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半导体硅片供需缺口带来的设备投资机遇【东吴机械半导体设备深度】

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    目前主流半导体硅片市场的全球寡头垄断已经形成,2016年日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LG Silitron等前5大硅片公司的销量占到92%。而在12英寸(300mm)大硅片方面,垄断形势更加明显,2015年日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LG  Silitron、Sun Edison等前六大半导体硅片厂(环球晶圆还未收购Sun Edison)的销售份额就已达到97.8%,垄断寡头中没有一家中国大陆的企业。

    相较而言,我国半导体用大尺寸硅片产业的差距仍然非常大。根据中国电子材料行业协会数据,2016年国内企业在4-6英寸硅片(含抛光片、外延片)上的产量约为5200万片,基本可以满足国内4-6英寸的晶圆需求。2016年国内8英寸硅片总产量(含抛光片和外延片)总计为120万片,而月需求量约80万片;8英寸硅片下游应用广泛,随着汽车电子、指纹识别芯片和摄像头CIS芯片等市场的快速增长以及应用范围的持续扩大,预计从2020年开始月需求将达750万-800万片,供需缺口大。

    在12英寸硅片领域,目前我国甚至还未具备相应的生产能力,完全依赖进口。12英寸大硅片主要应用于CPU/GPU和Memory等先进的芯片,自2009年开始市场份额超过 50%,到2015年的份额已经达到78%,根据SEMI预计2020年将占硅片市场需求大于84%的份额。目前国内的总需求约为50万片/月,我们预计到2018年后总需求为110万-130万片/月。

图表11:前五大半导体硅片厂商占有率达92%

图表12: 12英寸硅片的市场份额将持续提升

 

    在全球硅片供需缺口持续扩大的情况下,为确保2018年硅片供货无虞,全球半导体大厂采预付订金方式确保明年货源,价格则每季调涨。目前,日本硅片大厂Sumco5月起已决定砍掉大陆NOR Flash厂武汉新芯的硅片订单,优先供货给台积电、英特尔等大厂,加速造成大陆半导体硅片不足的困境。这样一个供不应求并且寡头垄断程度很高的硅片市场,将倒逼硅片国产化进程加速。

    目前我国的集成电路产业还是处于发展中的弱势产业,在过去七年中我国集成电路的贸易逆差处于不断上升的状态。从2010年的1277.4亿美元上升到2016年的1657亿美元,在每年进口的工业品中遥遥领先,是第二名的汽车及其零部件746亿美元的三倍,可见集成电路产业急需实现进口替代。硅片是整个半导体工业的基础,如果在眼下这一轮硅片缺货潮中,国外硅片大厂对中国晶圆代工厂停止供货,那么国内投入上千亿美元建设起来的半导体芯片制造业将随时面临产业链的断裂。当基础材料无法自主可控的时候,整个产业就无法真正地自行站立。因此硅片国产化刻不容缓。

    投建大硅片项目对我国集成电路产业的意义就是上游(原材料端)的自主可控。目前国内至少已有9个硅片项目,合计投资规模超520亿元人民币:包括上海新昇(68亿元)、重庆超硅、成都超硅(50亿元)、宁夏银和、浙江金瑞泓(50亿元)、郑州合晶一二期(53亿元)、无锡宜兴中环晶盛项目(30亿美金)、京东方西安高新区项目(100亿元)等。目前国内的总需求约为50万片/月,我们预计到2018年后总需求为110万-130万片/月。而目前我国正在规划中的12寸硅片月产能已经达到120万片,一定程度上可以缓解硅片缺货的问题。

图表13:国内投资新建大硅片项目