2022年半导体硅片行业市场份额及供需情况分析 供需错配延续硅片涨价趋势

1. 国内半导体硅片公司市场份额极低，轻掺硅片亟待补强

硅片根据掺杂程度不同可分为轻掺硅片和重掺硅片。从多晶 硅到单晶硅片的制造过程中会加入掺杂元素来改变硅片的导电能 力，掺杂元素的掺入量越大，硅片的电阻率越低，根据掺杂程度 不同分为轻掺硅片和重掺硅片。轻掺硅片一般用于逻辑等超大规 模集成电路，重掺硅片主要用作外延片的衬底应用在功率器件等 领域。从全球市场 8 英寸硅片总需求上看，轻掺硅片约占全部需 求的 70%；在 12 英寸硅片总需求中，轻掺硅片占比几近 100%。

轻掺硅片工艺难点源于对缺陷率的严格控制。重掺硅片与轻 掺硅片工艺不同，重掺硅片需在重掺单晶硅材料制成的衬底片上 生长一层几十微米到一百多微米不等的外延层，因为有外延层， 所以重掺单晶体对缺陷要求较低；而轻掺硅片没有外延层，因此 对轻掺硅晶体材料的原生缺陷要求很高。国内硅片技术相对落 后，规模化产品主要为重掺低阻产品，用于厚膜外延片底板及之 后的亚微米级制程芯片的生产，轻掺硅片产品主要依赖进口。

国内半导体硅片市场规模快速提升。半导体晶圆制造材料占 半导体材料市场比重达 63%，其中半导体硅材料为晶圆制造材料 主要组成部分，占比约 35%。全球半导体硅片市场规模稳中有升， 2018 年同比增长 31%达到 114 亿美元，2019-2020 年稳定在 112 亿美元。据 SEMI 最新数据，2021 年全球半导体硅片市场规模达 126.2 亿美元，同比增长 13%。伴随第三次半导体产业转移趋势， 国内半导体全产业链得到快速发展，国内半导体硅片市场规模步 入了飞跃式发展阶段，2018年至 2020年，国内半导体硅片市场规 模从 9.92 亿美元上升至 13.35 亿美元，CAGR 为 16.01%。

全球半导体硅片市场集中度很高，CR5 接近 90%。2020 年全 球排名前五的半导体硅片厂商分别为日本信越化学、日本 SUMCO、 中国台湾环球晶圆、德国 Siltronic、韩国 SK Siltron。由于半导体 硅片行业具有技术难度高、研发周期长、资金投入大、客户认证 周期长等特点，境外硅片龙头占据先发优势， 300mm 硅片早就进 入量产商业化阶段，而国内 300mm 硅片才刚刚起步。

图：半导体硅片市场格局

2. 供需错配延续硅片涨价趋势， 8/12 英寸硅片将长期共存

全球半导体硅片出货面积持续增长，8/12 英寸成为最主流尺 寸。据 SEMI 数据，2021 年全球半导体硅片出货面积将创下新高， 超 140亿平方英寸，同比增长 14.2%；2022-2024年，半导体硅片 出货量有望继续逐年持续创下新高，出货面积有望达 149/156/160 亿平方英寸。从出货面积结构来看，8 英寸份额占比逐步提升并趋 于稳定，维持在25%-27%；12英寸硅片份额占比持续提升，2020 年市场份额已提升至 68.08%，成为半导体硅片市场最主流的产品， 预计到 2022 年市场份额将接近 70%。

工艺成熟度和成本优势决定 8 英寸硅片将长期与 12 英寸硅片 共存。大尺寸化趋势推动 12 英寸硅片份额不断提升，根据 SUMCO 发布的全球 12 英寸晶圆需求预测数据，2021 年全球 12 英寸晶圆需求将达到 720 万片/月，到 2025 年将达到 910 万片/月， 其中需求占比最大的终端应用为智能手机，其次为数据中心、PC/ 平板电脑、汽车，数据中心和汽车对 12 英寸晶圆的需求增长最为 快速。8 英寸硅片在高精度模拟电路、高压功率芯片、射频前端芯 片、嵌入式存储器、CMOS 图像传感器、高压 MOS 等特色芯片产 品上制造工艺更加成熟，同时 8 英寸产线大都折旧完毕带来显著的 成本优势，加上汽车电子、工业电子等应用端需求驱动，8 英寸硅 片需求长期存在。综合来讲，8 英寸和 12 英寸硅片会长期共存， 在各自的特定领域有不可替代的优势。

行业高景气度刺激晶圆厂积极扩产，硅片迎来量价齐升趋势。 受益于终端需求拉动，国内外晶圆厂纷纷在积极扩厂，而硅片作 为晶圆厂最重要的原材料，迎来需求的快速提升。面对晶圆厂的 产能需求，硅片大厂都在扩产，但扩产速度与市场需求增速相比 较为缓慢，且扩产主要集中于 12 英寸硅片。据 SUMCO 表示，其 12 英寸硅片产能(包括新厂的新增产能)的长期合约已签约到 2026 财年，8 英寸硅片需求预计也会继续加强。据 SEMI 数据，半导体 硅片价格从 2016 年 0.67 美元/平方英寸增长至 2019 年的 0.95 美 元/平方英寸，2020 年价格 0.90 美元/平方英寸。考虑目前硅片供 需错配的情况，硅片价格有望持续上涨。

图：半导体硅片平均价格

3. 8英寸轻掺低缺陷硅片进展顺利，深厚研发实力支撑长期发展

对标信越化学，神工股份基于大直径单晶硅材料拉晶工艺积 累，募投布局高技术门槛的8英寸轻掺低缺陷抛光片项目。大直径 单晶硅材料与 8 英寸半导体级单晶硅材料虽然应用领域不同，对具体技术参数指标的要求不同，但两者在生产工艺方面存在共通性， 重点技术领域均涵盖了固液共存界面控制技术、电阻率精准控制 技术、引晶技术等。相比大直径单晶硅材料，8 英寸半导体级单晶 硅材料对晶体原生微缺陷率、面内电阻率均匀率、表面异物数量 等多项指标要求更加严格。神工股份募投建设 8 英寸轻掺低缺陷抛 光片项目，项目达产预计实现年产 180 万片 8 英寸半导体级硅单 晶抛光片以及 36 万片半导体 级硅单晶陪片的产能规模。

立足晶体生长技术起点，研发突破硅片加工核心技术。硅片 生产整体可分为三大工序：晶体生长、硅片加工前道（切、磨） 和硅片加工后道（抛光、清洗）。目前公司在晶体生长环节的生产 工艺基本成熟，研发掌握晶体生长稳态化控制技术、低缺陷单晶 生长技术等，良率水平向国际一流硅片生产商看齐；在硅片加工 前道和后道环节，公司通过持续研发，已掌握高良率切片技术、 高效化学腐蚀及清洗技术、超平整度研磨抛光技术、硅片检测评 价技术、硅片表面微观线性损伤控制技术、低酸量硅片表面清洗 技术、线切割过程中硅片翘曲度的稳定性控制技术等核心技术。

8 英寸轻掺低缺陷抛光片项目进展顺利，核心技术团队助力公 司成为国产轻掺硅片优势供应商。公司 2021 年初打通硅片产线， 上半年已完成第一阶段月产能 5 万片的设备安装调试工作，目前按 计划以每月 8000 片的规模进行生产，以持续优化工艺，产品已进 入客户认证流程，进展顺利。国内轻掺硅片发展较重掺硅片较慢， 公司凭借具备丰富的研发生产经验的核心团队有望成为国内轻掺 硅片优质供应商。公司核心技术团队在日本有 20 年以上的轻掺低 缺陷硅片生产经验，并且 8 英寸、12 英寸硅片的制造技术与 20 年 前差别不是很大，公司核心技术人员对其整体的成本控制、良率 提升及研发技术路线都有着丰富的经验。公司已有的大直径单晶 硅材料本身也是轻掺晶体，在轻掺晶体的生长方面已经培养了成 熟的生产团队，转向轻掺硅片生产是顺理成章的，相比从重掺转 向轻掺的公司会容易一些。最后，公司在日本设有研发中心，有 利于招募当地的高技术人才，也便于和当地高技术人才保持交流， 有利于在技术路线上保证先进方向。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）