作為半導體材料中的大宗品類，硅片的市場需求量很大。全球范圍內的芯片短缺，以及晶圓廠建設，使硅片呈現出供不應求的狀態。
按照制造工藝，硅片大致可分為三類：拋光片，外延片，以SOI為代表的硅基材料。市場上主流的硅片尺寸為8英寸和12英寸，其次是6英寸，還有少部分是4英寸的。
不同尺寸的硅片適用于不同的制程節點。據Gartner統計，2016－2022年，全球芯片制造產能中，20nm及以下先進制程占比約為12％，28nm－90nm占比41％，0．13μ m及以上制程占比47％。目前，90nm及以下制程芯片主要使用12英寸硅片，90nm以上成熟制程芯片主要使用8英寸或更小尺寸的硅片。
總體來看，硅片正朝大尺寸方向發展。從2011年起，8英寸硅片市占率穩定在25％－27％之間，到了2018年，受益于汽車電子、工業電子、物聯網等應用的強勁需求，以及功率器件、傳感器等生產商將部分產能從6英寸轉移至8英寸，帶動8英寸硅片保持增長，出貨面積同比增長6．25％。與此同時，有越來越多的成熟制程芯片采用12英寸硅片制造，很多原本依賴于8英寸硅片的成熟制程芯片正在向12英寸遷移，加上持續增長的先進制程芯片需求，使得全球12英寸硅片產能利用率處于高位。全球硅片龍頭企業SUMCO預測，2023年，12英寸硅片產能利用率將超過100％。2023年之后，采用12英寸硅片制造的邏輯、存儲芯片需求有望進一步擴大，該公司2026財年之前的產能已全部被長期合同覆蓋。
需求旺盛
硅片的供不應求，源于下游晶圓廠旺盛的需求，以臺積電為例，該晶圓代工龍頭2021年4 月宣布3年投入1000億美元用于產能擴充和工藝研發，其中，2021年超300億美元的資本開支中，80％用于先進制程，包括3nm／5nm／7nm，2022年支出400億－440億美元，其中，70％－80％用于先進制程，包括2nm／3nm／5nm／7nm。聯電也制定了3年投資計劃，從2021 年開始，投入54．1億美元用于12A廠P5、P6的擴產。
中芯國際也表示，該公司2022年12英寸硅片產能增長將遠超2021年。華虹三座8英寸晶圓廠2021全年滿產，無錫12英寸廠產能持續爬坡，2022年月產能預計由年初的6．5萬片提升至年底的9．5萬片。除了晶圓代工廠，中國大陸的士蘭微、華潤微、聞泰、長江存儲等IDM大廠也在積極擴產，采用12英寸硅片制造的邏輯芯片產能擴充主要集中在28nm及以上的成熟制程，預計到2023年形成106．5萬片的月產能，比2020年產能提升270％，3D NAND產能預計從2020年的5萬片／月擴至2023年的27．5萬片／月，DRAM從2020年的4萬片／月擴產至25萬片／月。
除了12英寸產線，8英寸擴產步伐也在加快，特別是在中國大陸。SEMI預計，2020－2024 年全球8英寸晶圓廠的產能將提高17％，達到每月660萬片的歷史新高，目前，中國大陸市場份額已達到18％，8英寸晶圓廠產能將從2020年的80．5萬片／月擴產至2023年的121．5萬片／月，增長50％。
在晶圓廠需求驅動下，全球硅片產能也在大幅度擴容，據SEMI統計，2020年，全球12英寸硅片出貨量約為627萬片／月，預計2022年將超過700萬片／月。全球12英寸硅片需求量在2023年有望達到10440萬片／年。
中國大陸硅片業蓄勢待發
中國大陸的硅片業一直落后于國際市場，但近些年追趕的腳步越來越快，特別是從2014年開始，隨著芯片產線陸續實現規模量產，以及終端市場的飛速發展，中國大陸硅片市場步入快速發展階段，2016－2020年，中國市場硅片銷售額從5億美元上升至13．5億美元，年均復合增長率達到41．17％。作為全球最大的終端市場，隨著芯片制造產能的持續擴張，中國大陸硅片市場的規模將繼續以高于全球市場的速度增長。
全球硅片市場被五大廠商把持著，它們是信越化學、SUMCO、Siltronic、環球晶和SK Siltron，這五家的合計銷售額占全球硅片市場總額的90％左右。
與國際硅片大廠相比，中國大陸硅片企業技術功底較為薄弱，市場份額較小，多數企業以生產8英寸、6英寸、4英寸拋光片、外延片為主，12英寸大硅片的總體生產能力和規模有限，這導致我國市場所需的12英寸硅片對進口依賴度很高。近些年，硅片，特別是大硅片國產化進程在加速，以滬硅產業、中環股份、立昂微等為代表的廠商已逐步突破12英寸硅片的工藝技術和量產瓶頸。據ICMtia統計，2020年，中國大陸12英寸硅片供應能力為798萬片／年，2021年，供應能力提升至1144．5萬片／年（95萬片／月）。此外，神工股份、上海超硅、中晶科技、有研半導體等廠商都有所突破。
下面以滬硅產業、立昂微、神工股份為例，介紹一下本土硅片企業的發展情況。
目前，滬硅產業是中國大陸規模最大的硅片企業，也是率先實現12英寸硅片規模化量產的企業，并且在SOI硅基材料領域具有長期的技術積累和一定的市場競爭力。
近幾年，滬硅產業的產能利用率和出貨量持續攀升，2021年底，12英寸硅片月產能達30萬片，國內規模最大，且實現了邏輯、存儲、圖像傳感器（CIS）等應用全覆蓋。到2021年底，12英寸硅片歷史累計出貨突破400萬片。2021年實現營收24．67億元人民幣，同比增長36．2％。2021年前三季度營收中約30％來自12英寸硅片。滬硅產業集團旗下的新傲科技和 Okmetic的8英寸及以下尺寸拋光片、外延片合計產能超過40萬片／月，SOI硅片合計產能超過5萬片／月。
2021年1月，滬硅產業披露定增預案，擬募資50億元，大基金二期認購15億元，投入12英寸高端硅片研發與先進制造項目、12英寸高端硅基材料研發中試項目，新增產能可達30萬片／月。項目實施后，12英寸硅片總產能將達到60萬片／月。
立昂微的12英寸大硅片量產能力也取得了突破，技術能力已覆蓋14nm以上技術節點邏輯芯片、功率器件和CIS。2021年底，12英寸硅片產能已達到15萬片／月的規模，其中，重摻外延片10萬片／月，拋光片5萬片／月。立昂微差異化布局的12英寸重摻外延片，主要用于功率器件生產，目標市場主要在國內，2022年6月產出接近6萬片／月。此外，輕摻拋光片也在持續開展客戶。2022年3月，立昂微斥資15億元收購了國晶半導體58．69％股權，以加強存儲、邏輯芯片用輕摻12英寸硅片的市場地位。國晶半導體已完成40萬片月產能的基礎設施建設，全自動化生產線已貫通，第一期月產15萬片的產能將于2023下半年建成。收購國晶半導體后，將與立昂微子公司金瑞泓微電子的12英寸重摻硅片產品實現互補。
除了12英寸硅片，立昂微的功率器件用6英寸硅片業務也在擴展，月產6萬片的技改項目于2022年6月建成投產，建成后，功率器件月產能將從原來的17．5萬片提升至23．5萬片。這些產品主要定位在汽車電子和光伏控制芯片兩大應用方向。
神工股份主要布局8英寸輕摻低缺陷硅拋光片。目前，中國大陸8英寸輕摻低缺陷硅片主要依賴進口，在全球12英寸硅片供不應求的背景下，國際大廠8英寸硅片產能沒有增加，無法滿足中國晶圓廠擴產8英寸產能的需求。正是看到了這一點，神工股份重點布局了8英寸輕摻低缺陷硅片，其產品對標日本信越的S2硅片，已取得中國本土某芯片制造商積極反饋并進入第二階段送樣，有望率先實現8英寸輕摻低缺陷硅片的國產替代。
結語
硅片是晶圓廠最重要的原材料，目前，包括臺積電、英特爾、三星、美光等半導體大廠在內，全球大部分芯片生產廠商都在擴充產能，并啟動跨國建廠計劃，據統計，2021年全球有19座高產能晶圓廠進入建設期，另有10座晶圓廠于2022年動工，從而推動硅片需求大增。
在市場供給有限、新產能還來不及開出的情況下，促成了一波硅片漲價潮。這給全球各大硅片廠，特別是頭部的幾家廠商，提供了絕佳的商機。
面對當下的行情，全球第二大硅片廠SUMCO會長橋本真幸表示，硅片如此長時間的短缺前所未見。全球第三大硅片廠環球晶也看旺市場呈現價量齊漲的態勢。此外，中國大陸的滬硅產業、中環股份，以及中國臺灣地區的臺勝科、合晶也加入漲價行列，凸顯出硅片市場的繁榮景象。
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