半導體硅片行業市場現狀及面臨的機遇挑戰分析（附報告目錄）
1、半導體硅片行業概述
當前全球范圍內的半導體材料主要包括以硅、鍺等為代表的第一代元素半導體材料、以砷化鎵、磷化銦等為代表的第二代化合物半導體材料和以碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代寬禁帶半導體材料。
在眾多半導體原材料中，硅具有明顯的優勢，如與鍺相比，硅熔點高、禁帶寬度大，可廣泛運用于高溫、高壓器件；與砷化鎵相比，硅安全無毒、無污染。此外，硅具有天然氧化特性，在晶圓制造時可免去沉積絕緣體工序，從而減少了生產步驟并降低了生產成本。硅在自然界中的儲量相當豐富，在地殼中約占27%，豐富程度僅次于氧元素，另外還有大量的硅元素以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在于沙子、巖石、礦物之中，硅材料的成本顯著低于其他類型半導體材料。由于硅的技術和成本優勢，硅基半導體成為了目前產量最大、應用范圍最廣的半導體材料，占據了全部產品的90%以上。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2027年半導體硅片行業全景調研及投資前景預測報告》
A、硅片的制備過程
硅片的制造過程主要分為：脫氧提純、提煉多晶硅、單晶硅棒制備、滾磨、切片、研磨、拋光、清洗、測試、包裝等。其中單晶硅棒制備方法分為直拉法（市場占比約85%）和區熔法（市場占比約為15%）。
B、硅片產品分類
目前市場上硅片主要包括應用范圍最廣、最基礎的硅拋光片，以拋光片為基礎進行二次加工以獲得特殊性能的外延片、退火片以及SOI硅片。其中硅拋光片約占硅片出貨量的65%-70%，其余為外延片、退火片、SOI硅片等特殊性能硅片。對硅片進行拋光處理得到的硅拋光片，滿足了集成電路特征線寬和光刻機景深不斷縮小情況下對硅片平整度的嚴苛要求，去除了表面殘留的損傷層，實現了硅片表面平坦化，減小了表面粗糙度，不僅可以直接用于半導體器件制造，也可以作為外延片、SOI硅片的襯底材料。
對硅拋光片進行特定工藝處理可得到具有特殊性能的硅片。外延片，降低硅片的含氧量、含碳量、缺陷密度，提高柵氧化層的完整性，減少了漏電現象，從而提升了集成電路的穩定性；退火片，表面氧含量大幅減少，擁有更好的晶體完整性；SOI硅片，具有氧化層，減少了硅片的寄生電容及漏電現象。退火片、外延片、SOI硅片等特殊性能硅片，可以滿足復雜的應用場景需求，是半導體產業中不可或缺的一部分。
2、半導體硅片行業市場情況
（1）全球硅片市場規模情況
2013年至2016年，全球硅片市場營業額基本保持平穩，從硅片出貨量來看，2014年有較大幅度的漲幅，其他年份基本保持穩定。2017年以及2018年，受5G、新能源汽車、車聯網、大數據、云計算等終端市場需求預期增強影響，全球硅片市場出貨量有顯著提升，而產品單價變動相較于銷量變化有一定的滯后性，因此帶動硅片價格在2018年有顯著提升。2018年全球硅片出貨量及產品單價均有較大幅度提升，硅片營業額有較大幅度的增長。
2019年全球硅片市場出貨量及營業額均有一定幅度下滑，但2020年以來硅片出貨量已經企穩回升，即使受新冠疫情影響，2020年全球硅片出貨量相較于2019年增長約5.06%。
資料來源：國際半導體產業協會（SEMI）、普華有策
（2）半導體硅片尺寸的提升速度放緩
半導體制程的逐漸縮小使得芯片生產工藝變得越發復雜，大尺寸硅片優勢愈發明顯，并且大尺寸硅片還具備明顯成本優勢，這使得行業對于硅片的生產研發重心向大尺寸方向傾斜。然而，半導體硅片尺寸越大，對于技術和設備的要求就越高，生產工藝的難度也隨之提升；預計未來相當長一段時間，市場上能夠量產的最大尺寸硅片仍將以12英寸為主，同時4至8英寸硅片仍將持續占據一定的市場份額。
（3）中國大陸半導體硅片行業快速發展
近年來，在政府的高度重視和大力扶持之下，我國的半導體產業快速發展，產業鏈的各個環節都得到了長足的進步。2020年7月，我國出臺了《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策》（國發[2020]8號），從財稅、投融資、研發、進出口、人才、知識產權、市場應用、國際合作等方面提出37條具體政策措施，進一步加大力度支持集成電路和軟件產業發展。
伴隨著國家政策的大力支持和全球芯片制造產能向中國大陸轉移，我國半導體硅片企業技術水平和市場份額將會快速提升。
（4）國產替代任重而道遠
盡管我國半導體行業近年來取得了高速發展，但以硅片為代表的半導體材料行業仍較為薄弱，對于進口的依賴程度依然較高。目前，我國6英寸硅片的國產化率剛超過50%；8英寸產品則剛實現了小部分國產替代，與國際先進水平相比仍有較大差距，具體表現為重摻硅片與輕摻硅片的市場需求約為1：3，而國內8英寸產品當前以重摻為主，主要應用于功率器件領域，對于技術水平和產品質量要求更高的集成電路用輕摻硅片基本依賴進口。目前，8英寸硅片的國產化率在10%左右，12英寸硅片基本仍依賴進口。未來幾年，8英寸產品的全面國產替代將成為國內主要硅拋光片生產企業的發展重點。
（5）半導體硅片市場逐步回暖
2016年至2018年，全球半導體硅片市場穩步提升，2018年全球半導體硅片出貨量達到12,733兆平方英寸。2019年全球半導體硅片出貨量卻有所下降，主要受對終端市場的需求預期放緩和存貨調整影響。
伴隨著5G技術的提升、工業物聯網、車聯網和新能源汽車行業的高速發展，市場對于半導體硅片的需求逐步增加，市場行情將回暖。2020年初，受新冠疫情影響，硅片行業市場需求有所下降，但隨著新冠疫情逐步得到控制，半導體硅片市場逐步好轉。
3、行業發展面臨的機遇
（1）國家政策的大力支持
半導體行業屬于國家鼓勵并重點支持發展的產業，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性和基礎性產業。近年來，我國相繼出臺了多項政策以支持行業發展，包括但不限于：2020年7月我國發布的《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》以及2020年5月發布的《關于集成電路設計企業和軟件企業2019年度企業所得稅匯算清繳適用政策的公告》，2019年11月發布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2019年版）》，2019年11月發布的《產業結構調整指導目錄（2019年本）》，2018年11月發布的《戰略性新興產業分類》（2018年版），2017年4月發布的《“十三五”先進制造技術領域科技創新專項規劃》等。
在我國半導體行業追趕國際先進水平的過程中，國務院及各相關部委的相關政策支持降低了行業內企業在發展過程中的阻礙，為行業的快速發展打下了堅實基礎。
（2）下游應用市場高速發展
半導體硅片行業除受宏觀經濟影響，亦受到具體終端市場的影響。過去二十年，消費電子以及汽車電子等行業的快速發展，構成推動硅片市場需求提升的重要因素。截至目前，手機和計算機已成為半導體行業終端最大的應用市場，并且仍將保持一定的增速，汽車電子未來的增長主要源于傳統車輛電子功能的擴展以及自動駕駛技術的不斷成熟。2017年開始，大數據、云計算、人工智能、新能源汽車、區塊鏈、5G技術等新興終端應用的出現，半導體行業進入了多種新型需求同時爆發的新一輪上行周期，下游應用終端未來的爆發式增長，將會極大推動半導體硅片市場的發展。
（3）全球半導體產業向中國大陸轉移
從上世紀70年代半導體產業在美國形成規模以來，半導體產業已經歷兩次大規模的產業轉移。第一次是在1970年至1990年，由美國向日本轉移；第二次是在1990年至2010年，由美國、日本向韓國、中國臺灣、新加坡等轉移，半導體產業每一次轉移的過程，都帶動了當地科技與經濟的飛速發展。
隨著全球電子化進程的開展以及我國經濟發展水平的快速提升，我國半導體產業下游發展興旺，消費電子、新能源汽車、物聯網、5G技術等產業的興起，給我國半導體產業帶來了大量的需求，在下游產業爆發式增長的推動下，我國半導體產業整體高速發展，同時帶動全球半導體產業加速向中國大陸轉移，形成全球半導體產業的第三次轉移。
（4）國產替代空間廣闊
根據海關總署的統計，2020年我國集成電路進口額位居進口商品第一位，貿易逆差額達到2,347億美元。隨著國家政策的大力支持及行業內企業的持續努力，目前已經取得了一定成果，相關產業存在巨大的國產替代空間。
以半導體硅片市場為例，目前半導體硅片市場被幾大國際巨頭所壟斷，其市場份額長期保持在90%以上。我國硅片產業起步較晚，人才培養、技術研發與積累等全方位落后于國際先進企業，目前我國6英寸硅片國產化率已超過50%，但8英寸及12英寸硅片仍存在較大缺口。我國能夠自主生產部分8英寸硅片，但市場占有率僅約10%，而12英寸硅片幾乎完全依賴進口。在追求芯片自主可控呼聲高漲的背景下，我國半導體硅片產業從市場份額、技術儲備、發展階段等多方面均已具備大規模國產替代的可行性，打開了廣闊的市場空間。
4、行業發展面臨的挑戰
（1）國內缺少行業相關的高精尖技術人才
半導體硅片制造行業屬于典型的技術密集型行業，由于我國在相關產業起步較晚，對于從業人員的培養無法滿足企業對于高端技術人才的知識背景、研發能力和經驗積累的較高要求，短時間內突破技術封鎖及實現技術趕超存在較大難度。
（2）需要大量的前期資金投入
半導體硅片制造行業屬于典型的資金密集型行業，前期廠房建設、設備購置等均需要投入大量資金，特別是行業內對于產品技術水平、質量穩定性及一致性的高要求，使得行業內企業產品認證周期長、認證環節復雜，普遍投資回收周期較長。行業內企業需要拓寬融資渠道以補充資金供應，從而實現持續的技術研發投入與可持續發展。
（3）上下游產業協同發展
在供應商方面，目前全球僅有少數海外企業可以批量供應高品質半導體多晶硅等必備原材料，而在下游客戶及終端產品方面，中國大陸外延廠商、晶圓代工企業、功率器件企業、集成電路制造企業以及為該類企業提供設備或原材料的行業內相關企業，都處在快速發展及追趕世界先進水平階段。硅片行業內企業發展會受到我國大陸上下游相關企業發展進程及相關產品國產化程度的影響，行業內企業需要加大技術研發投入，提升自身技術與工藝水平，隨上下游企業共同發展，切實提高我國在半導體領域的國際競爭力。