一、半導體硅片行業簡介
半導體硅片是指由硅單晶錠切割而成的薄片,又稱硅晶圓(Silicon Wafer)。通過在半導體硅片上進行加工制作,從而形成各種電路元件結構,可以使其成為有特定功能的集成電路或分立器件產品。
常見的半導體材料包括硅(Si)、鍺(Ge)等元素半導體及砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)等化合物半導體。相較于鍺,硅的熔點為 1415℃,高于鍺的熔點 937℃,較高的熔點使硅可以廣泛應用于高溫加工工藝中;硅的禁帶寬度大于鍺,更適合制作高壓器件。相較于砷化鎵,硅安全無毒、對環境無害,而砷元素為有毒物質;并且鍺、砷化鎵均沒有天然的氧化物,在晶圓制造時還需要在表面沉積多層絕緣體,這會導致下游晶圓制造的生產步驟增加從而使生產成本提高。
半導體硅晶圓是制造硅半導體產品的基礎,可根據不同參數進行分類。根據尺寸(直徑)不同,半導體硅片可分為2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、5英寸(125mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)、12英寸(300mm),在摩爾定律影響下,半導體硅片正在不斷向大尺寸的方向發展,目前8英寸和12英寸是主流產品,合計出貨面積占比超過90%。
二、全球半導體硅片行業發展現狀
半導體硅片市場具有一定的周期性,由于受到2020年全球“缺芯潮”的影響,以及人工智能(AI)、高性能計算(HPC)、5G、新能源汽車和工業應用的需求增加使得全球對芯片的需求不斷提升,對半導體硅片的需求也隨之增長,2022年后受全球整體產能釋放與市場需求疲軟的影響,下游芯片行業出現庫存過剩的情況,2023年半導體硅片行業處于周期底部,但隨著行業庫存逐漸恢復到正常水平。
全球半導體硅片需求逐漸回暖,預期2024年下半年恢復增長。2022年受到半導體行業高景氣度的影響,全球對半導體硅片的需求量大幅增長,200mm和300mm半導體硅片出貨量也迎來歷史新高,其中200mm硅片出貨量約為71000千片/年,300mm硅片出貨量約為93000千片/年。2023年半導體行業景氣度有所下降,全球市場需求不振,半導體產出大幅降低,導致其上游半導體硅片的需求量也相對減少。展望未來,隨著云服務、5G通信、AI、IoT等產業趨勢的快速發展,全球數據流量需求的大幅增長,另一方面,新能源車銷量持續提升,單車芯片用量提升亦對硅片需求起到正向拉動,半導體硅片需求有望在2024年下半年逐步向好。
圖表:2019-2023年全球半導體硅片出貨面積
三、中國半導體硅片行業發展現狀
國內廠商積極擴充產能,加速國產替代進程。根據SEMI預測,2025年全球8英寸硅片需求將達到700萬片/月,12英寸硅片需求達到920萬片/月。全球半導體硅片廠商積極擴產,日本勝高、德國世創等頭部廠商紛紛宣布擴產計劃,以滬硅產業、立昂微為代表的中國半導體硅片企業同樣積極推進新增產能生產線的建設。根據KnometaResearch數據,2024年將有15座300mm晶圓廠上線,其中13座用于生產IC芯片,預計到2025年會有17座開始投產,到2027年處于運營狀態的300毫米晶圓廠數量將超過230座。盡管目前國際主要半導體硅片企業均已啟動其擴產計劃,但其預計產能長期來看仍無法完全滿足全球范圍內芯片制造企業對半導體硅片的增量需求,國內半導體硅片行業將迎來快速發展期。
近年來,中國大陸半導體硅片行業發展迅速,國內市場規模增速高于全球市場規模增速。2022年中國大陸的市場規模大約達到138.3億元,市占率進一步提升;2023年中國大陸的市場規模進一步提升至164.9億元左右。
圖表:2019-2023年中國半導體硅片行業市場規模
半導體硅片制造環節,我國最常用的大尺寸硅片(8-12英寸)產品主要依賴進口,僅有少數企業能夠實現批量生產,滬硅產業、中環股份等廠商均具備8英寸硅片生產能力,并已實現12英寸硅片的批量化生產。
《2024-2029年中國半導體硅片市場調查分析與發展趨勢預測研究報告》由中研普華產業研究院撰寫,本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析,重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力,以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態,對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。