半導體行業產業鏈長，品質控制極為嚴格且存在較高的技術壁壘。半導體材料作為產業的最上游，面臨嚴格的產品質量控制，同時面臨長的研發周期，大的資金投入。此外，下游制造廠客戶的認證依然是硅片廠商的重大壁壘。由于下游客戶認證時間長，難度大，因此硅片廠商往往需要長時間的技術和經驗積累才能夠有效提升半導體材料產品的品質，滿足客戶的需求，獲得客戶認可并開拓客源。2018年全球半導體硅片（包括拋光片、外延片、SOI 硅片）行業銷售額前五名企業的市場份額分別為：日本信越化學28%，日本SUMCO 25%，中國臺灣環球晶圓14%，德國Siltroni 14%，韓國SK Siltron 10%，前五名的市場份額接近90%，市場呈現壟斷局面。

圖11. 全球硅片產能情況

（數據來源：智研咨詢，華夏幸福產業研究院）

Shin-Etsu Chemical（信越化學，日本）成立于1926年，是全球領先的化工企業，擁有六個業務板塊，分別是PVC化工品、半導體硅、有機硅、電子功能性材料、特殊電子化學品和其他。在半導體硅業務方面，公司作為半導體單晶硅片的龍頭，始終牢牢在技術層面占據行業制高點。公司最早于2001年，成功研制了300nm硅片，并實現了SOI 硅片的產品化，并能持續穩定地供應IC用硅片。目前，信越化工能夠制造出11N(99.999999999%)的純度與均勻的結晶構造的單晶硅，在全世界處于領先水平，主要的半導體硅片產品包括12英寸硅片、IG-NANA退火硅片和SOI硅片。2018年半導體硅片業務營業收入為3803億日元，營業利潤為同比1319億日元。

圖12. 2018年信越化學主營收入構成（十億日元，%）（數據來源：Shin-Etsu，華夏幸福產業研究院）

圖13. 信越化學半導體硅業務收入與利潤（十億日元，%）

（數據來源：Shin-Etsu，華夏幸福產業研究院）

SUMCO（日本三菱住友勝高）主營半導體硅材料業務，是全球硅片龍頭企業。其前身為成立于1937年的Osaka Special Steel公司。集團于1992年和1998年先后合并了Kyushu電子金屬公司和Sumitomo Sitix集團，并于1998年更名為住友金屬工業公司。1999年，住友金屬工業與三菱材料和三菱硅材料公司成立聯合硅制造公司，生產12寸硅片。2002年三菱硅材料公司與住友金屬工業的硅制造部門、聯合硅制造公司合并，并于2005年更名為SUMCO公司。主營產品包括單晶硅錠、拋光硅片、退火硅片、外延片、SOI硅片等，是全球最大的12寸硅片供應商之一，可提供12寸拋光片、退火片、外延片，SOI片和節隔離片可提供8寸片。2018年半導體硅片業務營業收入為3250億日元，利潤850億日元。

從CR2的公司發展歷程，我們看到其在硅產業積累時間較長，擁有幾十年的歷史，且其技術壁壘極高，單就SOI片而言，目前12寸只有個別公司攻克。因此，半導體硅片領域巨頭壟斷效應明顯，巨頭擁有極強的定價權。

圖14. SUMCO營業收入與利潤（十億日元，%）

（數據來源：SUMCO，華夏幸福產業研究院）

中國半導體硅片的追夢之路

根據品利基金數據，2019年，中國6寸半導體硅片需求2000萬片/年，8寸硅片需求1200萬片/年，12寸硅片需求750萬片/年。根據公開數據，我們對2018-2019年中國大陸半導體制造產線梳理，基于目前產能、未來計劃產能、以及投資額度測算，制造廠對12寸硅片的需求：2019年約60萬片/月，折合720萬片/年。2023年需求約500萬片/月，折合6000萬片/年。

表1. 中國大陸半導體制造廠情況（2018-2019上半年）（數據來源：芯思想，Trendfore，公開資料，華夏幸福產業研究院）

2019年6月，6寸國產化率超過50%，8寸國產化率10%，12寸國產化率小于1%，且國產12寸片在國內晶圓廠中大都為測控片，正片的銷售較少。考慮到下半年部分產能釋放，2019年我國12寸硅片至少有500萬片的缺口。

為了彌補半導體硅片的國產供應缺口，降低進口依賴度，我國邁出8寸與12寸大硅片的逐夢之路。最近幾年內，多項重大投資正在啟動中，大都鎖定12寸硅晶圓。根據公開資料，我們對目前中國大陸8/12寸硅片產能梳理。未來4年，如果產能達產順利，12寸硅片總規劃月產能到2023年前后合計超過650萬片/月，考慮到良率等因素基本可以滿足國內制造廠需求。

表2. 大硅片產能供給情況

（數據來源：芯思想，硅產業，華夏幸福產業研究院）

除了需要大量的投資以外，大硅片還有需要亟待解決的技術挑戰，主要在以下四個方面：大直徑、控缺陷、精拋光、少雜質。其中，大直徑中的熱場設計技術與磁場設計和控制技術是大硅片成型的核心技術；缺陷控制是決定硅片質量和純度，是決定硅片等級的核心技術。

表3. 大硅片主要技術挑戰

（數據來源：中科院，華夏幸福產業研究院）

2015年底，國家集成電路產業投資基金耗資約8億元，入股江蘇鑫華和上海硅產業集團，在大硅片領域進行布局。近年來，上海新昇、中環股份、超硅半導體、浙江金瑞泓、有研半導體等大硅片項目紛紛上馬，目標投資額超千億。總額達2000億的大基金二期募資正在抓緊推進，據悉其投資將向設計、材料、設備等傾斜，大硅片無疑也將成為重點關注對象。在強勁的需求拉動和美國的堵截擠壓下，隨著技術進步和資本持續推動，負重前行的大硅片產業逐夢之路必將迎來希望與收獲！

原文：半導體之基——國產硅片追夢之路