半导体抛光片行业市场前瞻与投资战略规划

半导体抛光片行业市场前瞻与投资战略规划

国内硅片企业加速产能扩充国内积极扩产8英寸和12英寸硅片产能，8英寸产能产能将增加90万片/月达298万片/月。12英寸现有产能90万片/月，计划扩产180万片/月，满产后将达到270万片/月。12英寸大硅片需求旺盛，海外产能有限，为国内硅片企业提供战略发展期，国内硅片企业加速产品认证和客户导入，后续需密切关注各硅片公司客户认证和产能扩充进度。半导体硅片企业的下游客户是芯片制造企业，包括大型综合晶圆代工企业及专注于存储器制造、传感器制造与射频芯片制造等领域的芯片制造企业。半导体硅片的终端应用领域涵盖智能手机、平板电脑、便携式设备、物联网、汽车电子、人工智能、工业电子、航空航天等众多行业。随着科学技术的不断发展，新兴终端市场还将不断涌现。2020年下半年起，受益于5G、新能源汽车、物联网快速发展趋势，在功率半导体、电源管理芯片等产品需求带动下，硅片下游客户晶圆代工厂的市场需求持续稳步提升。结合ICInsights的测算，预计2021至2026年全球晶圆代工市场规模将持续增长，到2026年全球市场将增长到887亿美元，年均复合增长率约为5．24%。同时，随着中芯国际、华力微电子、长江存储等中国大陆芯片制造企业的持续扩产，中国大陆芯片制造产能增速高于全球芯片产能增速，芯片制造产能的增长将带动国内半导体硅片的需求持续增长。半导体硅片驱动因素国内晶圆厂商中芯，华虹等主要晶圆代工厂及士兰微、华润微、闻泰、长江存储等IDM厂商积极扩产，12英寸逻辑扩产主要集中于28nm及以上的成熟制程，预计到2023年形成产能106．5万片/月，相较2020年产能提升370%。3DD预计从2020年的5万片/月扩产到2023年的27．5万片/月。DRAM从2020年的4万片/月扩产到25万片/月。8英寸2023年产能相较2020年产能提升50%。国家为推动半导体材料行业的发展，从减轻税收、建立投资基金、明确产业发展路径等多个方面推动半导体材料行业的发展。环保政策和标准日益完善和严格，监管和执法力度不断加大，提高对企业环境整治的要求。半导体硅片企业面临更大环保压力，环保投入增加使得生产成本增加。新环保相关法律实行，政府监管执法愈发严格，对企业环保监管力度和标准提高，社会民众环保意识增强，半导体硅片企业面临巨大环保压力。国家发布超低排放标准，企业环保项目投资将增加，环保投入和运行成本将升高。半导体硅片价格走势半导体硅片处于半导体行业产业链上游，其价格走势与半导体行业景气度密切相关。从2014年开始，受通讯、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，人工智能、物联网等新兴产业崛起的影响，近些年半导体硅片价格探底回升，根据SEMI和公开数据整理，半导体硅片价格从2016年0．67美元/平方英寸增长至2021年价格0．98美元/平方英寸。预计伴随着下游市场持续增长，半导体硅片行业景气度将持续上升，从而带动半导体硅材料价格上涨。半导体硅片行业壁垒（一）半导体硅片技术壁垒半导体硅片行业属于技术高度密集型行业，涵盖微电子学、物理学、材料学等诸多学科知识，需要有能综合运用各学科知识的能力。半导体硅片生产过程中涉及到拉晶、研磨、抛光、外延等众多工序，每一道工序涉及到的技术也不同，技术专业化程度高。此外，半导体行业的飞速发展对半导体硅片的尺寸、杂质含量、晶体缺陷、表面平整度等方面提出更高的要求，生产企业须具备相应的综合技术水平和研发能力才能跟市场发展需求。因此，技术构成了本行业的进入壁垒之一。（二）半导体硅片资金壁垒半导体硅片行业属于资金密集型行业。半导体硅片生产工艺复杂，企业前期需要投入大量的资金用于生产线以及相关配套设备的建造，且多数设备依赖进口，价格昂贵。随着半导体技术的进步及客户需求的迭代也迫使企业需要不断投入设备才能紧跟时代发展步伐。因此资金也构成了行业进入壁垒之一。（三）半导体硅片人才壁垒半导体硅片的研发和生产过程复杂，涉及多学科领域，因此进入该行业需要具备综合专业知识和丰富生产经验的复合型人才。此外，生产设备的更新改造、调试等及生产工艺的改进均需要高水平的技术团队，需要大量的人力资源投入和时间积淀。人才壁垒是新进企业进入行业的屏障之一。（四）半导体硅片认证壁垒半导体硅片具备高技术型和高精密性，其优劣对电子元器件的性能产生重要影响，属于核心材料。因此，下游芯片制造厂商对半导体硅片供应商的选择非常谨慎，并设有严格的认证标准和程序，认证需花费较长时间，例如面向汽车电子产品应用领域的半导体硅材料，整个认证过程需要1-2年时间。进入企业除了需要通过业内权威的质量管理体系认证以外，还面临较长时间的采购认证。半导体硅片行业概况半导体硅片是制造芯片的载体，因原材料为硅，又称为硅晶片。规划和无经理硅提炼、提纯、单晶硅生产、晶圆成型等工艺后，才能进入芯片单路蚀刻等后续环节，是制造芯片的最重要的前置工艺。该概念主要包含：研发及制造半导体晶圆、硅片以及抛光片等产品的公司。按照工艺类型分类，可以分为抛光片、外延片和SOI硅片。其中抛光片和外延片是市场主流产品，市场规模约130亿美元，SOI硅片主要用射频前端等特殊应用领域，市场规模约为10亿美元。抛光片：是将纳米级二氧化硅颗粒与高效粘合剂混合后，均匀地涂覆于聚酯薄膜的表面，经干燥和固化反应而成。外延片：外延是半导体工艺当中的一种。在bipolar工艺中，硅片最底层是P型衬底硅（有的加点埋层）；然后在衬底上生长一层单晶硅，这层单晶硅称为外延层；再后来在外延层上注入基区、发射区等等。最后基本形成纵向NPN管结构：外延层在其中是集电区，外延上面有基区和发射区。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。SOI：全称为Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，该技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。一般以硅片的直径来区分规格，通常有6英寸、8英寸和12英寸。目前半导体硅片的尺寸一直在向大尺寸不断发展。直径大的半导体硅片可以降低单位芯片的平均生产成本，从而提供更高的规模经济规模。但是大尺寸硅片由于纯度高，技术研发与规模化生产难度高，需要对生产工艺改进并且对设备性能进行提升。随着5G手机、高性能计算、汽车电动化及智能化、物联网等行业的驱动下，8英寸硅片和12英寸硅片已经成为主流。2021年Q4，8英寸硅片出货600万片/月，12英寸硅片出货量超过750万片/月。根据硅片应用场景，硅片可以分为正片、陪片和时刻电极。正片可以在晶圆制造中直接使用。陪片按功能又可以分为测试片、挡片和控片。测试片是用来实验和检查制造设备运行初期的状态，以改善其稳定性。挡片是用于新生产线的调试以及在晶圆生产的过程中对正品进行保护。控片是在正式生产前对新工艺测试和监控良率。半导体硅片市场规模（一）全球硅片市场规模近年来，全球硅片行业总体呈现向上趋势，根据SEMI统计，行业销售额从2009年的67亿美元到2021年126亿美元，年复合增长率达5．40%。硅片的出货量从2009年的6，707百万平方英寸攀升到2021年的14，165百万平方英寸，年复合增长率达6．43%。2009年以来，全球半导体硅片市场规模呈现波动。2009年受全球金融危机影响行业整体低迷；2010年全球经济逐步回升，带动行业景气度回暖，硅片市场规模及出货量大幅上升；2012年起主要硅片厂商开始恢复金融危机后的扩产计划，产能大幅扩大后使得硅片市场产能过剩，导致2012-2016年在全球硅片出货量稳步上升的情况下，行业销售额由于价格下跌原因整体较为低迷。2017年至2018年，伴随着5G、物联网、人工智能、云计算等新兴市场快速发展带来半导体终端市场强劲需求，硅片出货量及行业销售额快速上升。2019年主要由于终端存储器市场疲软，导致行业销售额略微下降。2020年至2021年，疫情+缺芯的影响贯穿半导体全行业发展，受益于下游需求持续旺盛，硅片供应出现供不应求的状态，根据SEMI统计，2021年行业硅片出货量（不含SOI和回收片）达到141．65亿平方英寸，同比增长14．17%，行业销售额达126亿美元，同比增长12．5%，出货量及销售额均超过2018年创历史新高。受益于下游芯片厂扩建带来的产能增长，全球半导体硅片市场规模2022年预计仍将保持高速增长，预计2023年行业规模达到142亿元。从半导体行业整体上看，据WSTS统计，2009年-2021年全球行业规模从2，263亿美元增长到5，559亿美元，规模变动趋势总体与全球硅片市场保持一致，总体呈现波动性逐步上涨的特征。WSTS预测，芯片需求将继续保持强劲增长，在全球半导体市场2021年实现同比增加26．2%的基础上，预计2022年销售额仍保持13．9%的增长，到2023年将继续增长4．6%达到6，624亿美元。（二）中国硅片市场规模中国芯片市场份额占全球比重逐渐上升，已成为全球第一大市场，我国主要的芯片制造企业积极新增厂房、扩大产能建设或技术升级。受半导体行业的需求带动，中国大陆半导体硅片市场步入了飞跃式发展阶段。据ICMtia报告，2015-2021年中国大陆硅片市场规模从101．5亿元增长到250．5亿元，年平均复合增长率达到16．23%，增速远超全球。随着5G移动通信，汽车电子（智能网联汽车），工业电子，人工智能，新能源，各类消费电子产品等终端市场需求的持续旺盛，行业未来预计仍保持高增速，根据ICMtia报告，预计2022年中国大陆硅片市场规模达300．7亿元，同比增长20．04%。从中国半导体市场规模看，据中国半导体协会报告，中国半导体市场需求保持高速增长，从2015年的5，609．5亿元增长到2020年的11，814．3亿元，年平均复合增长率为16．06%，与硅片的增长率保持一致，预测2023年可达到18，410．3亿元。半导体硅片技术发展半导体硅片的生产工艺流程复杂，涉及工艺众多，主要生产环节包含了晶体成长、硅片成型、外延生长等工艺。晶体成长主要指电子级高纯度多晶硅通过单晶生长工艺拉制成单晶硅棒。硅片成型主要指将单晶硅棒通过滚圆、切割、清洗、研磨、抛光、再清洗去除杂质等工艺，加工成为半导体硅抛光片。外延生长主要指通过化学气相沉积的方式在半导体硅抛光片上生长一层或多层掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层，形成半导体硅外延片。光伏行业的硅片尺寸跟随着半导体行业晶圆尺寸发展的步伐，半导体行业晶圆尺寸不断变大，光伏行业尺寸也相应迭代。2019年8月，TCL中环正式推出基于12英寸长晶技术的硅片产品，包含M12（210mm-f295）、M10（200mm-f281）、M9（192mm-f270）三种规格。G12产品将整个产业链提升到全新的平台。作为行业的龙头企业，半导体硅片行业的龙头TCL中环、华润微等企业拥有超千份专利。中国半导体行业协会于1990年11月17日成立，是由全国半导体界从事集成电路、半导体分立器件、半导体材料和设备的生产、设计、科研、开发、经营、应用、教学的单位及其它相关的企、事业单位自愿参加的、非营利性的、行业自律的全国性社会团体。协会宗旨是按照国家的宪法、法律、法规和政策开展本行业的各项活动；为会员服务，为行业服务，为政府服务；在政府和会员单位之间发挥桥梁和纽带作用；维护会员单位和本行业的合法权益，促进半导体行业的发展。半导体硅片大尺寸化趋势明显8英寸，12英寸硅片占据90%以上的市场份额，12英寸硅片市场占有率不断提升。硅片尺寸的提升提高了硅片的利用率，但6英寸和8英寸晶圆制造产线大部分建设时间较早，设备折旧已经完毕，芯片制造成本偏低，综合成本具有一定优势，未来仍会是各尺寸硅片市场共存的状态。半导体硅片受到下游芯片景气度的影响，具有一定周期性，周期通常为3-4年。2020年随着疫情经济以及5G、新能源、AIoT的快速渗透，对芯片的需求的不断提升，对硅片的需求也不断加大，半导体硅片处于景气上行周期，2021年全球硅片出货面积达142亿平方英寸，同比增长14%。全球硅片市场高度集中，前五大厂商约占89%的市场份额，日本硅片企业领先。日本企业一直在半导体硅片领域处于领先地位，信越化学（Shin-Etsu）和胜高（Sumco）合计市场份额超过50%。2016年12月，环球晶圆（GlobalWafers）以6．83亿美元收购当时排名全球第四的美国SunEdisonSemiconductor（SEMI）。收购案完成后，环球晶圆成为中国台湾最大、全球第三大的半导体硅片供应商。SKSiltron与存储大厂海力士同属SK集团，随着存储市场的快速发展市场，SKSiltron占有率持续提升。半导体硅片竞争分析国外企业产能扩张不如国内企业，国内企业的产能可以填补海外需求的空缺从而提升市场占有率，布局海外客户；下游行业发展快导致需求量较大。国外企业掌握核心技术，国内企业仍需不断研究；行业集中度低。下游企业发展，需求较大；国际贸易摩擦和国际局势不稳定，促进政府加大对半导体产业链的布局和投资，政策利好。国外的贸易摩擦；过度竞争；政策的多变。相较于国外的半导体硅片企业，国内的半导体企业成立较晚。成立较早的外国企业掌握核心科技从而拥有较高的垄断性。近20年，国外呈现市场集中度逐提升的趋势，核