海外厂商垄断+供需缺口扩大，硅片国产化势在必行

海外厂商垄断+供需缺口扩大，硅片国产化势在必行

　　(一)海外厂商垄断半导体硅片市场

　　半导体硅片生产对于纯净度、加工精度有极高的要求。目前最先进的半导体芯片量产制程已经达到10nm 级别，意味着相邻线路间只有10 个原子的间距，是头发宽度的一万分之一。要保证最后的产品能实现预定的功能，半导体硅片的纯净度和表面平整度都要达到很高的标准。

　　生产过程方面，晶体生长步骤必须保证晶棒内部晶向的完全一致性，从原子层面防止内部缺陷的产生，其后的打磨、抛光等过程，则要实现硅片表面的完全平整，用于最先进制程的硅片要达到表面的高度差不超过百分之一纳米。

　　纯净度方面，首先作为硅片生产的原材料多晶硅，其纯度要达到99.9999999%(9 个9)，最先进的制程工艺则要达到99.999999999%(11 个9)的纯度，而光伏硅片只需达到5-7个9 的纯度。另外在硅片生产完成后，还需对硅片进行严格的清洗步骤，保证表面微粒大小小于百分之一纳米水平，杂质含量小于百亿分之一的水平。

　　半导体硅片行业呈寡头垄断格局，海外厂商占据9 成以上份额。半导体硅片生产的严苛要求导致该行业具有很高的技术和资金壁垒，全球范围内只有少数企业具有大量提供半导体硅片的实力和能力。目前日本信越半导体(Shin-Etsu)、日本胜高科技(SUMCO)，台湾环球晶圆(Global Wafers,2016 年收购美国SunEdison Semiconductor 后市场份额跃居第三)，德国Siltronic，韩国LGSiltron 五家企业占据半导体硅片92%的市场份额，形成寡头垄断的市场格局。在300mm(12 寸)大硅片上，以上五家企业的垄断形式更加明显，占据近98%的市场份额。

　　半导体硅片市场份额超9 成被海外厂商垄断。硅片是半导体生产所需的重要材料，占到各类材料价值比重的32%。相比于光伏硅片，半导体硅片在硅材料的纯度，材料的切割、打磨等加工过程的精度方面有更为严苛的要求，对于硅片生产商形成了很高的技术壁垒。目前全球半导体硅片供应呈现寡头垄断的竞争格局，日本信越半导体、胜高科技，台湾环球晶圆，德国Siltronic，韩国LG 五家企业占据半导体硅片92%的市场份额。在300mm(12 寸)大硅片上，以上五家企业的垄断形式更加明显，占据近98%的市场份额。

　　图表1 全球前五企业占据半导体硅片92%份额

　　图表2 全球前五企业占据12 寸半导体硅片98%份额

　　(二)国产大硅片自给率低，晶圆厂密集投建进一步扩大供需缺口

　　国内企业仅少数能提供8 寸硅片，12 寸硅片尚无量产能力。目前中国大陆小尺寸的4-6 寸硅片(含抛光片、外延片)的年产量已经达到5200 万片，基本上实现了自给自足。但是受制于硅材料纯度和大硅片的生产良率，仅有浙江金瑞泓、昆山中辰(台湾环球晶圆)、北京有研总院、河北普兴、南京国盛、中国电科46 所以及上海新傲等数家厂商具有量产8 寸硅片及外延片的能力，12 寸硅片目前只有上海新昇为中芯国际等代工企业提供少量的样片和测试片，尚无大规模量产的能力。

　　国内大硅片存在巨大供需缺口。国内8 寸硅片的合计产能为每月23.3 万片，而8 寸硅片需求则达到80 万片/月，2016 年我国生产的8 寸硅片数量仅为120 万片，只满足了12.5%的国内需求，2017 年产能利用率有所提高，但即使产能全开也仅能实现30%的自给率，缺口部分依赖进口。12 寸硅片的国内需求则达到约50 万片/月，完全依赖进口来满足需求。

　　中国大陆将迎来晶圆产线建设高峰期，硅片供需缺口将进一步扩大。根据SEMI 的预测，2017-2020 年间，全球将有62 座新建晶圆厂投入营运，其中26 座将位于中国大陆，占新增晶圆厂的比重达42%。目前已经统计到有近30 条晶圆产线的建设规划，其中17 条已经开工建设，将在未来几年内陆续投入运营。而半导体行业的高景气度和中国大力发展半导体产业的决心预计将带来更多的晶圆产线规划，并促使更多的晶圆产线从规划转为落地。在晶圆产线建设大潮到来的背景下，国内半导体硅片的供需缺口势必将进一步扩大。预计国内8 寸硅片需求到2020 年将提升至120 万片/月，增长50%。而12 寸硅片需求将达到150-200 万片/月，是目前的3-4 倍。

　　图表3 中国在建或计划中的12 英寸晶圆厂

　　图表4 国内规划新建/扩产的8 寸晶圆厂项目

(三)供需格局倒逼半导体硅片国产化，上游材料自主可控势在必行

　　上游硅材料的自主可控是我国半导体产业发展的必经之路。硅片是半导体产业发展的基础材料，若是不能保证硅片材料的自主可控，我国大力发展的半导体产业将时刻面临材料短缺、产业链断裂的威胁，美国、日本、韩国、台湾等地区都具有自主的硅片生产能力。目前信越、SUMCO 等半导体硅片巨头与三星、英特尔、台积电等半导体生产巨头都已具有长期合作的基础，且能保证数额较大的需求量，因此在产能有限的情况下，硅片巨头会优先给台积电等厂商供货。17 年5 月就出现了SUMCO 砍掉武汉新芯的订单，优先供给台积电、英特尔、美光等大厂的事件。在未来供需格局进一步紧张的情况下，国内晶圆制造商可能必须通过提价的方式才能拿到足够的硅片货源，然而并不能保障充足的供应，也会增加自身的成本，唯一的解决办法是实现半导体硅片材料的自主生产、自主可控。

　　紧张的供需格局倒逼半导体硅片国产化，国产项目陆续上马。2017 年以来，中国大陆陆续已有十个国产硅片项目公布规划，并有数个项目已开工建设，部分项目已经具有一定的8 寸硅片产能。12 寸硅片方面，上海新昇的300mm 大硅片17 年二季度已经开始向中芯国际等芯片代工企业提供样片进行认证，并有挡片、陪片、测试片等产品实现销售，目前测试线产能为1 万片/月，预计在2018 年将月产15 万片300mm 大硅片,未来会扩大产能至月产60万片，将填补我国12 寸大硅片生产的空白。

　　这些国产硅片项目已公布的产能规划达到185 万片/月的8 寸硅片，以及144 万片/月的12寸硅片，若能顺利实现量产，将极大程度上缓解国内硅片依赖进口的局面，并使国内半导体产业具有一定的硅片自主保障能力。

　　图表5 国产大硅片项目梳理

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