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超九成半导体产品要用到 国产硅片迎来突破性增长

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受益于半导体技术革新和终端电子消费品类增多,半导体原材料的需求量也随之上升。在国内芯片制造商大规模扩产的背景下,国产半导体材料尤其是大硅片制造商也将迎来发展良机。

8月底,国内半导体厂商陆续发布2020年上半年业绩。上海硅产业集团股份有限公司(沪硅产业)上半年实现营业收入8.54亿元,较上年同期增长30.53%;净亏损8259.42万元,较上年同期亏损增加10.17%;扣除非经常性损益后净亏损1.5亿元,较上年同期亏损增加29.57%。

沪硅产业称,营收增加主要是因为2019年3月底并购新傲科技,同时子公司上海新昇300mm硅片的销量持续增加;利润下滑主要是因为研发投入的持续加大,以及市场价格影响,导致存货跌价准备计提金额有所增加。

硅片:最核心的半导体材料

半导体材料包括半导体制造材料与封测材料。SEMI(国际半导体设备与材料协会)数据显示,2018年全球半导体材料市场规模为519亿美元,同比增加10.6%,超过2011年的471亿美元,创历史新高。其中,半导体制造材料收入达322亿美元。

半导体制造材料主要包括硅片、电子气体、光掩膜、光刻胶配套化学品、抛光材料、光刻胶、湿法化学品与溅射靶材等。其中,半导体硅片是半导体制造的核心材料,是半导体产业的基石,约占半导体制造材料的三分之一。目前90%以上的半导体产品使用硅基材料制造。

受益于半导体终端市场的强劲需求,2017年以来半导体硅片市场规模不断增长,并于2018年突破百亿美元大关。根据SEMI统计数据,2016~2018年,全球半导体硅片销售金额从72.09亿美元增长至114亿美元,年均复合增长率达25.65%;销售单价从0.67美元/英寸上升至0.90美元/英寸,年均复合增长率达15.49%。

半导体制造使用的晶圆按照尺寸规格不同可分为50mm(2英寸)、75mm(3英寸)、100mm(4英寸)、150mm(6英寸)、200mm(8英寸)和300mm(12英寸)等规格。半导体硅片的尺寸越大,其生产技术难度越高。在摩尔定律的影响下,半导体硅片正不断向着大尺寸的方向发展。

目前,全球半导体硅片市场主流的产品规格为300mm硅片和200mm硅片,且300mm大硅片的占比持续上升。2018年,300mm硅片份额达到63.31%。

300mm硅片主要用于90nm以下制程的集成电路芯片。5G、IoT(物联网)、人工智能、云计算、大数据等技术导入,带动半导体技术加速升级,进而推动着300mm硅片的需求。

硅片的产量和质量直接影响芯片制作,以及更下游的通信、汽车、计算机等众多应用领域的发展。

目前,全球半导体硅片市场集中度较高,主要被日本、德国、韩国和中国台湾等国家和地区的企业占据。全球一半以上的半导体硅材料产能集中在日本,而且尺寸越大,垄断情况就越严重。

从2016年到2018年,行业集中度持续提高,前五大半导体硅片厂日本信越化工、日本Sumco、德国Siltronic、中国台湾环球晶圆与韩国LGSiltron的市场份额总和从85%上升至93%。

国内产能进入高速增长期

作为最大的半导体产品终端市场,中国半导体硅片市场的规模正随着国内半导体产线的扩张持续高速增长。

根据SEMI数据,2016~2018年,中国大陆半导体硅片销售额从5亿美元上升至9.96亿美元,年均复合增长率达到41.17%,远高于同期全球半导体硅片市场的25.75%。

目前,我国从建厂高峰期逐渐跨越至扩产时期。SEMI数据显示,2017~2020年我国拟新建晶圆厂数量占全球42%;从2020年开始,随着建设逐渐完成,设备搬入产线,晶圆厂开始进入试产到扩产的阶段。未来5年,中国晶圆产能将迎来突破性的快速提升。2017~2020年,中国芯片产能将从276万片/月增长至460万片/月,年复合增长率18.5%,增速高于全球平均水平。

与此同时,海外硅片巨头扩产规模较小。据SUMCO预测,2020年全球12英寸硅片产能略有增加,8英寸硅片几乎没有扩产规划,叠加2019年全球8英寸硅片产能去化,预计2020年硅片供需格局有望持续紧张。

除了各地新增的产线,晶圆代工龙头台积电和大陆龙头中芯国际在今年也扩大了资本开支,拉动半导体设备和材料销量。

中芯国际在第二季度净利润再创单季新高。由于市场需求强劲,继一季度追加全年资本开支11亿美元至43亿美元后,中芯国际于8月7日再次上调资本开支至67亿美元。

奋力追赶国际先进水平

半导体硅片也是我国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一,目前以沪硅产业和中环股份为代表的国内半导体硅片企业正奋力追赶。

目前国内份额只占全球硅片市场份额的3%左右,中国大陆主要生产200mm及以下的半导体硅片。2017年以前,300mm半导体硅片几乎全部依赖进口;2018年,沪硅产业子公司上海新昇率先成为实现300mm硅片规模化销售的企业,打破了300mm半导体硅片国产化率几乎为零的局面。

沪硅产业的300mm半导体硅片部分产品已获得中芯国际、华力微电子等芯片制造企业的认证通过,部分目标客户仍处于产品认证阶段。

沪硅产业表示,上海新昇正在进行募投项目即集成电路制造用300mm硅片技术研发与产业化二期项目的建设,300mm硅片生产线产能从2019年的15万片/月进一步提高。虽然受疫情影响,上半年设备安装有所延迟,但通过后续进度的加快,预计在2020年底达到20万片/月产能的计划保持不变。

中环股份于7月15日晚间发出公告,公布了控股股东天津中环电子信息集团有限公司(下称“中环集团”)关于中环集团混合所有制改革的进展。通过竞价,TCL科技成为中环混改项目的最终受让方。中环股份主要产品包括半导体材料、半导体器件、新能源材料、新材料的制造及销售,融资租赁业务,高效光伏电站项目开发及运营。

通过中环混改项目,TCL科技进一步丰富了半导体显示的产业链布局,并延伸到上游的材料、设备等核心领域。信达证券电子行业首席分析师方竞指出,中环混改项目对中环和TCL科技而言将获双赢。

中环股份称,该集团将有序推动公司产品对IGBT、MEMS、Sensor、BCD、PMIC、CIS、Logic、Memory等各类芯片的覆盖,与全球TOP25芯片客户中的10家以上陆续开展业务合作。

此外,无锡市政府正联手中环股份、晶盛机电共同投资组建集成电路大硅片生产基地。该项目已于2017年12月开工,总投资额30亿元,其中一期15亿元,整个项目投产以后将实现8英寸硅片75万片/月产能、12英寸硅片50万片/月产能。

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