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中年|国产12寸硅片独一无二，硅产业逆周期扩张只待下游回暖


长期以来 ， 中国不仅在芯片设计和制造上落后于海外巨头 ， 底层原材料——硅片也是被“卡脖子”的关键环节 。 如果能在这一赛道实现国产替代 ， 不仅有助于降低国产芯片制造成本 ， 而且在战略上有助于构建完整芯片产业链 。
硅产业集团是国内领先的半导体硅片生产商 。 通过旗下子公司的技术研发和量产攻关 ， 如今不仅在200mm硅片达到国际先进的水平 ， 并且率先在中国大陆实现300mm硅片的大规模销售 。
硅片是芯片的原材料 ， 出于经济性考虑 ， 单个硅片面积越大 ， 能切割出的芯片数量也就越多 。 如果中国厂商想在7nm甚至5nm制程的芯片上发力追赶 ， 更大面积的硅片则是必不可少的原材料 。 硅产业实现300mm硅片国产商业化 ， 对我国芯片制造产业国产替代意义重大 。
不过 ， 半导体产业具有明显的周期性 ， 硅片产业如今进入了供过于求的调整期 ， 客户库存高企 ， 需求下滑 。 硅片产业2019年的销量和销售额双双下降 。 通过科创板募资 ， 硅产业能否在逆周期继续加大资本投入 ， 赶上行业下一次回暖的东风？
错位竞争立足200mm硅片
由于起步较晚 ， 中国在半导体行业的追赶之路 ， 几乎囊括产业链所有环节 ， 且非一日之功：在芯片设计等下游环节 ， 要面对发达国际厂商经营多年构筑的专利网；在上游材料环节 ， 还需要填平制造工艺落后的鸿沟 。
追溯到芯片制造工序的最上游 ， 俗称“晶圆”的半导体硅片 ， 是制造芯片的原材料 ， 也是中国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一 。 以硅片为基础 ， 才能制作各种电路元件结构 ， 从而让硅片最终成为有特定电性功能的集成电路产品 。
从沙石原料到冶金级硅、电子级硅 ， 原材料被不断提纯 ， 最后形成高纯度的多晶硅 。 高纯度的多晶硅还要通过熔化等工序 ， 生长成单晶硅 。 之后 ， 单晶硅在直拉法等工艺下形成单晶硅棒 ， 再经过切断、滚磨、切片、倒角、抛光、激光刻等工序 ， 形成硅片 。
根据硅片的尺寸 ， 主流产品可以分为150mm（6英寸）、200mm（8英寸）、300mm（12英寸）等 。 随着芯片工艺制程的提升 ， 出于成本的考虑 ， 对硅片尺寸的要求也越来越高 。 通常情况下 ， 90nm及以下制程的芯片主要使用300mm的硅片 ， 而90nm以上制程主要使用200mm及以下尺寸的硅片 。

经过数十年的追赶 ， 中国厂商不仅能够胜任150mm硅片的制造 ， 而且硅产业等行业中的佼佼者已经在200mm尺寸达到了国际先进水准 ， 为我国在半导体关键材料实现国产替代立下了汗马功劳 。
成立于2015年的硅产业集团 ， 通过入股、并购等战略 ， 在200mm及以下尺寸构筑了完整的产品线 ， 涵盖抛光片、外延片和SOI硅片 。
从工艺上看 ， 抛光片需要满足集成电路对硅片平整度越来越高的需求；外延片则是在抛光片的基础上进行外延生长 ， 满足特定器件的生产需求；SOI（Silicon-On-Insulator）硅片是在顶层硅和背衬底 ， 引入一层氧化绝缘埋层 ， 从而实现电路中元器件的介质隔离 ， 防止漏电 。
通过技术合作、研发和投资等战略 ， 硅产业及其子公司在业务上实现了跨越式增长 ， 技术上也形成了自己的优势 ， 从国内一众厂商中脱颖而出 。 加上子公司新傲科技的业务 ， 硅产业在全球硅片市场销售额占比达到2.18% ， 国内市场占比在2018年达到26.32% 。
中年|国产12寸硅片独一无二，硅产业逆周期扩张只待下游回暖
本文插图

2018年全球半导体硅片行业销售额占比
对外并购、合作 ， 是硅产业集团掌握先进技术 ， 实现快速增长的秘笈之一 。 2016年 ， 硅产业收购Okmetic ， 将这家芬兰晶圆厂商收入囊中 ， 同时也掌握了其行业领先的拉晶技术 。

拉晶是生产单晶硅的核心工序之一 ， 拉晶的效率及中间产品技术指标的稳定性 ， 将直接影响硅片的产出率和质量 。 得益于拉晶技术的加持 ， Okmetic的收入增长率一直维持在15%以上 ， 净利润也从2007年的0.79亿元增长到2018年的1.28亿元 ， 成为硅产业业绩增长的发动机 。


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