半导体硅片行业市场现状及面临的机遇挑战分析（附报告目录）
1、半导体硅片行业概述
当前全球范围内的半导体材料主要包括以硅、锗等为代表的第一代元素半导体材料、以砷化镓、磷化铟等为代表的第二代化合物半导体材料和以碳化硅、氮化镓等为代表的第三代宽禁带半导体材料。
在众多半导体原材料中，硅具有明显的优势，如与锗相比，硅熔点高、禁带宽度大，可广泛运用于高温、高压器件；与砷化镓相比，硅安全无毒、无污染。此外，硅具有天然氧化特性，在晶圆制造时可免去沉积绝缘体工序，从而减少了生产步骤并降低了生产成本。硅在自然界中的储量相当丰富，在地壳中约占27%，丰富程度仅次于氧元素，另外还有大量的硅元素以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于沙子、岩石、矿物之中，硅材料的成本显著低于其他类型半导体材料。由于硅的技术和成本优势，硅基半导体成为了目前产量最大、应用范围最广的半导体材料，占据了全部产品的90%以上。
相关报告：北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2027年半导体硅片行业全景调研及投资前景预测报告》
A、硅片的制备过程
硅片的制造过程主要分为：脱氧提纯、提炼多晶硅、单晶硅棒制备、滚磨、切片、研磨、抛光、清洗、测试、包装等。其中单晶硅棒制备方法分为直拉法（市场占比约85%）和区熔法（市场占比约为15%）。
B、硅片产品分类
目前市场上硅片主要包括应用范围最广、最基础的硅抛光片，以抛光片为基础进行二次加工以获得特殊性能的外延片、退火片以及SOI硅片。其中硅抛光片约占硅片出货量的65%-70%，其余为外延片、退火片、SOI硅片等特殊性能硅片。对硅片进行抛光处理得到的硅抛光片，满足了集成电路特征线宽和光刻机景深不断缩小情况下对硅片平整度的严苛要求，去除了表面残留的损伤层，实现了硅片表面平坦化，减小了表面粗糙度，不仅可以直接用于半导体器件制造，也可以作为外延片、SOI硅片的衬底材料。
对硅抛光片进行特定工艺处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，提高栅氧化层的完整性，减少了漏电现象，从而提升了集成电路的稳定性；退火片，表面氧含量大幅减少，拥有更好的晶体完整性；SOI硅片，具有氧化层，减少了硅片的寄生电容及漏电现象。退火片、外延片、SOI硅片等特殊性能硅片，可以满足复杂的应用场景需求，是半导体产业中不可或缺的一部分。
2、半导体硅片行业市场情况
（1）全球硅片市场规模情况
2013年至2016年，全球硅片市场营业额基本保持平稳，从硅片出货量来看，2014年有较大幅度的涨幅，其他年份基本保持稳定。2017年以及2018年，受5G、新能源汽车、车联网、大数据、云计算等终端市场需求预期增强影响，全球硅片市场出货量有显著提升，而产品单价变动相较于销量变化有一定的滞后性，因此带动硅片价格在2018年有显著提升。2018年全球硅片出货量及产品单价均有较大幅度提升，硅片营业额有较大幅度的增长。
2019年全球硅片市场出货量及营业额均有一定幅度下滑，但2020年以来硅片出货量已经企稳回升，即使受新冠疫情影响，2020年全球硅片出货量相较于2019年增长约5.06%。
资料来源：国际半导体产业协会（SEMI）、普华有策
（2）半导体硅片尺寸的提升速度放缓
半导体制程的逐渐缩小使得芯片生产工艺变得越发复杂，大尺寸硅片优势愈发明显，并且大尺寸硅片还具备明显成本优势，这使得行业对于硅片的生产研发重心向大尺寸方向倾斜。然而，半导体硅片尺寸越大，对于技术和设备的要求就越高，生产工艺的难度也随之提升；预计未来相当长一段时间，市场上能够量产的最大尺寸硅片仍将以12英寸为主，同时4至8英寸硅片仍将持续占据一定的市场份额。
（3）中国大陆半导体硅片行业快速发展
近年来，在政府的高度重视和大力扶持之下，我国的半导体产业快速发展，产业链的各个环节都得到了长足的进步。2020年7月，我国出台了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》（国发[2020]8号），从财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面提出37条具体政策措施，进一步加大力度支持集成电路和软件产业发展。
伴随着国家政策的大力支持和全球芯片制造产能向中国大陆转移，我国半导体硅片企业技术水平和市场份额将会快速提升。
（4）国产替代任重而道远
尽管我国半导体行业近年来取得了高速发展，但以硅片为代表的半导体材料行业仍较为薄弱，对于进口的依赖程度依然较高。目前，我国6英寸硅片的国产化率刚超过50%；8英寸产品则刚实现了小部分国产替代，与国际先进水平相比仍有较大差距，具体表现为重掺硅片与轻掺硅片的市场需求约为1：3，而国内8英寸产品当前以重掺为主，主要应用于功率器件领域，对于技术水平和产品质量要求更高的集成电路用轻掺硅片基本依赖进口。目前，8英寸硅片的国产化率在10%左右，12英寸硅片基本仍依赖进口。未来几年，8英寸产品的全面国产替代将成为国内主要硅抛光片生产企业的发展重点。
（5）半导体硅片市场逐步回暖
2016年至2018年，全球半导体硅片市场稳步提升，2018年全球半导体硅片出货量达到12,733兆平方英寸。2019年全球半导体硅片出货量却有所下降，主要受对终端市场的需求预期放缓和存货调整影响。
伴随着5G技术的提升、工业物联网、车联网和新能源汽车行业的高速发展，市场对于半导体硅片的需求逐步增加，市场行情将回暖。2020年初，受新冠疫情影响，硅片行业市场需求有所下降，但随着新冠疫情逐步得到控制，半导体硅片市场逐步好转。
3、行业发展面临的机遇
（1）国家政策的大力支持
半导体行业属于国家鼓励并重点支持发展的产业，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业。近年来，我国相继出台了多项政策以支持行业发展，包括但不限于：2020年7月我国发布的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》以及2020年5月发布的《关于集成电路设计企业和软件企业2019年度企业所得税汇算清缴适用政策的公告》，2019年11月发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》，2019年11月发布的《产业结构调整指导目录（2019年本）》，2018年11月发布的《战略性新兴产业分类》（2018年版），2017年4月发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》等。
在我国半导体行业追赶国际先进水平的过程中，国务院及各相关部委的相关政策支持降低了行业内企业在发展过程中的阻碍，为行业的快速发展打下了坚实基础。
（2）下游应用市场高速发展
半导体硅片行业除受宏观经济影响，亦受到具体终端市场的影响。过去二十年，消费电子以及汽车电子等行业的快速发展，构成推动硅片市场需求提升的重要因素。截至目前，手机和计算机已成为半导体行业终端最大的应用市场，并且仍将保持一定的增速，汽车电子未来的增长主要源于传统车辆电子功能的扩展以及自动驾驶技术的不断成熟。2017年开始，大数据、云计算、人工智能、新能源汽车、区块链、5G技术等新兴终端应用的出现，半导体行业进入了多种新型需求同时爆发的新一轮上行周期，下游应用终端未来的爆发式增长，将会极大推动半导体硅片市场的发展。
（3）全球半导体产业向中国大陆转移
从上世纪70年代半导体产业在美国形成规模以来，半导体产业已经历两次大规模的产业转移。第一次是在1970年至1990年，由美国向日本转移；第二次是在1990年至2010年，由美国、日本向韩国、中国台湾、新加坡等转移，半导体产业每一次转移的过程，都带动了当地科技与经济的飞速发展。
随着全球电子化进程的开展以及我国经济发展水平的快速提升，我国半导体产业下游发展兴旺，消费电子、新能源汽车、物联网、5G技术等产业的兴起，给我国半导体产业带来了大量的需求，在下游产业爆发式增长的推动下，我国半导体产业整体高速发展，同时带动全球半导体产业加速向中国大陆转移，形成全球半导体产业的第三次转移。
（4）国产替代空间广阔
根据海关总署的统计，2020年我国集成电路进口额位居进口商品第一位，贸易逆差额达到2,347亿美元。随着国家政策的大力支持及行业内企业的持续努力，目前已经取得了一定成果，相关产业存在巨大的国产替代空间。
以半导体硅片市场为例，目前半导体硅片市场被几大国际巨头所垄断，其市场份额长期保持在90%以上。我国硅片产业起步较晚，人才培养、技术研发与积累等全方位落后于国际先进企业，目前我国6英寸硅片国产化率已超过50%，但8英寸及12英寸硅片仍存在较大缺口。我国能够自主生产部分8英寸硅片，但市场占有率仅约10%，而12英寸硅片几乎完全依赖进口。在追求芯片自主可控呼声高涨的背景下，我国半导体硅片产业从市场份额、技术储备、发展阶段等多方面均已具备大规模国产替代的可行性，打开了广阔的市场空间。
4、行业发展面临的挑战
（1）国内缺少行业相关的高精尖技术人才
半导体硅片制造行业属于典型的技术密集型行业，由于我国在相关产业起步较晚，对于从业人员的培养无法满足企业对于高端技术人才的知识背景、研发能力和经验积累的较高要求，短时间内突破技术封锁及实现技术赶超存在较大难度。
（2）需要大量的前期资金投入
半导体硅片制造行业属于典型的资金密集型行业，前期厂房建设、设备购置等均需要投入大量资金，特别是行业内对于产品技术水平、质量稳定性及一致性的高要求，使得行业内企业产品认证周期长、认证环节复杂，普遍投资回收周期较长。行业内企业需要拓宽融资渠道以补充资金供应，从而实现持续的技术研发投入与可持续发展。
（3）上下游产业协同发展
在供应商方面，目前全球仅有少数海外企业可以批量供应高品质半导体多晶硅等必备原材料，而在下游客户及终端产品方面，中国大陆外延厂商、晶圆代工企业、功率器件企业、集成电路制造企业以及为该类企业提供设备或原材料的行业内相关企业，都处在快速发展及追赶世界先进水平阶段。硅片行业内企业发展会受到我国大陆上下游相关企业发展进程及相关产品国产化程度的影响，行业内企业需要加大技术研发投入，提升自身技术与工艺水平，随上下游企业共同发展，切实提高我国在半导体领域的国际竞争力。