我國12英寸硅片仍大部分依賴進口:供需結構矛盾影響供應鏈安全
1、硅片是芯片制造的“地基”,是需求量最大的晶圓制造材料
2023 年九大類晶圓制造材料市場規模為 415 億美元,其中硅片占比 30%,是晶圓制造耗用最大的材料,全球需求達到 124 億美元。
晶圓制造材料市場規模各品類占比
資料來源:普華有策
2、半導體硅片市場景氣度與下游半導體和終端應用市場高度相關
受益于智能手機、個人電腦、物聯網、汽車電子、人工智能和高性能計算等終端需求持續涌現,2023 年全球半導體市場規模達到5,269 億美元。半導體硅片市場景氣度與下游半導體和終端應用市場高度相關,其產業鏈環節以及上下游行業之間的關聯性如下:
半導體硅片產業鏈結構圖
資料來源:普華有策
3、全球電子級硅片(不含 SOI 硅片)市場規模分析
預計2024年全球電子級硅片(不含 SOI 硅片)銷售規模將達到136億美元。
2019-2024年全球電子級硅片(不含 SOI 硅片)銷售規模
資料來源:普華有策
受宏觀經濟波動和消費電子需求放緩影響,2023年全球主要晶圓廠的產能利用率低迷,導致電子級硅片市場規模下降。隨著2024年下游需求回升,半導體行業逐漸回暖,電子級硅片市場有望復蘇。
長期來看,智能化和數字化將推動全球經濟發展,半導體是其核心。各國已將半導體產業視為戰略資源,并推出相關政策以振興本土產業和研發先進技術。預計到2030年,全球半導體市場規模將突破萬億美元,硅片市場規模有望翻倍,達到約250億美元。
4、12英寸硅片已成為電子級硅片的市場主流
12 英寸硅片的出貨面積占比從 2017 年的 63.83%增長至2023 年的 73.02%,已成為市場絕對主流,且預計未來 12 英寸硅片出貨面積占比將進一步提升,規模不斷增長,主要基于以下原因:
數字經濟的快速發展推動了芯片對更強算力、更快數據傳輸速度和更大存儲能力的需求。目前,12英寸晶圓制造工藝已成為主流,廣泛應用于邏輯和存儲芯片,同時部分功率器件、模擬芯片和CIS芯片也在向12英寸晶圓轉移。全球12英寸晶圓廠的設備支出預計將在2025至2027年達到創紀錄的4,000億美元,2025年首次突破1,000億美元。
新技術的推出,尤其是人工智能對高帶寬內存(HBM)需求的增加,使得12英寸硅片的消耗量進一步加大。由于HBM的生產復雜度較高,其對12英寸硅片的需求是傳統DRAM產品的3倍。此外,隨著NAND Flash層數的增加,所有廠商都將轉向通過2片晶圓鍵合制作1個完整的NAND Flash晶圓,進一步推動了12英寸硅片的需求。
目前,我國 12 英寸硅片仍大部分依賴進口,供需結構矛盾影響我國半導體產業鏈的供應鏈安全。
5、電子級硅片行業技術水平及技術發展趨勢
(1)12英寸硅片是市場、技術和經濟效益動態均衡的產品
12英寸硅片廣泛應用于存儲和邏輯芯片領域,尤其在技術迭代快速的情況下,芯片制程不斷升級。隨著芯片線寬不斷縮小及堆疊層數增加,對硅片的質量要求越來越高,尤其是晶體缺陷、翹曲度、清潔度和膜層性能等方面。
拉晶工藝需要更高的精度控制,成型、拋光和清洗工藝的持續優化也非常關鍵。通過提升晶體缺陷控制和設備優化,保持硅片品質。
投資規模較大,12英寸硅片在保證技術領先的同時,需要提高成本競爭力,通過工藝優化提升投入產出比。
(2)晶圓產能向12英寸切換,產品種類多樣化
隨著晶圓產能向12英寸切換,硅片產品規格種類不斷豐富,特別是在邏輯芯片晶圓代工領域,不同客戶對硅片規格的要求差異較大。
12英寸硅片廠商需根據市場發展趨勢,提前研發新技術和新產能。根據摻雜劑種類和濃度,硅片進一步細分為P型和N型,滿足不同市場需求。
(3)國產廠商需與國內產業鏈形成合力
全球領先廠商已擁有較強技術優勢和大量專利,國產廠商需在技術上形成差異化競爭,避免知識產權風險。
設備是關鍵,尤其是拉晶設備,國產廠商需自主研發核心部件,確保晶體質量。與國內供應商合作、聯合研發成為保障產業鏈安全的重要手段。
由于國內12英寸硅片產業起步較晚,上游配套設備、原材料和耗材的國產化率較低,國際貿易摩擦風險促使國產廠商加大自主研發和產業鏈合作力度。
6、電子級硅片行業發展機遇
(1)國家產業政策的有力支持
2021 年,工信部出臺的《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2021 版)》,將 12 英寸硅單晶拋光片、12 英寸硅單晶外延片確定為先進半導體材料。
(2)國際競爭環境下與本土供應商展開合作成為大勢所趨
基于國內明確的晶圓廠擴建計劃,預計 2026 年中國大陸地區對 12 英寸硅片的需求將超過 300 萬片/月,占屆時全球 12 英寸硅片需求的 1/3,其中以中芯國際、華虹集團、長江存儲、長鑫存儲為代表的全部內資晶圓廠 12 英寸硅片需求將超過 260 萬片/月。目前,我國 12 英寸硅片仍大部分依賴進口,供需結構矛盾嚴重影響我國半導體產業鏈的供應鏈安全。隨著國際貿易摩擦加劇,國內尤其是內資晶圓廠客戶對國產 12 英寸硅片廠商合作態度日益開放,甚至是必選項,12 英寸硅片國產化率提升將成為長期趨勢。
《2025-2031年電子級硅片行業產業鏈細分產品調研及前景研究預測報告》,涵蓋行業全球及中國發展概況、供需數據、市場規模,產業政策/規劃、相關技術、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規模及前景、區域結構、市場集中度、重點企業/玩家,企業占有率、行業特征、驅動因素、市場前景預測,投資策略、主要壁壘構成、相關風險等內容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調研項目、產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規劃、項目后評價報告、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、國家級制造業單項冠軍企業認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。