：在韓國(guó)成就了三星、LG、海力士等存儲(chǔ)芯片巨頭；中國(guó)臺(tái)灣則成就了全球邏輯芯片代工龍頭臺(tái)積電;3）中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)移至中國(guó)大陸：中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)機(jī)會(huì)來(lái)臨。中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料、設(shè)備自主可控將是長(zhǎng)周期趨勢(shì)。至2018年，中國(guó)大陸集成電路市場(chǎng)規(guī)模為1550億美元；其中，國(guó)產(chǎn)集成電路市場(chǎng)硅片為238億美元，自給率僅15%；為了解決芯片貿(mào)易逆差，中國(guó)大陸芯片制造廠(chǎng)大規(guī)模投入，進(jìn)而帶動(dòng)半導(dǎo)體材料、設(shè)備的大量需求。（2）中國(guó)芯片加速擴(kuò)產(chǎn)，使得國(guó)內(nèi)大硅片市場(chǎng)規(guī)模迎來(lái)突破性增長(zhǎng)。2018年中國(guó)大陸硅片市場(chǎng)規(guī)模為9億美元，相較于2017年的6億美元，同比增長(zhǎng)近50%；展望未來(lái)，中國(guó)大陸芯片將維持快速擴(kuò)產(chǎn)，國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)能增速降高于全球，受益于中國(guó)大陸芯片加速擴(kuò)產(chǎn)和芯片國(guó)產(chǎn)化推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)大硅片市場(chǎng)規(guī)模將同步增長(zhǎng)。中國(guó)大陸為全球第三次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移的中心

2017-2020國(guó)內(nèi)外芯片制造產(chǎn)能（折合8英寸萬(wàn)片/月）

全球大硅片需求量中，12英寸快速增長(zhǎng)、8英寸穩(wěn)定增長(zhǎng)。（1）12英寸大硅片需求量快速增長(zhǎng)，受益于半導(dǎo)體先進(jìn)制程需求拉動(dòng)：12英寸大硅片主要用于90nm以下制程的集成電路芯片，例如邏輯芯片(GPA、CPU、FGPA)、存儲(chǔ)芯片(SSD、DRAM)等先進(jìn)制程的芯片，因此直接受益于智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、云計(jì)算、人工智能等終端半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)的需求拉動(dòng)。（2）8英寸大硅片需求穩(wěn)定增長(zhǎng)，受益于物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子等應(yīng)用對(duì)特色工藝芯片需求拉動(dòng)：8英寸硅片主要用于90nm以上制程的特色工藝芯片，包括模擬電路、射頻芯片、嵌入式存儲(chǔ)器、圖像傳感器等；此類(lèi)芯片采用8英寸硅片的經(jīng)濟(jì)效益高于12英寸，主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自汽車(chē)電子、工業(yè)電子等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用增加，和6英寸需求逐漸轉(zhuǎn)移至8英寸。8英寸大硅片下游應(yīng)用已開(kāi)始加速；預(yù)測(cè)2019至2022年，功率器件/MEMS傳感器/MCU/混合信號(hào)/射頻等特殊芯片年同比增速在10-20%之間。（3）物聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)電子為未來(lái)幾年半導(dǎo)體行業(yè)重要的驅(qū)動(dòng)力，特色工藝芯片中各個(gè)細(xì)分產(chǎn)品的增速平均在10%至20%之間：2016-2021年，汽車(chē)電子市場(chǎng)年復(fù)合增速達(dá)14%；物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)年復(fù)合增速達(dá)13%。1）汽車(chē)電子增長(zhǎng)來(lái)源：自動(dòng)駕駛和汽車(chē)智能化技術(shù)成熟，包括車(chē)載雷達(dá)、車(chē)載傳感器、車(chē)載圖像識(shí)別、電動(dòng)汽車(chē)的電源管理器和功率器件均需要使用半導(dǎo)體產(chǎn)品。2）物聯(lián)網(wǎng)增長(zhǎng)來(lái)源：包括智能家居、智能工廠(chǎng)、智能支付等終端產(chǎn)品技術(shù)成熟，對(duì)于通信芯片、傳感器等需求增加。2012-2022全球12英寸硅片需求量(百萬(wàn)片/每月)

2016-2022全球8英寸大硅片需求量（百萬(wàn)片/每月）

2016-2021全球半導(dǎo)體應(yīng)用年復(fù)合增速（%）

2020至2025年，中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能大量開(kāi)出，在全球占比將快速提升，下游市場(chǎng)需求充足。（1）全球大硅片競(jìng)爭(zhēng)格局，行業(yè)集中度高，為國(guó)際廠(chǎng)商壟斷：全球硅片行業(yè)前五大廠(chǎng)商市場(chǎng)占有率達(dá)到93%，包括日本信越半導(dǎo)體（份額28%）、日本勝高科技（24%）、中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓（16%）、德國(guó)Silitronic（14%）、韓國(guó)LG（10%），國(guó)際硅片制造商投入長(zhǎng)期技術(shù)研發(fā)，嚴(yán)格控制硅片品質(zhì)，加上長(zhǎng)時(shí)間客戶(hù)驗(yàn)證，逐漸共筑行業(yè)壁壘，通過(guò)橫向并購(gòu)行業(yè)集中度持續(xù)提升，未來(lái)隨著技術(shù)升級(jí)，壁壘加大，國(guó)際硅片制造商的集中度可望進(jìn)一步增加。（2）硅片供需缺口擴(kuò)大，倒逼大尺寸硅片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速。SUMCO從2017年5月起砍掉中國(guó)大陸NORFlash廠(chǎng)武漢新芯的硅片訂單，優(yōu)先供貨給臺(tái)積電、英特爾等大廠(chǎng)保證其硅片供給，類(lèi)似行為將加劇我國(guó)大尺寸硅片不足的困境。（4）中國(guó)大陸作為半導(dǎo)體制造中心的背景下，有充足的市場(chǎng)需求孕育出中國(guó)大陸硅片制造商。中國(guó)大陸從建廠(chǎng)高峰逐漸跨越至擴(kuò)產(chǎn)的時(shí)期到來(lái)，2017至2020年中國(guó)大陸擬新建晶圓廠(chǎng)占全球42%；2020年開(kāi)始隨著建設(shè)逐漸完成，設(shè)備搬入產(chǎn)線(xiàn)，晶圓廠(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入試產(chǎn)到擴(kuò)產(chǎn)的階段，未來(lái)5年，中國(guó)晶圓產(chǎn)能將迎來(lái)突破性快速提升。中國(guó)大陸作為半導(dǎo)體制造中心的背景下，有充足的市場(chǎng)需求孕育出中國(guó)大陸硅片制造商。2025國(guó)內(nèi)晶圓產(chǎn)能在全球占比快速上升

中國(guó)大陸150mm-300mm芯片制造產(chǎn)能分布

2020國(guó)內(nèi)8、12英寸硅片需求大量增加

目前我國(guó)