深度研究:半导体核心材料之硅片,精选两大龙头公司
半导体是电子产品的核心 , 是信息产业的基石 , 亦被称为现代工业的“粮食” 。 半导体国产化关乎中国信息安全、工业崛起 , 将是未来10年的重中之重!
未来 , 我们将用近20篇文章历数半导体行业的每一个细分领域的竞争格局 , 希望从每一个细分赛道中能够遴选出2-3个最有希望实现国产化的龙头公司 。
本文从半导体的最核心材料——硅片说起 。
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据半导体行业协会数据:硅片在半导体各材料价值中占比高达33% , 是八大半导体核心材料中的核心 。
1.产业链
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硅片是产业链的起点 , 是整个产业的最上游 。 据半导体产业协会数据 , 全球95%以上的半导体芯片和器件都是用硅片作为基底功能材料生产出来的 。
硅片的应用贯穿在整个芯片制造的前道(IC制造)和后道(封装测试)工艺当中 。 如果没有了硅片 , 整个半导体行业就如同无源之水 。
2.竞争关键词1.技术壁垒高;
作为半导体的基础衬底 , 硅片的质量要求和制作技术难度极高 , 必须具备高标准的纯净度(纯度要求:99.999999999% , 11个9以上);硅片表面高度落差需小于1纳米 , 微颗粒小于1纳米 , 杂质含量需小于百亿分之一 , 其要求何至于苛刻 。 更重要的是 , 随着制程的推进 , 对芯片缺陷密度、缺陷尺寸的容忍度不断降低 , 未来质量要求将会更趋严格 。
总之 , 硅片的质量会直接影响制作完成芯片的质量和良品率 。
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(资料来源:SUMCO)
2.客户黏性高;
为了保证芯片的质量 , 硅片厂商需要经过晶圆制造商严格而且长时间的质量认证周期 , 一旦通过验证 , 双方就会形成长期、稳定的合作关系 。
毫无疑问 , 技术壁垒和下游客户黏性就是硅片厂商最大的护城河 , 但对于志在寻求突破的“新人”而言 , 简直就是“天堑”!
3.硅片向大尺寸迭代;
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硅片的常用尺寸包括4、6、8、12英寸 。 目前 , 在半导体的应用上 , 主流的主要是8英寸和12英寸大硅片 。
硅片的尺寸越大 , 可制造芯片的数量就越多 , 从而使得单个芯片的成本就越低 。 因此目前全球的先进制程均采用的是12英寸大硅片 。 18英寸就是下一个技术节点 。
但随着硅片尺寸的加大 , 其工艺难度和技术障碍就会越高 , 生产硅片的成本就越高 。 在18英寸大硅片的研发上 , 以英特尔、台积电为首的研发专案虽然取得了一定进展 , 但都因不具备量产的经济效益 , 最终选择了搁置 。
未来的5年时间 , 我们的目标依然是主攻12英寸的量产 。
3.全球竞争格局由于硅片生产的高技术壁垒 , 长时间客户质量验证之后形成的稳定合作关系 , 导致全球大硅片的行业集中度高 , 形成了寡头垄断的格局 。
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据全球半导体产业协会数据 , 在12英寸硅片领域 , 全球前五大厂商包括:日本信越半导体(30%)、日本胜高科技(26%)、中国台湾的环球晶圆(17%)、德国Siltronic(11%)、韩国的SK(10.6%)共占市场份额95% , 仅日本两大硅片巨头就占据了半壁江山(56%)!
4.国内竞争格局国内硅片制造商主要为三类 , 及主流8英寸、12英寸产能深度解读;
1.本土制造商:
上海硅产业、有研半导体材料、金瑞泓科技、超硅半导体;
上海硅产业:8英寸24万片/月、12英寸10万片/月;已经供货给华微电子、长江存储;国内12英寸大硅片引领者;规划产能:8英寸为36万片/月 , 12英寸为60万片/月 。 旗下子公司:上海新晟、新傲科技、OKMETIC 。
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有研半导体:项目在建中 , 预计年底投产6英寸、8英寸硅片;12英寸硅片产能预计在22年才能释放 。
金瑞泓科技:在建中 , 只有8英寸 , 预计年底产能15万片/月 。
2.其他行业切入硅片:
中环股份(光伏行业);
8英寸产能35万片/月 , 预计年底有望成为国内第二家实现12英寸大硅片供货的厂商 , 产能预计10万片/月 。
3.外资或台湾投资:
江苏中辰(中国台湾环球投资)、上海合晶(中国台湾合晶投资)、宁夏银和(日本FerroTec投资) 。
总结:大多企业目前仅以6-8英寸量产为主 , 目前只有上海硅产业实现了12英寸量产 , 且以稳定供货 。 未来2年国内8寸/12寸硅晶囿厂产能将大幅提升 , 预计到2021年8寸硅晶片自给率可以达到90% , 12寸硅片自给率可以超过50% 。
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