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據信達證券研報分析,近年來國內廠商加快半導體矽片的研發投入和建設,已有多家廠商實現了從8英寸到12英寸半導體矽片的突破,未來國內廠商有望充分受益半導體矽片的國產化。

一、矽片是半導體產業的核心原材料

矽片是半導體產業的上游原料,下游產業通過對矽片進行光刻、刻蝕、離子注入等加工,可將矽片製成各類半導體器件用於後續加工,如積體電路、二極體、功率器件等。矽片作為半導體材料絕緣性好,製成的半導體器件穩定性高,因而已被半導體產業所廣泛使用。

據SEMI統計,2020年全球晶圓製造材料市場總額達349億美元。其中,矽片和矽基材料的銷售額佔比達到36.64%,銷售額約為128億元。半導體矽片在晶圓製造材料市場中佔比最高,是半導體制造的核心材料。

光伏行業對矽片純度要求低,僅需達到99.9999%,而用於半導體器件加工的矽片對純度有著極高要求,需達到99.999999999%。此外,半導體矽片還對矽片的平整度、光滑度有較高要求。正因如此,半導體矽片的提純和加工技術門檻極高,全球的半導體矽片市場形成高度壟斷。據Siltronic統計,2020年全球前五大矽片製造商為日本信越、SUMCO、環球晶圓、SKSiltron和世創,他們共同佔據著半導體矽片市場87%的份額。

我國矽片產業起步較晚,技術積累不及海外。目前國內的半導體矽片企業主要生產6英寸及以下的半導體矽片,少數企業具有8英寸和12英寸半導體矽片的生產能力,在2017年以前,12英寸半導體矽片幾乎全部依賴進口。2018年,滬矽產業集團子公司上海新昇作為中國大陸首家實現12英寸矽片規模化銷售的企業,打破了12英寸半導體矽片國產化率幾乎長期為0%的局面。近年來,國內廠商加快了半導體矽片的研發投入和建設,已經多家廠商實現了從8英寸到12英寸半導體矽片的突破,目前半導體矽片的國產替代空間巨大,未來國內廠商有望充分受益半導體矽片的國產化。

隨著半導體行業的發展,半導體器件的終端需求量不斷提升。作為半導體行業的核心原材料,矽片的尺寸和技術生產水平也在持續進步,產品種類也豐富起來。對於半導體矽片,目前可以依照尺寸、應用場景等做進一步分類。

半導體矽片生產流程複雜。首先,沙子和礦石中的二氧化矽經過碳加熱純化,可製成純度98%以上的工業級矽;在此基礎上,通過化學反應將工業級矽生成三氯矽烷,再利用西門子方法,使用氫氣將三氯矽烷還原為純度達9-11個9的半導體級多晶矽。

二、半導體終端需求旺盛,賦能矽片成長動力

全球矽片需求主要由半導體行業需求帶動。矽片是半導體行業最重要的原材料,在矽基板上的生產的半導體器件應用於各種消費電子產品、汽車電子及工業控制領域,根據Gartner統計,半導體行業下游市場主要可分為計算、無線通訊、消費電子、汽車電子、工業電子、儲存、有線通訊七大類,2020年佔比分別為30.8%、27.5%、10.5%、10.5%、8.3%、7.4%、4.8%,預計2021年全年銷售額增速為9.5%。

分器件來看,用8英寸晶圓與12英寸晶圓生產的半導體器件有所不同。由於先進製程工藝主要在12英寸Fab廠進行生產,12英寸晶圓主要用於生產高算力的邏輯器件、DRAM儲存器、3DNAND儲存器、CMOS影像感測器等;8英寸晶圓主要用於生產CMOS影像感測器、功率分立器件、MCU、模擬器件、電源管理晶片、顯示驅動晶片等成熟製程晶片。

由於用8英寸晶圓和12英寸晶圓所生產的半導體器件不同,其終端應用領域也有較大差別。從終端應用市場規模來看,8英寸晶圓下游主要應用領域為汽車、工業、智慧手機、白色家電、IoT等,其中汽車佔比為33%,工業佔比為27%,智慧手機佔比為19%;12英寸晶圓下游主要應用領域為智慧手機、PC、平板電腦、伺服器、遊戲、汽車、工業等,其中智慧手機佔比最大,達到32%,PC、伺服器分別佔比為20%、18%。

自2020年下半年以來,全球缺芯潮帶動了半導體行業景氣度高漲,直接帶動了行業對上游矽片需求增長。SEMI釋出報告稱,2021年第二季度全球矽晶圓出貨面積再創新高,達到3534百萬平方英寸,同比增長12%。在多種終端應用的推動下,全球矽片的供需仍將保持緊張趨勢,我們認為,5G手機、汽車電動化、ADAS、資料中心、IoT等行業趨勢將帶動半導體行業需求結構性改善,從而帶動矽片需求的長期增長。據SUMCO統計,2Q21全球12英寸矽片需求超過710萬片/月。

總結:隨著國內晶圓廠持續擴產,半導體矽片國產化空間巨大,建議關注國內率先實現12英寸半導體矽片規模化銷售的龍頭企業滬矽產業、光伏和半導體矽片協同發展的領先矽片廠商中環股份。信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載) 信達證券:2021年半導體矽片行業深度報告(附下載)

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