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未来5年中国半导体硅片行业的预测分析

来源:中投网 2021-06-10 11:10中投网 A-A+

  1.2010-2020年全球半导体硅片行业发展现状

  中投产业研究院发布的《2021-2025年中国半导体硅片行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:在半导体制造材料中,硅片是上游材料占比最大的部分,2019年硅片占全球半导体制造材料行业37.28%。2014年至今,在通信、计算机、汽车产业、消费电子等应用领域需求带动以及人工智能、物联网等新兴产业的崛起,全球半导体硅片市场规模呈现上升趋势,硅片营收从2014年的76亿美元提高至2018年的114亿美元,2019年度出现小幅回落为112亿美元。

  5G/AI/IoT开启第四次工业革新,云计算数据量和终端电子产品需求大幅增加,2020年硅片行业将重拾增长。

图表 2010-2020年全球半导体硅片销售额情况

数据来源:中投产业研究院

  近年来,全球半导体硅片市场存在一定的波动。2009年,受经济危机的影响,全球半导体硅片市场规模急剧下滑,出货量下降;2010至2013年,半导体硅片市场随全球经济逐渐复苏而反弹,同时12英寸大尺寸半导体硅片技术逐渐普及;2014年至今,受益于通信、计算机、汽车产业、消费电子、光伏产业、智能电网、医疗电子等应用领域需求带动以及人工智能物联网等新兴产业的崛起,全球半导体硅片出货量呈现上升趋势。

图表 2010-2019年全球半导体硅片出货量及增长率

数据来源:SEMI

  2.2017-2020年中国半导体硅片行业需求分析

  中投产业研究院发布的《2021-2025年中国半导体硅片行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:目前硅片进入新一轮增长周期,5G/AI/IoT驱动半导体终端需求增长2020年下半年随着5G、AI、IoT带动数据中心、消费电子、手机等智能终端需求拉货力道不断升温,全球半导体制造代工厂的8、12英寸产能皆维持满载。

  8英寸硅片:受益于5G导入终端应用,PMIC和驱动芯片等8英寸晶圆需求大幅提升,8英寸晶圆产能供不应求,根据ICInsight数据2021年Q1晶圆代工厂还会再调涨8英寸晶圆代工价格,进而带动8英寸硅片的需求平稳满载。

  12英寸硅片:受益于12英寸晶圆厂扩产和新建工出增加;在逻辑工艺方面,国内中芯、华虹均在稳定扩产,同时,全球代工龙头台积电5nm制程预计将于2020Q1产能全开;智能手机、智能终端带动HPC需求增长;在存储工艺方面:国内长江存储、长鑫存储预计2021年产能将同比2020年接近翻倍增长,加上DRAM、NANDFlash价格逐渐回稳,海外大厂三星、海力士和美光开始积极规划2021年上半年的存储器出货量;在特色工艺方面:海外英飞凌、德州仪器等模拟芯片大厂为了满足下游需求,加速新建12英寸晶圆厂,推动12英寸硅片需求提升。

  中国大陆半导体硅片需求量增速高于全球,硅片国产化战略性意义显著。根据SEMI统计数据,2020年Q1中国大陆的12英寸半导体硅片需求量为67.5万片/月;至2025年,未来中国大陆已规划产能的12英寸半导体硅片需求量将达到240万片/月。国内硅片需求量成长性来源于12英寸晶圆厂的投建和扩产;至2019年,中国大陆一共有20多座的12英寸晶圆厂,其中有8座正在建设中;预计全部建设完成以后每个月12英寸硅片的需求量将达到近每月240万片;硅片作为核心半导体材料,需要经过芯片制造的所有工艺环节,对于硅片技术和质量要求极高,因此,硅片在所有材料中成本占比接近40%;但是,截至2019年,中国大陆的硅片国产化率却仅约3%,甚至在12英寸国产份额近乎于0%,几乎100%需依赖进口,国内硅片的供应长期被信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SKSiltron等前五大厂商垄断,不利于维护国内半导体产业链的稳定,因此,半导体硅片的国产化战略意义显著。

图表 2017-2020年中国大陆8寸硅片需求

单位:万片/月

数据来源:SEMI

图表 2017-2020年中国大陆12寸硅片需求

单位:万片/月

数据来源:SEMI

  3.2014-2020年中国半导体硅片市场规模分析

  中投产业研究院发布的《2021-2025年中国半导体硅片行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:

  受益下游应用需求拉动,中国半导体硅片行业市场规模持续扩大。据ICTia统计2014至2019年,受益终端需求旺盛和新兴产业的发展,我国硅片市场规模从93.2亿元持续增长至176.3亿元,CAGR达13.6%,预计2020年市场规模将达201.8亿元。2018年我国半导体硅片年产能达到2393百万平方英寸,6英寸及以下尺寸硅片仍是目前国内市场的主要产品,未来随着我国半导体硅片制造企业研发及生产能力不断提升、国际化程度不断提高。

图表 2014-2020年中国半导体硅片行业市场规模情况

数据来源:ICTia

  4.半导体硅片行业的投资壁垒

  半导体硅片行业的投资壁垒如中投产业研究院发布的《2021-2025年中国半导体硅片行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:

  一、技术壁垒

  半导体硅片行业是一个技术高度密集型行业,其核心工艺包括单晶工艺、成型工艺、抛光工艺、外延工艺等,技术专业化程度颇高。半导体行业的飞速发展对半导体硅片的生产技术和制造工艺提出了更高的要求,主要体现在:增大半导体硅片的尺寸;减少半导体硅片晶体缺陷、表面颗粒和杂质;提高半导体硅片表面平整度、应力和机械强度等方面。后进企业如果不具备相当的技术积累和研发实力,将很难跟上市场发展需求。

  二、人才壁垒

  半导体硅片的研发和生产过程较为复杂,涉及固体物理、量子力学、热力学、化学等多学科领域交叉,因此需要具备综合专业知识和丰富生产经验的复合型人才。国内相应人才供应不足,要打造一直高技术水平团队,需要大量的人力资源投入和时间积累,后进企业面临较高的

  三、资金壁垒

  半导体硅材料的生产流程主要包括晶体生长、滚圆、切片、研磨、抛光等工序,为确保产品质量的可靠性与稳定性,关键生产设备及测试设备需要专用设备,多数需依赖进口,设备价格昂贵。为提升企业竞争优势,满足近年来新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等新兴应用领域对电子元器件的产品需求,作为分立器件的上游行业,半导体硅材料制造企业在技术、人才、环保等方面的投入也将持续加大。企业若要在该行业形成规模化、商业化生产,所需投资规模较大,因此进入该行业要有雄厚的资金实力。

  四、认证壁垒

  半导体硅材料主要用于电子信息产业的电子元器件制造,对电子元器件性能有重要影响,属于核心材料。而电子元器件又主要服务于规模化的下游厂商,因此厂商都对于硅片供应商的选择相当谨慎。供应商除了需具备在行业内领先的技术、产品、服务以及稳定的量产能力外,新进企业要进入合格供应商体系,还需要经过体系认证、供应商认证、新产品可靠性测试与认证等过程。

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