全球半导体硅片市场规模及供需格局如何？

半导体硅片长期供不应求。

1. 全球半导体硅片市场规模稳定增长，市场集中度高

受半导体终端需求疲软和宏观经济的影响，2023 年全球半导体硅片（不含 SOI 硅片）市场 规模同比下降 10.9%至 123 亿美元， 但受新能源汽车、5G 移动通信、人工智能等终端市场 的驱动，半导体行业仍然保持较高的市场需求，结合 Semi、Techinsights 等机构的预测，半 导体硅片出货量及市场规模将于 2024 年恢复增长。2023 年中国大陆半导体硅片市场规模较 2022 年略有下滑，但总体上呈上升趋势，2016 年至 2023 年期间，中国大陆半导体市场规 模从 5 亿美元上升至 17 亿美元，年均复合增长率为 19.4%，远高于全球半导体硅片的年均 复合增长率水平。

SOI 硅片方面，由于应用场景规模较小，整体行业规模小于抛光片和外延片，根据 SEM I、 沪硅产业及 Research and Markets 数据，SOI 硅片 2013 年全球市场规模为 4 亿美元，到 2023 年已增长至 16.94 亿美元。由于中国 SOI 射频芯片技术仍在发展阶段，因此只有少数 国产厂商具有制备 SOI 硅片的能力，SOI 产业链仍待完善。根据 SEMI 数据，中国大陆 SO I 硅片市场规模 2016 年为 0.02 亿美元，2018 年增长至 0.11 亿美元。

半导体硅片行业由于技术难度大、研发时间久、客户认证周期长的特点，因此市场集中度较 高，且长期由国际厂商占据较大份额。2022 年全球硅片主要厂商中，前五大厂商合计占据超 过 90%的市场份额，其中日本信越化学占比 27%，排名第 1；日本胜高占比 24%，排名第 2；中国台湾环球晶圆占比 17%，排名第 3；德国世创占比 13%，排名第 4；韩国 SK Siltron 占比 13%，排名第 5。

2.供给端：去库存化进入尾声，出货量稳步增长

半导体硅片市场具有一定的周期性，由于受到 2020 年全球“缺芯潮”的影响，以及人工智 能（AI）、高性能计算（HPC）、5G、汽车和工业应用的需求增加使得全球对芯片的需求不断 提升，对半导体硅片的需求也随之增长，2022 年达到周期峰值，进入 2022 年后受全球整体 产能释放与市场需求疲软的影响，下游芯片行业出现库存过剩的情况，2023 年半导体硅片行 业处于周期底部，但随着行业库存逐渐恢复到正常水平，预计 2024 年会结束全球库存过剩 的现状，需求逐渐恢复增长并自 2026 年起逐渐超过全球 12 英寸硅片总产能，重新进入供不 应求的阶段性状态。

出货面积方面，半导体硅片行业受下游行业影响，具有一定的周期性，一般以 3-4 年为一个 周期。根据 SEMI 数据，全球半导体硅片（不含 SOI 硅片）2012 年出货面积为 90 亿平方英 寸，2022 年为 146 亿平方英寸，整体上稳步提升。2023 年，受终端需求的影响，半导体硅 片行业整体处于去库存化的状态， 2023 年出货量暂时下降至 126 亿平方英寸，之后逐渐回 升。单位面积硅片价格 2009 年为 1 美元/平方英寸，2016 年下降到 0.68 美元/平方英寸， 2023 年回暖至 0.98 美元/平方英寸。

目前半导体行业处于调整期，但随着下游智能手机、人工智能等需求增加，行业景气度逐渐 复苏。根据 SEMI 预测，2025 年全球 8 英寸硅片需求将达到 700 万片/月，12 英寸硅片需求 达到 920 万片/月。全球半导体硅片厂商积极扩产，日本胜高、德国世创等头部厂商纷纷宣布 扩产计划，以沪硅产业、立昂微为代表的中国半导体硅片企业同样积极推进新增产能生产线 的建设。沪硅产业预计将于 2024 年底实现 12 英寸半导体硅片新增产能 15 万片/月，合计产 能将达到 60 万片/月；立昂微衢州基地年产 600 万片 6-8 英寸硅抛光片项目预计于 2024 年 9 月完成 25 万片/月 8 英寸新增产能设备的移机工作，嘉兴基地 12 英寸硅抛光片扩产项目 将于 2024 年底达到 15 万片/月；神工股份 8 英寸抛光片 5 万片/月的设备现已达到规模化生 产状态，二期设备已进场调试；有研硅第一期 5 万片/月 8 英寸硅片扩产项目已建设完成。

3.需求端：半导体硅片需求长期持续增长，国内厂商积极扩产

据 Knometa Research 统计，2024 年预计有 195 家半导体晶圆厂加工 300mm 晶圆，用于 制造 IC，包括 CMOS 图像传感器，以及功率分立器件等非 IC 产品，较 2023 年新增 15 座， 其中 13 座用于生产 IC 芯片；预计到 2025 年会新增 17 座开始投产，到 2027 年处于运营状 态的 300 毫米晶圆厂数量将超过 230 座。

2023 年启用的 300mm 晶圆厂大多用于代工服务，少部分晶圆厂专注于非 IC 产品生产，且 新启用的晶圆厂多集中于中国大陆、中国台湾、日本、韩国等亚太地区，少部分位于欧洲地 区。尽管目前国际主要半导体硅片企业均已启动其扩产计划，但其预计产能长期来看仍无法 完全满足全球范围内芯片制造企业对半导体硅片的增量需求，国内半导体硅片行业将迎来快 速发展期。

根据 SEMI 预计，东南亚预计将引领 200mm 产能增长，从 2023 年到 2026 年增长 33%。 其中，作为 200mm 产能扩张的最大贡献者，中国大陆将以 22%的增长率排名第二。预计到 2026年，中国大陆将达到每月170万片以上。美洲、欧洲和中东以及中国台湾将分别以 14%、 11%和 7%的增长紧随其后。而 2023 年，中国大陆占 200mm 晶圆厂产能的 22%，日本占总 产能的 16%，其次是中国台湾、欧洲和中东以及美国，分别占 15%、14%和 14%。

300mm 硅片需求长期增长的另一驱动力是随着云服务、5G 通信、AI、IoT 等产业趋势的快 速发展，全球数据流量需求的大幅增长。根据 Ericsson 预测，全球数据流量将从 2023 年每 月约 130EB 发展至 2029 年的每月约 563EB。全球数据流量可分为固定无线接入和移动数 据流量，固定无线接入应用于数据中心、台式电脑、loT 等，2023-2029 的 CAGR 约为 32%， 移动数据流量应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑等，2023-2029 的 CAGR 约为 21%。

5G 手机的兴起，带动手机出货量的快速增长，同时促进半导体硅片出货量的长期上升。根据 Canalys 预测，2024 年全球智能手机市场开始复苏，2024 年全球智能手机出货量将增加至 11.8 亿部，同比增加 3%，其中 5G 手机出货量占比将达到 67%，2027 年将上升至 83%， 12 英寸硅片的需求量随之上升，2027 年有望超过 200 万片/月。 随着 5G 时代的到来，对信息传输速度、传输容量和服务器的需求将不断增加，带动 DRAM 和 NAND 产品需求的增长。根据 SUMCO 预测，2022-2027 年 DRAM 位元需求复合增速达 18.5%，其中 10%的增速由 DRAM 工艺迭代满足，剩下 8.5%是 DRAM 所需晶圆供给的复 合增速。根据 SUMCO 预测，2022-2027 年 NAND 位元需求复合增速达 26.2%，其中 20%的增速由 NAND 工艺迭代满足，剩下 6.2%是 NAND 所需晶圆供给的复合增速。

随着新能源汽车的兴起，汽车销量将逐年提升，并带动硅片需求的大幅提升。根据 Global Data 数据，随着内燃机汽车（ICE）的销售受到世界各国政策的监管，新能源汽车销量和占比将逐 年增加，将从 2023 年的 28.5%增长至 2035 年的 76.2%，超过内燃机汽车，在全球汽车市 场中占据主导地位。

由于向电动汽车转变需要更高的功率效率，未来先进的功率器件的使用将增加，另外自动驾 驶 ADAS 的发展也将需要高性能的半导体器件，如 AI、MPU、GPU 等。由于半导体器件的 复杂性，每辆电动汽车使用的硅片数量预计将以年均 6%的速度增长。 同时，由于电动汽车的普及和 ADAS/自动驾驶市场的增长，汽车半导体的需求将持续增加，带动 200 毫米及以下和 300 毫米半导体硅片市场持续增长。从整体来看，新车电子行业对小 尺寸半导体硅片的需求量更大，根据 SUMCO 预计，2022-2027 年 200mm 尺寸及以下半导 体硅片需求增长的 CAGR 约为 7%，300mm 半导体硅片增速更快，2022-2027 年的 CA GR 约为 16%，其中，逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片的 12 英寸硅片需求将从 2022 年 40%、 39%、21%的市场结构在 2026 年分别调整为 35%、40%、25%。 汽车和工业领域是 200mm 晶圆厂投资建设的最大驱动力，尤其是随着电动汽车采用率的上 升，电动汽车芯片含量持续增加，对汽车充电时间缩短的需求也推动全球 200mm 晶圆的产 能持续扩张。根据 SEMI 的统计数据，从 2023 年到 2026 年，200mm 晶圆厂产能将增加 14%，另外增加 13 个新的 200mm 晶圆厂（不包括 EPI）。功率半导体的晶圆厂产能从 2023 年到 2026 年将增长 35%，其中，微处理器单元/微控制器单元（MPU/MCU）的产能占比将 达到 21%，位居第二。紧随其后的是 MEMS、模拟和晶圆代工，分别占 16%、8%和 8%。 在 200mm 晶圆厂的产能中，大部分集中在 80nm 至 350nm 技术制程。预计 80nm 至 130nm 节点容量将增长 10%，而 131nm 至 35nm 技术制程预计将从 2023 年到 2026 年增长 18%。

2022 年受到半导体行业高景气度的影响，全球对半导体硅片的需求量大幅增长，200m m 和 300mm 半导体硅片出货量也迎来历史新高，其中 200mm 硅片出货量约为 71000 千片/ 年， 300mm 硅片出货量约为 93000 千片/年。2023 年半导体行业景气度有所下降，全球市场需 求都相对萎靡不振，半导体产出大幅降低，导致其上游半导体硅片的需求量也相对减少，全 球硅片出货量随之降低。2024 年，下游汽车、智能手机、PC、工业制造等需求逐步回暖， 半导体行业景气度有所回升，半导体硅片需求将于 2024 年下半年逐步向好，出货量也将随 之增加。我们预估全球 2024 年 200mm 硅片出货量约为 57859 千片/年，2026 年将增加至 60816 千片/年；2024 年 300mm 硅片出货量约为 87733 千片/年，2026 年增加至 94559 千 片/年，整体稳步提升。