摘要:隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,對電子產(chǎn)品的需求也不斷增加,進(jìn)而推動了半導(dǎo)體硅片市場的增長。中國政府一直將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)視為國家重點支持的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。政府出臺了一系列激勵政策,包括財政支持、稅收優(yōu)惠和研發(fā)資金等,以促進(jìn)半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展。因此,國內(nèi)硅片制造商在技術(shù)自主創(chuàng)新和產(chǎn)能擴(kuò)張方面得到了支持,推動了市場規(guī)模的增長。2023年中國半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模約為164.85億元。
一、定義及分類
半導(dǎo)體硅片指Silicon Wafer,半導(dǎo)體級硅片,用于集成電路、分立器件、傳感器等半導(dǎo)體產(chǎn)品制造的硅片。常見的半導(dǎo)體材料包括硅(Si)、鍺(Ge)等元素半導(dǎo)體及砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)等化合物半導(dǎo)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(yīng)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(huán)境無害,而砷元素為有毒物質(zhì);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(dǎo)致下游晶圓制造的生產(chǎn)步驟增加從而使生產(chǎn)成本提高。
半導(dǎo)體硅晶圓是制造硅半導(dǎo)體產(chǎn)品的基礎(chǔ),可根據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行分類。根據(jù)尺寸(直徑)不同,半導(dǎo)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(dǎo)體硅片正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展,目前8英寸和12英寸是主流產(chǎn)品,合計出貨面積占比超過90%。
二、商業(yè)模式
1、生產(chǎn)制造
生產(chǎn)制造是中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)的核心環(huán)節(jié)。企業(yè)需要投入大量資金購置先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,建設(shè)潔凈廠房和實驗室,并培養(yǎng)一支高素質(zhì)的生產(chǎn)工人和技術(shù)人才團(tuán)隊。生產(chǎn)制造的效率和質(zhì)量直接影響著企業(yè)的競爭力和市場地位。在商業(yè)模式上,一些企業(yè)采取垂直一體化的模式,實現(xiàn)從硅片的生長到成品芯片的制造,以提高生產(chǎn)效率和降低成本。而另一些企業(yè)則專注于某個環(huán)節(jié),例如晶體生長或晶圓加工,通過與其他企業(yè)合作形成產(chǎn)業(yè)鏈。
2、技術(shù)創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要動力。企業(yè)需要不斷提升工藝技術(shù)水平,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能,以滿足市場需求。同時,還需要不斷進(jìn)行研發(fā),推出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品和新技術(shù)。在商業(yè)模式上,一些企業(yè)將技術(shù)創(chuàng)新作為核心競爭力,加大研發(fā)投入,建立起自己的研發(fā)團(tuán)隊和創(chuàng)新體系。這些企業(yè)通常會與科研院所、高校等合作,共同推動技術(shù)進(jìn)步。
3、市場銷售和服務(wù)支持
市場銷售是企業(yè)獲取訂單和開拓市場的重要手段。企業(yè)需要建立穩(wěn)定的客戶關(guān)系,了解客戶需求,提供符合市場需求的產(chǎn)品和服務(wù)。同時,還需要靈活運用營銷手段,擴(kuò)大市場份額。在商業(yè)模式上,一些企業(yè)采取直接銷售模式,通過自建銷售團(tuán)隊直接面向客戶,提供個性化的服務(wù)。而另一些企業(yè)則選擇間接銷售模式,通過代理商或分銷商拓展銷售渠道。
三、行業(yè)政策
在信息技術(shù)革命的浪潮下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是國家經(jīng)濟(jì)和國家安全的基礎(chǔ),也是國家政策重點支持的領(lǐng)域。近年來,國家高度重視半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并出臺了一系列政策,2024年2月,河南省人民政府發(fā)布《關(guān)于明確政府工作報告提出的2024年重點工作責(zé)任單位的通知》中指出:聚焦高端屏、智能端、專用芯、傳感器和新算力,推動中國(鄭州)智能傳感谷建設(shè)提檔加速,加快實施航空港區(qū)新型顯示基地、紫光智慧終端產(chǎn)業(yè)園、合晶大尺寸硅片二期、超聚變?nèi)蚩偛亢脱邪l(fā)中心、河南電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園等項目,吸引芯片、存儲、基礎(chǔ)軟件上下游企業(yè)集聚成群。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
半導(dǎo)體硅片制造是一個高度技術(shù)密集型的領(lǐng)域,需要掌握先進(jìn)的制造技術(shù)和工藝。這涉及到晶體生長、晶圓加工、光刻、薄膜沉積等一系列工藝步驟,需要大量的專業(yè)知識和經(jīng)驗積累。中國企業(yè)在技術(shù)上與國際領(lǐng)先企業(yè)相比仍存在一定差距,需要不斷加大研發(fā)投入,提升自主創(chuàng)新能力。
2、資金壁壘
建設(shè)半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)線需要巨額投資,包括設(shè)備采購、廠房建設(shè)、人員培訓(xùn)等方面。國際領(lǐng)先企業(yè)在資金實力上具備較大優(yōu)勢,可以更容易地擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和提升技術(shù)水平。中國企業(yè)需要面對融資難題,同時加大與資本市場的對接,吸引更多資金投入到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
3、供應(yīng)鏈壁壘
半導(dǎo)體硅片制造需要大量的原材料和設(shè)備,涉及到晶體硅、光刻膠、蝕刻液等諸多供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。國際上部分原材料和設(shè)備供應(yīng)商壟斷程度較高,中國企業(yè)面臨供應(yīng)鏈風(fēng)險。建設(shè)完善的國內(nèi)供應(yīng)鏈體系,提高自給能力,是一個重要的發(fā)展方向。
4、法律法規(guī)壁壘
半導(dǎo)體行業(yè)受到國際上的貿(mào)易政策和法律法規(guī)的影響較大,例如出口管制、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面的限制。中國企業(yè)需要遵守國際規(guī)則,同時積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和貿(mào)易談判,提升自身在國際市場上的競爭力。
5、人才壁壘
半導(dǎo)體行業(yè)對高端人才的需求量大,但供給相對有限。中國企業(yè)需要加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度,建設(shè)一支高素質(zhì)的研發(fā)和管理團(tuán)隊,提升企業(yè)的創(chuàng)新能力和競爭力。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
半導(dǎo)體硅片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料供應(yīng)商,主要為多晶硅,直拉爐設(shè)備、拋光液及其他;產(chǎn)業(yè)鏈中游為單晶硅片及外延片;產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用領(lǐng)域,主要為計算機(jī)、汽車、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。從下游應(yīng)用來看,8英寸半導(dǎo)體硅片主要應(yīng)用于傳感器、邏輯芯片、分立元件、光電耦合器等,終端應(yīng)用領(lǐng)域主要為汽車、工業(yè)(包括智慧工廠、智慧城市、自動化)和智能手機(jī)%。12英寸硅片的需求主要來源于存儲芯片、邏輯芯片等應(yīng)用,終端應(yīng)用領(lǐng)域主要為智能手機(jī)、PC/平板、服務(wù)器、電視/游戲機(jī),服務(wù)器、工業(yè)、汽車、通信應(yīng)用占比較小。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
硅片是生產(chǎn)集成電路、分立器件、傳感器等半導(dǎo)體產(chǎn)品的關(guān)鍵材料,是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)性的一環(huán)。受益于通信、計算機(jī)、消費電子等應(yīng)用領(lǐng)域需求帶動,我國半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模不斷增長。中國半導(dǎo)體硅片市場的規(guī)模在過去幾年持續(xù)增長。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,對電子產(chǎn)品的需求也不斷增加,進(jìn)而推動了半導(dǎo)體硅片市場的增長。中國政府一直將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)視為國家重點支持的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。政府出臺了一系列激勵政策,包括財政支持、稅收優(yōu)惠和研發(fā)資金等,以促進(jìn)半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展。中國政府希望在半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自給自足,減少對進(jìn)口硅片的依賴。因此,國內(nèi)硅片制造商在技術(shù)自主創(chuàng)新和產(chǎn)能擴(kuò)張方面得到了支持,推動了市場規(guī)模的增長。2023年中國半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模約為164.85億元。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)技術(shù)創(chuàng)新和人才儲備
技術(shù)創(chuàng)新是半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要動力。中國政府一直在加大對半導(dǎo)體領(lǐng)域的研發(fā)投入,鼓勵企業(yè)加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。例如,國家重大科技項目和政策鼓勵企業(yè)加大對半導(dǎo)體技術(shù)的研發(fā)投入,推動了國內(nèi)半導(dǎo)體硅片制造技術(shù)的進(jìn)步。中國擁有龐大的人才儲備,特別是在工程技術(shù)和科學(xué)研究領(lǐng)域。政府和企業(yè)積極推動高校與企業(yè)合作,加強(qiáng)人才培養(yǎng)與科研合作,為半導(dǎo)體硅片行業(yè)提供了豐富的人才支持。
(2)政策扶持和產(chǎn)業(yè)政策
政府出臺了一系列支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,包括財政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠和技術(shù)創(chuàng)新獎勵等。這些政策鼓勵企業(yè)增加研發(fā)投入,加速技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。中國在《中國制造2025》等戰(zhàn)略文件中明確提出要加強(qiáng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將其列為國家重點支持的產(chǎn)業(yè)之一。這些政策的出臺有助于提升中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)的國際競爭力和市場地位。
(3)市場需求和產(chǎn)業(yè)生態(tài)
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和智能化需求的增長,全球?qū)Π雽?dǎo)體產(chǎn)品的需求持續(xù)增加。中國作為全球最大的電子產(chǎn)品制造基地之一,市場需求巨大,為半導(dǎo)體硅片行業(yè)提供了廣闊的市場空間。中國在產(chǎn)業(yè)鏈上游的布局逐漸加強(qiáng),包括芯片設(shè)計、制造設(shè)備等領(lǐng)域。這些上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶動了對半導(dǎo)體硅片等核心元器件的需求增長,形成了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,為半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐。
2、不利因素
(1)技術(shù)短板和依賴進(jìn)口
盡管中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展,但在高端技術(shù)和核心工藝方面仍存在短板。例如,在晶體生長、光刻技術(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,中國企業(yè)仍然相對落后于國際領(lǐng)先水平。中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)依賴大量進(jìn)口的高端設(shè)備和原材料,例如,先進(jìn)的光刻機(jī)、薄膜沉積設(shè)備等。國際上一些國家對這些關(guān)鍵技術(shù)實施了嚴(yán)格的出口管制,限制了中國企業(yè)的技術(shù)獲取和發(fā)展。
(2)市場競爭和價格壓力
全球半導(dǎo)體市場競爭激烈,中國企業(yè)面臨來自國際巨頭的強(qiáng)大競爭壓力。這些國際企業(yè)擁有先進(jìn)的技術(shù)和強(qiáng)大的研發(fā)實力,在產(chǎn)品品質(zhì)、技術(shù)創(chuàng)新和市場滲透力上具有明顯優(yōu)勢。半導(dǎo)體硅片是一個高度價格敏感的產(chǎn)品,市場價格波動大,行業(yè)利潤率較低。中國企業(yè)在價格競爭中面臨著較大的挑戰(zhàn),尤其是在與國際企業(yè)的競爭中,往往處于劣勢地位。
(3)國際環(huán)境和地緣政治風(fēng)險
半導(dǎo)體行業(yè)受到國際貿(mào)易政策和地緣政治因素的影響較大。近年來,一些國家出臺了限制中國企業(yè)獲取關(guān)鍵技術(shù)和市場準(zhǔn)入的政策,加劇了中國半導(dǎo)體企業(yè)的國際市場競爭壓力。國際關(guān)系緊張和地緣政治風(fēng)險加劇,可能導(dǎo)致貿(mào)易摩擦升級、技術(shù)封鎖等問題,對中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展造成不利影響。
八、競爭格局
半導(dǎo)體硅片行業(yè)具有技術(shù)難度高、研發(fā)周期長、資本投入大、客戶認(rèn)證周期長等特點,因此全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)集中度較高。國際硅片廠商長期占據(jù)較大的市場份額,排名前五的廠商分別為日本信越化學(xué)(Shin-Etsu)、日本勝高(Sumco)、環(huán)球晶圓(Global Wafers)、德國世創(chuàng)(Siltronic)、韓國SK Siltron,中國大陸半導(dǎo)體硅片企業(yè)技術(shù)較為薄弱,市場份額較小,技術(shù)工藝水平以及良品率控制等與國際先進(jìn)水平相比仍具有顯著差距。國內(nèi)半導(dǎo)體硅片龍頭企業(yè)滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份、立昂微、中晶科技。
上海硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)屬于半導(dǎo)體/集成電路行業(yè),位居產(chǎn)業(yè)鏈上游,主營業(yè)務(wù)為半導(dǎo)體硅片及其他材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。滬硅產(chǎn)業(yè)目前產(chǎn)品類型涵蓋300mm拋光片及外延片、200mm及以下拋光片及外延片、SOI硅片、壓電薄膜襯底材料等,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于存儲芯片、圖像處理芯片、通用處理器芯片、功率器件、傳感器、射頻芯片、模擬芯片、分立器件等領(lǐng)域。2023年上半年,滬硅產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入15.74億元,同比下降4.41%。歸屬于上市公司股東的凈利潤1.87億元,同比增長240.35%。半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)方面,2023年上半年滬硅產(chǎn)業(yè)半導(dǎo)體硅片實現(xiàn)營收14.00億元,占比88.94%。
九、發(fā)展趨勢
中國政府一直致力于推動半導(dǎo)體行業(yè)的自主創(chuàng)新和技術(shù)升級。未來,預(yù)計中國半導(dǎo)體硅片制造商將繼續(xù)加大研發(fā)投入,提高制造工藝和技術(shù)水平,以生產(chǎn)更高性能、更先進(jìn)的硅片產(chǎn)品。中國半導(dǎo)體硅片市場的需求將繼續(xù)增長,因為電子產(chǎn)品和新興技術(shù)的發(fā)展對硅片的需求不斷上升。為滿足市場需求,預(yù)計中國硅片制造商將繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能,爭取在國內(nèi)市場獲得更大份額。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等新興應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展,對高性能半導(dǎo)體硅片的需求將繼續(xù)增長。中國半導(dǎo)體硅片制造商有機(jī)會在這些領(lǐng)域占據(jù)更多市場份額。
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2022年中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)全景速覽:行業(yè)出貨量逐年攀升,國產(chǎn)化率大幅提高[圖]
中國政府希望在半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自給自足,減少對進(jìn)口硅片的依賴。因此,國內(nèi)硅片制造商在技術(shù)自主創(chuàng)新和產(chǎn)能擴(kuò)張方面得到了支持,推動了市場規(guī)模的增長。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2022年中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)市場規(guī)模約為105.15億元,均價約為5.26元/平方英寸。
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隨著集成電路在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活各方面的應(yīng)用越來越廣泛,對國家經(jīng)濟(jì)成長、國防安全、核心競爭力提升至關(guān)重要,提升促進(jìn)通信、計算、醫(yī)養(yǎng)健康、軍事系統(tǒng)、物流、新能源行業(yè)的發(fā)展,引導(dǎo)人工智能、大數(shù)據(jù)、自動駕駛等新產(chǎn)業(yè)的興起,支撐著數(shù)字經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國集成電路市場需求迅猛擴(kuò)張,而國內(nèi)集成電路等下游行業(yè)的迅猛發(fā)展。