2023年半导体硅材料行业现状与投资分析报告

汇报人：戴美玲日期：2022-12-212023-2025年半导体硅材料行业现状与投资分析报告2目录行业环境分析02行业格局及趋势04行业发展概述01行业现状分析033行业发展概述行业定义行业发展历程行业产业链01PartOne行业定义硅片是半导体产业链的起点，会直接影响芯片的制造质量。半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%,全球半导体材料市场份额达36%。单晶硅圆片按其直径主要分为6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等，目前主流硅片尺寸为8和12英寸。半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的发展方向，可提高生产效率并降低成本。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，在上世纪60年代后期逐步取代锗基材料成为主流半导体材料,目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。硅片作为半导体产业链的起点，直接影响芯片的制造质量。主流单晶硅圆片为8和12英寸，半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的主要发展方向.半导体单晶硅片生产工艺可分为直拉法、外延法和区熔法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。根据制造工艺分类，半导体硅片可分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。抛光片经过外延生长形成外延片，抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成SOI硅片。抛光片可直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等。外延片是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层，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。外延片常在CMOS电路中使用，如通用处理器芯片、图形处理器芯片等。SOI硅片即绝缘体上硅，是常见硅基材料之一，Sol硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、抗宇宙射线粒子的能力强等优点。因此,SOl硅片适合应用在要求耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片上，如射频前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等。4行业发展历程起步1956-1965年，分立器件发展阶段初级1965-1978年，国产芯片的初级阶段复苏1978-1990年，改革开放，产业全面复苏5行业产业链上游半导体硅材料行业上游龙头企业已开始对产业链进行延伸，逐渐进军原材料生产领域，以规避高额进口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴随着上游原料生产企业的重组进程加快以及中国市场参与者技术水平的提高，半导体硅材料行业上游原材料供应有望朝着专业化和规模化的方向继续发展，逐渐抢夺外资企业在行业内的话语权。产业链上游概述6行业产业链中游半导体硅材料行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于半导体硅材料企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链中游概述7行业产业链下游半导体硅材料行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。随着全球范围内生物医药行业研究的深入及产业化程度的提升，中国行业产品种类进一步丰富，应用领域持续增加，个性化、高端化的产品将逐渐获得更广阔的应用空间。产业链下游概述8Part02行业环境分析行业政治环境行业经济环境行业社会环境行业驱动因素9行业政治环境1发改委工信部国务院《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》在电子核心产业中将集成电路、新型元器件列入加大资金支持力度,支持信息消费前沿技术研发,拓展各类新型产品和融合应用。各地工业和信息化、发展改革主管部门要进一步落实力度家鼓励集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第二年免征收企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率或减半《扩大和升级信息消费三年行动计划(2018-2020)》《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》10行业政治环境2制定国家信息领域核心技术设备发展战略纲要，以体系化思维弥补单点弱势,打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。《国家信息化发展战略纲要》聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发，不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》国家鼓励的重点集成电路设计企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第五年免征企业所得税，接续年度减按10%的税率征收企业所得税。《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》需要集中优势资源攻关多领域关键核心技术，其中集成电路领域包括集成电路设计工具开发、重点装备和高纯靶材开发，集成电路先进工艺和绝缘栅双极晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镣等宽禁带半导体发展。《十四五年规划和2035年远景目标纲要》1101020304行业经济环境半导体行业支撑数十万亿经济产值，在半导体设备领域技术不断突破下，全球半导体设备市场规模持续增长，中国大陆已成为全球第二大半导体设备市场。半导体设备是半导体制造的基石，对行业发展有先导性。半导体行业的制造理论，半导体产品制造需超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品。因此半导体设备行业是芯片制造基石，擎起整个现代电子信息产业，是半导体行基础和核心。目前，晶圆制造主流工艺制程为7nm，则对应半导体制造设备行业目前至少已在研发5nm甚至3nm节点工艺,需要超前一代至两代。半导体制造产业链中，半导体设备价值普遍占比较高，一条制造先进半导体产品的生产线投资中制造设备价值约占总投资规模75%以上，因此半导体产业的高速发展衍生出巨大的设备需求市场。12社会环境1社会环境2行业社会环境中美贸易战打乱了国内集成电路产业以及新一代信息技术产业的布局，需要更好的应对措施。在这种情况下，为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境，今年8月国务院发布《关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》，在财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等方面作出相关指示，推动国内集成电路产业快速发展。随着5G、物联网、人工智能、新能源汽车等技术落地，促进终端使用量上升，在这种情况下，芯片的需求量也有了较大的上升，这也成为中国集成电路产业的主要驱动力。13行业社会环境自“02专项"起,中国半导体产业相关政策的陆续发布与实施.增强产业创新能力和国际竞争力,努力实现核心技术及产品国产化、促进中国半导体产业链自主可控化。在良好的政策环境下,国家产业投资基金及民间资本也以市场化的投资方式进入半导体产业，中国半导体设备行业将迎来前所未有的发展契机,有助于中国半导体设备行业技术水平提高。14行业驱动因素12中国相继推出多项半导体产业相关政策增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化、促进中国半导体产业链自主可控化。国产化从供给端分析，对比旺盛的中国市场需求，中国国产半导体集成电路市场规模较小,2018年自给率约为15%。2019年中国集成电路进口额已达3,050亿美元，出口额1,017亿美元，集成电路贸易逆差为2,033亿美元，中国在集成电路贸易领域长期劣势地位也更凸显了国产化空间之大。中国半导体设备市场快速增长，海外厂商仍高度垄断，前五大半导体设备制造厂商商（应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体）占据全球半导体设备市场65%，国产化需求显得更加迫切。在全球半导体设备需求持续上升和中国政策支持助力驱动下，加速中国半导体设备国产化进程。从长远来看，伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升15行业驱动因素34中国半导体产业供需缺口大进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，2015至2020年中国半导体设备市场从49亿美元增长至187.2亿美元，CAGR达30.7%，远高于全球增长速度平均水平。全球半导体产能向中国转移2017至2020年，全球新建62条晶圆生产线,其中中国新建26座晶圆厂，为全球之最，推动中国设备行业大力发展。在全球半导体设备需求持续上升和中国政策支持助力驱动下，加速中国半导体设备国产化进程。从长远来看，伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升1617行业现状分析行业现状行业痛点02PartOne行业现状硅片是半导体产业链的起点,会直接影响芯片的制造质量。半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%,全球半导体材料市场份额达36%。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。中国半导体产业供需缺口大,进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析,随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，将直接带动相关半导体材料的需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳并有望持续增长。18行业市场规模全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的需求,半导体硅材料市场规模增速将稳定提升.根据SEMI数据，2019年全球硅片市场规模为112亿美元，由于全球经济放缓2019年全球半导体硅片市场规模些微下降，但大硅片出货量依然维持增长,硅晶圆尺寸量创2018年历史新高同比增长6%;2020年，尽管受到新冠疫情带来巨大冲击，但受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳。19行业市场规模中国半导体硅片市场占全球份额不到10%，但中国半导体大硅片市场实现突破性增长，2018年同比增速近50%，受益于中国半导体制造强势崛起，叠加产业链自主可控，为材料设备提供发展机会。2018年中国硅片市场规模为9亿美元，同比增长近50%;芯片将维持快速扩产，产能增速高于全球，受益于中国大陆芯片加速扩产和芯片国产化推动下，国内大硅片市场规模将同步增长。虽然2020年半导体市场规模实现同比增长5.0%，达4330亿美元，但半导体硅片行业市场规模未能实现增长。据WSTS预测，2021年5G的普及和汽车行业的复苏将为半导体市场带来利好，半导体市场规模将同比增长8.4%，达到4694亿美元，创出历史新高。2021年，半导体硅片行业市场规模有望在半导体行业的拉动下恢复增长。20行业现状中国RF-SOI产业链发展不均衡，射频前端模块和器件大部分依赖进口，RF-SOI硅片以出口为主SOI硅片价格高于一般硅片4至5倍;制作方法需使用两片硅片，导入多道工艺。SOl硅片工艺一般采用智慧切割法(SmartCut)制作:SOI硅片的制作概念类似制作三明治，将一个抛光片和外延片互相粘结，在硅片中间形成氧化层。SOI硅片主要应用为5G射频前端（RF-SOI)占比为60%;Power-SOl和PD-SOI各占20%。根据Soitec产业高峰论坛信息:SOI硅片具备绝缘性和信号完整的优势，特别适合LTE和5G应用;依照目前SOIl晶圆市占情形，通讯射频前端RF-SOI应用占整体SOI晶圆销售额约60%、高功率Power-SOI元件和其余各占20%。全球SOI硅片市场规模2016年至2018年全球SOI硅片市场销售额从4亿美元增长至7.2亿美元，年均复合增长率27.5%;同期，中国SOI硅片市场销售额从0.02亿美元上升至0.11亿美元,年均复合增长率1321行业痛点研发投入有限，技术差距追赶缓慢近年我国半导体设备虽已取得长足进步，在各个领域已经实现0的突破，但是整体研发投入相对海外依然较低，此外先进工艺节点的不断推进，使得国内的技术追赶之路困难重重。企业虽然持续加大研发力度，但随着摩尔定律演进，越先进的工艺制程研发成本就越高，能投入资金跟上脚步的半导体设备厂商已经越来越少，无形中增加了技术追赶的难度。解决方案:技术难点的攻克可以通过国家重大专项的推进完成，企业和政府共同承担高端设备的技术攻克，减轻企业端的研发投入压力，同时继续鼓励国内新建晶圆厂推动设备的国产化，给国内半导体设备厂商试错与提升的机会。针对不同的半导体设备制定国产化节点时间，对企业研发投入进行补贴，并积极利用国内各种融资途径扩大规模。高端人才引进不足，核心人才流失后备人才不足人才已经成为中国半导体设备产业成长的瓶颈点，半导体人才的培养是一个漫长的过程，尤其是在先进工艺、先进技术方面，更是花钱可能也达不到效果的。行业人才薪资相比海外偏低，保证新进人才是延续强劲成长、打破半导体设产业成长瓶颈的关键。2018年全国本硕博毕业生数量超过800万人，但集成电路专业领域的高校毕业生中只有3万人进入本行业就业。积极通过人才引进，股权激励，政府补助等方式进行高端人才的引进，政府牵头推进半导体行业的人才培养，通过产学研结合的方式，同时对半导体行业人才的住房等问题上进行政策倾斜。硅晶圆厂商资金壁垒高除了技术壁垒高、人才壁垒高，半导体硅片行业具有资金壁垒高的特点，行业准入门槛较高。2018年前，300mm半导体硅片仅由前五大硅晶圆供应商提供，国内拥有300mm半导体硅片供应能力的企业较少。半导体产业是资本与技术高度密集的工业，由于生产机台昂贵且产品技术变化快速，需要投入之资本支出越发庞大。硅晶圆与晶圆厂类似，均为重资产行业，硅晶圆大厂SUMCO、Siltronic、环球晶圆的固定资产周转率通常小于2，2016年最低点小于1。22流通环节有待完善半导体硅材料产品种类繁多，消费数量较大，质量参差不齐，试剂流通管理难以完善，导致半导体硅材料行业目前在流通领域还面临许多问题。（1）在产品的流通中，许多环节缺少安全的冷链和冷库设施供应。在目前运输多为汽车和铁路运输的情况下，半导体硅材料行业生产企业普遍采用运输箱内置冰冻袋的冷藏方式，在高温天气或长距离运输的情况下无法确保运输温度的稳定，影响试剂的安全性。（2）监管人员技术水平有待提高。半导体硅材料产品是一种高技术含量的产品，产品研发涉及生物学、信息技术、电子技术、工程学等多项学科，而目前从事半导体硅材料行业的人员50%以上是工商、质检管理等专业背景的人员，缺少必要的专业技术知识。知识背景的不匹配使得管理流程漏洞频发，半导体硅材料行业整体监管水平有待提高。（3）中间环节加价严重。出于安全的考虑，国家对半导体硅材料行业进出口标准与流程严格把控，环节复杂，中间环节加价严重，代理公司的介入可能使产品出厂价格上涨至少一倍以上，导致产品市场竞争力下降，阻碍本土半导体硅材料行业企业的国际化进程。流通环节问题中间环节加价严重供应链质量监管日期：2022-12-21行业发展建议提升产品质量（1）政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范半导体硅材料行业生产流程，并成立相关部门，对科研用半导体硅材料行业的研发、生产、销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升级，保证半导体硅材料行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；（2）生产企业方面：半导体硅材料行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土半导体硅材料行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，半导体硅材料行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场占有率，也是未来行业发展的重要趋势。全面增值服务单一的资金提供方角色仅能为半导体硅材料行业企业提供“净利差”的盈利模式，半导体硅材料行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除传统的半导体硅材料行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土半导体硅材料行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位多元化融资渠道可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性。半导体硅材料行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。24Part04行业竞争格局及趋势行业发展趋势行业竞争格局行业代表企业25&&&行业竞争格局概述行业竞争格局概述中国政府正大力推动社会资本进入半导体硅材料行业，对半导体硅材料行业产品需求被迅速拉动，需求量呈现上升趋势，半导体硅材料行业企业进军国民经济大产业的战略窗口期已经来临。半导体硅材料行业各业态企业竞争激烈，当前，市场上50%以上的半导体硅材料行业企业有外资介入，包括中外独（合）资、台港澳与境内合资、外商独资等，纯内资本土半导体硅材料行业企业数目较少，约占半导体硅材料行业企业总数的25%。此外，商业银行逐步进入半导体硅材料行业，兴业银行、中心银行、民生银行等先后成立金融公司，涉足设备融资租赁业务。中国本土半导体硅材料行业企业根据租赁公司股东背景及运营机制的不同又可以划分为厂商系、独立系和银行系三类三类半导体硅材料行业企业各有优劣势：（1）半导体硅材料行业企业具有设备技术优势，主要与母公司设备销售联动，以设备、耗材的销售利润覆盖融资租赁成本；（2）独立系半导体硅材料行业企业产业化程度高，易形成差异化商业模式，提供专业化的融资租赁服务；（3）银行系半导体硅材料行业企业背靠银行股东，能够以较低成本获取资金，且在渠道体系等方面具备一定优势。日期：2022-12-21行业竞争格局医疗行业受经济周期影响较弱，于半导体硅材料企业而言具有“低风险、高收益”的特点，吸引众多新兴市场参与者加入其中。目前中国半导体硅材料行业市场企业数量众多，同质化竞争现象日趋严重，成为制约中国半导体硅材料行业行业发展的主要原因。中国半导体硅材料行业公司数量众多，但大多以简单融资租赁为主要业务方式，服务模式单一，同质化现象严重，为中国半导体硅材料行业行业的发展带来以下不良影响：（1）价格战引发收益率报价逐年下降：部分半导体硅材料行业公司为抓住优质客户资源，依靠价格战取得竞争优势，导致行业毛利率下降，医院选择合作企业时“唯价格论”，不利于行业良性发展；（2）过高授信加大财务风险：半导体硅材料行业公司对各家医院的总体授信额度偏高，甚至超过医院的偿还能力，为自身带来较大财务风险，不利于企业的长期发展。未来，半导体硅材料行业行业要想获得突破，首先需要企业间形成差异化竞争优势。竞争格局1中国政府正大力推动社会资本进入半导体硅材料行业，对半导体硅材料行业产品需求被迅速拉动，需求量呈现上升趋势，半导体硅材料行业企业进军国民经济大产业的战略窗口期已经来临。半导体硅材料行业各业态企业竞争激烈，当前，市场上50%以上的半导体硅材料行业企业有外资介入，包括中外独（合）资、台港澳与境内合资、外商独资等，纯内资本土半导体硅材料行业企业数目较少，约占半导体硅材料行业企业总数的25%。此外，商业银行逐步进入半导体硅材料行业，兴业银行、中心银行、民生银行等先后成立金融公司，涉足设备融资租赁业务。中国本土半导体硅材料行业企业根据租赁公司股东背景及运营机制的不同又可以划分为厂商系、独立系和银行系三类三类半导体硅材料行业企业各有优劣势：（1）半导体硅材料行业企业具有设备技术优势，主要与母公司设备销售联动，以设备、耗材的销售利润覆盖融资租赁成本；（2）独立系半导体硅材料行业企业产业化程度高，易形成差异化商业模式，提供专业化的融资租赁服务；（3）银行系半导体硅材料行业企业背靠银行股东，能够以较低成本获取资金，且在渠道体系等方面具备一定优势。竞争格局227日期：2022-12-21行业发展趋势大尺寸硅片成主流产品随着集成电路产业的不断发展，对硅片的需求不断增加，与此同时，主流硅片的尺寸也从最初的2inch发展到了目前的12inch，未来还有可能发展到18inch。随着硅片直径增大，硅片的可利用面积比例增高，可以有效地降低芯片的生产成本。半导体制造产业链向中国转移中国大陆的半导体销售额增速远高于全球平均水平，明显高于全球的增长率。同时，新建晶圆厂（特别是12inch晶圆厂）的数量迅速增加，这将为国产材料供应商进入供应链提供更多的机会。总的来看，随着产业链向中国大陆的持续转移，考虑到就近优势及国内企业已有一段时间的技术、市场储备，中国大陆的半导体材料企业将可能在数量和质量上都迎来比较快的发展期。硅片企业发力由于我国在硅片产业起步较晚，硅片国产程度较低，其中大硅片基