新材料行业半导体系列之一技术迭代拉动硅片市场国内产业布局曙光初现

硅片是集成电路制备的重要材料，逐步向大尺寸发展，目前已经发展到以2023年全球12英寸硅片需求达到797万片硅片是集成电路制备的重要材料，逐步向大尺寸发展，目前已经发展到以2023年全球12英寸硅片需求达到797万片/8英寸硅片需求604万片/月。目前全球硅片份额被内借鉴海发展壮大。建议关注即将上市的硅产业集团。首席新材料分析师▍硅片是集成电路制备的重要材料。硅片是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。全球95%以上的半导体器件采用作为衬底材料，从目前来看片仍将维持主流半导体材料的地位。为了增加硅片上制作芯片的数量，提高硅片利用率，硅片正在不断展，目硅片12英寸作为主流尺寸。▍下游应用需求上升有望持续带动硅片产量增长。2英寸硅片主要用于生产逻储芯片等高端产品，2018年2片下游应用中，2DNAND和DNAND分别为%20%，合计占比达到%预计DNAND取代DNAND驱动2片产能增长的主要因素。预计全球9-2023年2片下求有望从1月增长至7月；8英寸硅片：主要用于生产模拟芯片及功率分立器件，受益汽车电子、5G 通信等领域的快速发展，预计9-2023年8片下游需求有望从7月增长至4，动8寸硅片市场向好。▍硅片全球市场份额现阶段被国外垄断，国内硅片市场快速扩张亟需国产硅片填补空白。据硅产业招股说明书数据，92.8的产能。其中信越化学、日本胜高、德国世创、台湾环球晶圆与SK-占比分别为28.4%、25.1%、14.8%、14%、10.5%。2016-2018年中国大陆晶圆产能增速达到28%，远高于全球其他国家和地区。同期中国大陆半导体硅片销售额从5.0亿美元上升至9.9亿美元，年均复合增长率约40%，远高于同期全球半导体硅片的26%。我们认为国内硅片需求快速增长，迫切需要国产硅片▍中国大陆企业有望借鉴国际龙头发展经验扬帆起航。国大陆片厂上海硅产业、有研半导体以及天津中环股份等。其中硅产业集团通过借鉴行业新晋龙头中国台湾环球晶圆发展路径，通过持续并购增强技术产能储备和下游客户关系。公司通过并购上海新昇、新傲科技、Okmetic补充12英寸大硅片和硅片等相关技术，实现了在半导体硅片领域多产品线战略布局。▍风险因素：硅片下游行业景气度不及预期；半导体国产替代进程不及预期；国内硅片厂业绩不及预期。▍投资策略：硅片作为集成电路制备的重要材料逐步向大尺寸发展，目前已经发展到以12英寸为主流尺寸。预计在逻辑芯片、存储芯片等拉动下硅片需求快速上升。目前全球硅片市场份额被海外垄断，国内硅片市场快速扩张亟需国产硅片填补空白。建议关注即将上市的硅产业集团，公司通过多次并购增强技术产能储备与下游客户关系，现已成为12英寸大硅片和SOI硅片的领先制造商。徐首席电子分析师首席电新分析师目硅片是集成电路制造的核心目硅片是集成电路制造的核心原材料，向大尺寸化发 硅是第一代半导体材料，是集成电路制造的基 硅片对纯度有极高要求，晶体生长是核心工艺环 芯片制程和硅片尺寸并行发 硅片价格及成 硅片应用领域及需求预 受益全球半导体行业增长，硅片市场持续扩 12英寸硅片主要用于逻辑、存储芯片，预计2023年全球需求为797万片/ 8英寸硅片主要用于模拟芯片、分立器件，预计2023年全球需求为604万片/ 总结：预计2023年全球及中国大陆硅片规模分别为173亿美元和50亿美 硅片市场格 全球行业整体格 晶圆产能转向国内，催化国内硅片市场迅速扩 硅片生产工艺复杂，国内追赶仍存在较大挑 国外半导体硅片龙头企 全球硅片制造商竞争格 信越化学：综合性化工企业，硅片领域龙头供应 胜高集团：半导体硅片专营企业，硅片技术龙 德国世创：欧洲半导体硅片龙头，产能排名领 环球晶圆：凭借一系列收购活动实现技术与产能崛 SKSiltron（SK硅）：垂直收购受益，具有稳定的客户关 他山之石，可以攻玉——值得借鉴的国外龙头硅片企业发展路 国内硅片企 国内硅片制造商竞争格 风险因 投资建 硅产业集团：12英寸大硅片与SOI硅片的领先制造 有研半导 金瑞泓科 超硅半导 其他公 插图目插图目图1：单晶硅 2：硅晶圆 3：半导体晶圆材料的基本框 4：硅片加工工艺及应 5：主流改良西门子法生产多晶硅工艺流 6：多晶硅采用直拉法得到单晶硅棒的工艺流 7：区熔法示意 8：区熔法工艺流程 9：晶圆成型工艺流 10：硅片按加工工序分 11：摩尔定律下芯片制程和硅片尺寸并行发 12：半导体硅片技术演进 13：全球晶圆代工厂各制程市场规 14：制程阶段与晶圆尺寸相对 15：2009-2019硅片价格走 16：全球半导体设备销售 17：硅片价格指数随技术升级倍数 18：12寸硅片单位成本及占 19：8寸及以下硅片（含SOI片）单位成本及占 20：多晶硅采购单价以及占原材料比 21：全球与中国半导体行业销售 22：全球半导体材料销售 23：国内半导体材料销售 24：2011-2018年全球半导体制造材 25：2018年全球半导体制造材料市场结 26：全球硅片市场规 27：中国大陆硅片市场规 28：全球不同尺寸半导体硅片出货面 29：全球不同尺寸半导体硅片出货面积占 30：2018年12英寸硅片下游应用占 31：2019年全球芯片制造行业各类半导体产能增 32：2018年存储IC市场结 33：全球DRAM、NAND历年市场规 34：3DNAND是当前NAND的主流工 35：3D闪存存储容量趋 36：NANDFlash下游产品占 37：NAND需求及预 38：2018年DRAM下游需求占 39：DRAM需求及预 40：2018年DRAM各厂商市场份 41：DRAM制程市占 42：DARM行业供需关系分 43：2010-2018年全球逻辑IC市场规模及增 图44：全球大型逻辑IC图44：全球大型逻辑IC公司分 图45：12寸硅片下游需求增 46：12寸硅片下游需求结 47：全球12寸硅片产能供给需求预 48：2018年8寸硅片下游应用需求结构预 49：8寸晶圆下游产品占比变化情 50：2018年模拟电路下游应用金额占 51：2017-2022E集成电路各行业复合增长 52：功率半导体器件分 53：全球功率半导体器件市场规 54：基站数目快速提 55：5G智能手机射频前端价值量预计为25美 56：射频前端电路市场规模及增 57：电动汽车功率器件价值量（单车ASP）翻 58：全球汽车功率半导体市场规 59：全球8寸晶圆产 60：8寸硅片下游应用领域供需预 61：全球8寸、12寸硅片需 62：中国大陆8寸、12寸硅片需 63：全球及国内硅片需求规模预 64：2016-2018全球半导体硅片市场竞争格局变 65：2018年半导体硅片企业市场占 66：半导体产业 67：2018年全球晶圆产能市场份 68：2016-2018年全球晶圆产能增速排 69：全球半导体材料销售 70：国内半导体材料销售 71：中国集成电路行业进出口金 72：国外龙头对比分 73：信越化学公司各业务部的市场排 74：2016-2018年信越化学各业务部营业利润占 75：信越化学半导体硅片事业部销售收 76：信越化学半导体硅片事业部营业利 77：信越化学半导体硅片产 78：信越化学的业务协同关 79：SUMCO2018年销售收 图80：2014-2018年SUMCO公司销售收 图81：2014-2018年SUMCO公司营业利 图82：SUMCO的主要硅片产 83：SUMCO在半导体硅片领域的专利情 84：SUMCO的Top10下游客户净销售 图85：2014-2018年SiltronicAG公司销售收 图86：2014-2018年SiltronicAG公司营业利 87：德国世创公司生产基 88：德国世创下游客 图90：2015-2019年环球图90：2015-2019年环球晶圆营业收 图91：2015-2019年环球晶圆税前营业利 图92：环球晶圆公司下游客户分 图93：环球晶圆公司硅片产 图94：2017-2019年SKSiltron销 95：2017-2019年SKSiltron营业利 96：国内硅片制造商竞争格 97：硅产业集团发展历 98：近四年硅产业集团的营业收入与净利 99：硅产业集团下属子公司及产 100：环球晶圆的并购路 101：硅产业集团的并购路 102：硅产业集团8英寸硅片验证客户 103：硅产业集团12英寸硅片验证客户 104：硅产业集团硅片产 110：有研半导体材料硅片产 111：合资硅片商的股权架 112：合资硅片商产能比 图表格目表1：不同半导体材料性能比 2：直拉法、区熔法制作的硅片产品和应用领 3：制程-尺寸对应半导体产品细 4：NANDFlash原厂晶圆产能情 5：2019-2023全球及大陆硅片相关需求预 6：国内半导体材料企业发展借 7：国内大硅片产能规划总 8：金瑞泓科技硅片产 硅片是集成电路制造的核心原材料，向大尺寸化发 硅片是集成电路制造的核心原材料，向大尺寸化发展硅是第一代半导体材料，半导体材料是制作半导体元件的核心，是芯片和电子设备制造工业的基础。硅片是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。硅储量丰富，在自然界多以二氧化硅的形式存在，提纯与拉晶工艺也非常成熟，并且氧化形成的二氧化硅薄膜绝缘性能好，使得器件稳定性可靠性大为提高，因而硅已经成为应用最广的一种半导体材料。图1：单晶硅 图2：硅晶圆 资料来源：新华资料来源：广州硅峰电子科技官硅片作为主流材料趋势不变。晶圆材料经历了余年的技术演进和产业发展，形成了当今以硅为主新型半导材料为充的产业局面。Si的物理性质制了高频、功率器件上的应于是发展出SiC、GaN等化合物半导体满足对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。化合物半导体多用于射频器件、光电件、率器等制造，具有很大展潜器件则多用于逻辑器件、存等，相互之间具不可替代质。且从导体器件值来看95以上的器件采用硅作为衬底材料，从目前来看，硅片仍将维持主流半导体材料的地位。1图3：半导体晶圆材料的基本框 资料来源：半导体行业观察，中信证券研究1：不同半导体硅禁带宽度3熔点图3：半导体晶圆材料的基本框 资料来源：半导体行业观察，中信证券研究1：不同半导体硅禁带宽度3熔点电阻率击穿电场10854介电常频率2以2-2-资料来源：半导体行业观察，中信证券研究半导体级硅片对纯度要求极高，对工艺制作提出更高要求。硅片主要用于半导体和光伏两大领域；其中，半导体硅片制造技术较难、下游应用广泛、市场价值较高，为硅片主要应用领域。光伏域相对要较低，纯度标准为4-6N半导体硅片纯度要求较11N并且半导体硅片表面的平整、光滑度以及净度要控制在1nm以内，因此需要通过更加精密且严谨的工艺才能制作完成。24：硅片加工工艺及应资料来源：SUMCO公告，中国光伏产4：硅片加工工艺及应资料来源：SUMCO公告，中国光伏产业发展路线图（中国光伏行业协会），中信证券研究硅片制备流程第一步是要对硅进行提纯。目前，全球前十大多晶硅生产企业均采用三氯氢硅改良西门子法进行多晶硅生产。具体工艺流程是氯化氢和工业硅粉在沸腾炉内合成制备三氯氢硅，通过利用各种氯化物的挥发性差别，精馏制备得到高纯三氯氢硅，然后在1100左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上，得到的就是电子级多晶硅（纯度高达99.9999999995：主流改良西门子法生产多晶硅工艺流资料来源：大全新能源公告，中信证券研究拉晶工艺是硅片制作最核心的工艺步骤，决定了硅片的质量和纯度。按照拉晶工艺，可将硅片分类：直拉法制得的单晶硅，称为 硅（片）;磁控直拉法制得的单晶硅，称为MCZ硅（片）；悬浮区熔法制得的单晶硅，称为FZ硅（片。直拉法生产出的单晶硅多于生产低功率的集成电路元件，而区熔法生产出的单晶硅则主要用来生产高功率器件。直3拉法含氧量较高、机械强度大、硅片尺寸大，适用于一般集成电路应用。随着晶棒尺寸变大，为了提高晶棒良率和品质，在CZ法中加入磁场转化为温度控制系统的MCZ法成为表硅晶圆尺寸（英寸终拉法含氧量较高、机械强度大、硅片尺寸大，适用于一般集成电路应用。随着晶棒尺寸变大，为了提高晶棒良率和品质，在CZ法中加入磁场转化为温度控制系统的MCZ法成为表硅晶圆尺寸（英寸终端应用领退火硅√√记忆体、液晶显示驱动晶片、类比/逻辑集成电功率元件、车用电子、微处理器/微控制器、影像感测外延硅√√√√抛光硅√√√√通信器件、功率原件、类比/逻辑集成电路、记忆扩散硅√√车用电子、电源管理、航非抛光硅分离式原√√区熔硅医疗设备、风力涡轮机、高速铁路、车用电√√√绝缘硅片√√√√高伏功率原件、微机电感测器、互补金属氧化物半导体、射频原件、光电通碳化硅硅车用电子、高伏功率原件、高速铁路、风力涡轮√√氮化嫁/硅基板氮化镓/碳化√√√光伏变流器、电源供应器、射频元资料来源：环球晶圆，中信证券研究全球85%的硅片由直拉法制备，可用于制作8、12英寸硅片。高纯度的多晶硅放石英坩埚外面绕着石墨热器断加度维在大1400空气通常是惰性气体。为了形成单晶硅还需要控制晶体的方向坩埚带着多晶旋转，把一颗籽晶浸入其中并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转同时慢慢地硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端按籽晶晶格排列的方向上去。因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。图6：多晶硅采用直拉法得到单晶硅棒的工艺流 资料来源：SUMCO公全球15%的硅片由区熔法制备，拉出的单晶硅尺寸主要 8英寸、6英寸，是制作流器、IGB等大功率器件的主流技术。区熔法利用高频线圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成一个熔化区，熔化区表面力不流淌，移动硅棒或圈使熔区朝晶体生长方向不断移动，向下拉出得到单晶硅棒。这种方法较直拉法而言制备晶体时不使用坩埚来自坩埚的染。区法制成单晶硅械性质较CZ硅片差，因而限了其IC制程上的应用由于其具有纯度、含氧量低、污度低、电阻率（杂质分凝和蒸发效应、耐高压的特性，在功率器件市场仍然扮演者重要的角色。4图7：区熔法示意 图8：区熔法工艺流程 资料来图7：区熔法示意 图8：区熔法工艺流程 资料来源：Siltronic公资料来源：Siltronic公得到单晶硅棒后，最后一步是晶圆成型。将得到的单晶硅棒按适当的尺寸进行切片，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺进一步去除加工表面残留的损伤层，最后对晶圆进行清洗。图9：晶圆成型工艺流 资料来源：SUMCO公硅片中最基础和常见的种类为抛光片，占比达到70%。抛光片可经专业化处理，进一步加工为退火片、外延片与SOI硅片。抛光片在氢气或氩气中进行高温退火后表面附近的氧气所得退火可更进一提高表面结晶品质一般用于元件制造及DRAMCMOS产品、微处理器、辑芯片以及NANDFLASH和DRAM等存储SOI硅片即绝缘体上硅，其核心特征是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层。SOI硅片适合应用在要求耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片上前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等。510：硅片按加工工序分资料来源：SUMCO公告硅片尺寸的扩大和芯片制程的减小是集成电路行业技术进步的两条主线。10：硅片按加工工序分资料来源：SUMCO公告硅片尺寸的扩大和芯片制程的减小是集成电路行业技术进步的两条主线。（1）小,意味着体管的缩小，晶体管密度的成倍增加，从而使性能得到大幅（2）一般片尺寸越大，每片晶圆出芯数量更多，用于生产导体生产效率越高，单位耗用材料越少成本越低。半导体遵循一代芯、一代硅片原则。随着半导体技术进步，芯片在材料、结构、工艺上皆有升级，硅片价值量也将持续迭代。图资料来源：SUMCO公按直径可将硅片划分为4英寸、6英寸、8英寸、12英寸等，目前已发展到18英寸英寸是晶圆直径的简称分别对应100mm、150mm、200mm、300mm和450mm。为了在一个硅片上经一次工艺循环可制作的集成电路芯片数越多，硅片正在不断向大尺寸发展，但是尺寸越同时会对半导体硅片的生产技术、设备、材料、工艺的要求也越高已研发出18英寸，预计在2020年左右将开始投入使用。但由于成本较高不具备经价值，因此未来几年的先进制程芯片预计持续以12英寸作为主流尺寸。6图12：半导体硅片技术演进 资料来源：《芯片制造》（PeterVanZant，中国工信出版集团），中信证券研究不同制程应用领域不同。20nm 以下先进制程主要用于高性能计算领域，如智能手主芯片图12：半导体硅片技术演进 资料来源：《芯片制造》（PeterVanZant，中国工信出版集团），中信证券研究不同制程应用领域不同。20nm 以下先进制程主要用于高性能计算领域，如智能手主芯片、计算机CPU、GPU、高性能FPGA等。20nm-32nm先进制程主要应用于存储和中低端微处理器，包括DRAM、NANDFlash等存储芯片、中低端处理器芯片、影像处理器等。45-90nm的成熟制程主要用于性能需求略低，对成本和生产效率要求高的领域，例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、NORFlash芯片等。90nm至0.15μm 主要应用于模拟芯片、光电传感。0.18μm-0.25μm 主要有非易失性存储（NVM）如银行卡、sim卡等，0.35μm以上主要为MOSFET、IGBT等功率分立器3：制程-尺寸对应半导体产品细尺制半导体产12英寸先制器高端智能手机处理器；高性能计算（个人电脑、服务器、矿机脑字电视、机顶盒处理器；移动端影像处理20nm-12英寸成制WiFi蓝牙芯片；音效处理芯片；存储芯片；FPGA芯片；ASIC芯片；数字电视、机顶盒；低电压低功耗物联网芯片28nm-DSP处理器；影像传感器(CIS)；射频芯片；WiFi、蓝牙、GPS、NFC、ZigBee等芯片；传感器枢；非易失性存45nm-物联MCU芯片、射频芯片、功率器件65nm-8英物联MCU芯片MCU芯片；射频芯片；基站通讯设备DSP、FPGA、功率器件90nm-指纹识别芯片、影像传感器、通信MCU、电源管理芯片、功率器件、液晶驱动IC、传感器芯片0.13μm-影像传感器、嵌入式非易失性存储芯片（银行卡、SIM卡、身份证等0.18-μm-6英MOSFET功率器件、汽车IGBT0.35μm-MOSFET功率器件、IGBT、MEMS0.5μm-资料来源：半导体行业观察，中信证券研究712英寸硅片主要用来生产先进制程。根据IHS28nm及以上旧节点市场需求相对稳定全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自高性能计算应用持续向最先进制程迁移，现在已经发展到了5nm，预计今年得到量产应用。在半导体材料选择上，半导体芯片制造厂商会12英寸硅片主要用来生产先进制程。根据IHS28nm及以上旧节点市场需求相对稳定全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自高性能计算应用持续向最先进制程迁移，现在已经发展到了5nm，预计今年得到量产应用。在半导体材料选择上，半导体芯片制造厂商会综合生产效率、工艺难度及生产成本等多项因素，使用不同的硅片来匹配各种规格的半导体产品6英寸、8英寸硅片生产备普遍折完毕生产本更低成熟的特种工艺，这种特种工艺技术能使尺寸较小的晶粒包含更多的模拟内容或支持较高电压，故主要用来生产90nm以上的成熟制程。随着半导体技术进步，芯片在材料、结构、工艺上皆有级。导体循一芯片一代片原工艺步芯技术5nm-0.13μm5nm28nm是先进制程28nm-130nm程，主要原因是28nm以后引入是成熟制程， 为分界区分了先进制程与成熟FinFET等新设计、新工艺晶圆造难度大大图13：全球晶圆代工厂各制程市场规模（单位：十亿美元 图14：制程阶段与晶圆尺寸相对 90nm及以0资料来源：IHS（含预测），中信证券研究资料来源：前瞻产业研究院，中信证券研究受5G、AI，硅片价格近年来持续上涨。2009-2011年，由于智能手机的兴动硅片价格持续上涨。之后随着硅片库存提高及手机销量的下滑，硅片价格随之下滑，从2011年的1.09美元/平方英寸跌至2016年的0.67美元/平方英寸。随着2016年人工智能的兴起，硅片需求持续提升，进入新一轮涨价周2019年5G进入商用阶段，硅片价格涨至0.94美元/平方英寸。8图15：2009-2019硅片价格走势（单位：美元/平方英寸 1资料来源半导体技术节点迭代升级对硅片提出更高要求。新型终端产品的创造和原有产品的迭3/0m/m、再到/m，大硅片工艺和加工难度伴随产品和工艺升级具备同步升级效应，硅片价格同步倍增。受图15：2009-2019硅片价格走势（单位：美元/平方英寸 1资料来源半导体技术节点迭代升级对硅片提出更高要求。新型终端产品的创造和原有产品的迭3/0m/m、再到/m，大硅片工艺和加工难度伴随产品和工艺升级具备同步升级效应，硅片价格同步倍增。受、lot、AI等新技术驱动，半导体行业技术工艺不断改进，进而引发新一8年，全球半导体设备销售额达到4亿美元。与此同时，上游硅片企业也具备较高产品创新和升级空间。16：全球半导体设备销售额（单位：亿美元17：硅片价格指数随技术升级倍数增长(TSMC为例0130nm至5nm大硅片成本提升近10倍5GAI资料来源：SEMI（含预测），超级工程，中信证券研究资料来源：TSMC，ICKnowledge，中信证券研究 寸硅片成本主要为原材料、设备折旧费，寸硅片成本主要为原材料和人工费用。据沪硅产业招股说明书数据，12寸硅片中，原材料占成本比重分别为27.0%、43.038.9旧费用分别为33.2、26.0、30.5（2017-2019年1-9月）旧合计占成本超过8寸硅片中，原材料成本比重分别为30.5、28.9、27625.2%，人工费用分别为25.7%、26.7%、28.8%、30.3%（2016-2019年1-9月），原材料和人工占比合计超过50%。总体看12寸硅片成本中原材料和折旧占比较大，8 片成本中原材料和人工费用占比较大。918：12寸硅片单位成本及占比（单位：元19：8寸及以下硅片（含SOI片）单位成本及占比（单位：元资料来源：18：12寸硅片单位成本及占比（单位：元19：8寸及以下硅片（含SOI片）单位成本及占比（单位：元资料来源：沪硅产业招股说明书，中信证券研究资料来源：沪硅产业招股说明书，中信证券研究硅片原材料多晶硅采购单价近年来呈现下降趋势。国内硅片产商原材料多晶硅主要向瓦克集团、Hemlock、丸红株式会社采购。根据沪硅产业招股说明书，2016-2019年1-月多晶硅采购价格指数分别为100/96/90/81，整体呈现逐渐下降的趋势；2016-2019年1-9月8英寸及以下硅片里多晶硅占原材料比重分别为30.36%31.80%26.26及19.58%，2017-2019年1-9月12英寸半导体硅片（含SOI片里多晶硅占原材料比重分别为26.53%、30.20及28.78，多晶硅在原材料占比稳定在3成左右。 多晶硅价格指多晶硅占原材料比重（8寸及以下半导体硅片（含SOI片）02019年1-9资料来源：沪硅产业招股说明书，中信证券研究▍硅片应用领域及需求预测全球半导体行业实现稳定增长，我国在半导体行业所占比重日益上升。2018半导体行业销售额4,687.78亿美元，同比增长13.72%；中国半导体行业销售额亿美元，同比增长20.22%。2008至2018年，中国半导体行业在国家产业政策、下游终端应用市场发展的驱动下迅速扩张，占全球半导体行业的比重 18.16%上升在全球半导体行业中的重要性日益上升。图21：全球与中国半导体行业销售额（单位：亿美元 全球半导体行业销售中国半导体行业销售全球同中国同▍硅片应用领域及需求预测全球半导体行业实现稳定增长，我国在半导体行业所占比重日益上升。2018半导体行业销售额4,687.78亿美元，同比增长13.72%；中国半导体行业销售额亿美元，同比增长20.22%。2008至2018年，中国半导体行业在国家产业政策、下游终端应用市场发展的驱动下迅速扩张，占全球半导体行业的比重 18.16%上升在全球半导体行业中的重要性日益上升。图21：全球与中国半导体行业销售额（单位：亿美元 全球半导体行业销售中国半导体行业销售全球同中国同0-- 资料来源：WSTS，中信证券研究随着下游半导体行业规模的逐步增长，全球及中国半导体材料规模也在稳步增长。2018年全球半导体材料销售额为519亿美2010-2018年CAGR为2%。中国（含台湾地区）半导体销售额为199亿美元，其中大陆地区为84亿美元，8CAGR9%；台湾地区为115亿美元，8年CAGR为2%。图22：全球半导体材料销售额（单位：亿美元 图23：国内半导体材料销售额（单位：亿美元 销售中国台中国大0-0--资料来源：Wind，中信证券研究资料来源：Wind，中信证券研究随着半导体市场规模扩张，硅晶圆材料市场也在逐步增长在半导体整个产业链中，半导体材料为产业的重要上游基础材料。半导体材料又可以分为半导体晶圆制造材料和封装材料；其中半导体制材料里价值最、占比最的是硅14年起占2018年占比为37%。硅片的需量受益于导体产的技术革和终品类增loT、大数据、AI、5G的时代对电子产品的数据存储和数据处理等能力提出了更高的要求，随着随着半导体市场规模扩张，硅晶圆材料市场也在逐步增长在半导体整个产业链中，半导体材料为产业的重要上游基础材料。半导体材料又可以分为半导体晶圆制造材料和封装材料；其中半导体制材料里价值最、占比最的是硅14年起占2018年占比为37%。硅片的需量受益于导体产的技术革和终品类增loT、大数据、AI、5G的时代对电子产品的数据存储和数据处理等能力提出了更高的要求，随着新一代电子产品的革新，将会持续带动硅片需求的增长。图24：2011-2018年全球半导体制造材 图25：2018年全球半导体制造材料市场结 其溅镀靶湿法化学硅片和硅基材光刻胶配套试CMP材光刻工艺化学硅靶其他材0光刻抛光材光刻胶配套化学光掩电子气20122013201420162017资料来源：SEMI，中信证券研究资料来源：SEMI，中信证券研究近年来，中国大陆半导体硅片市场规模随全球趋势逐步扩张，CAG略高于全球增速。2016年以来受益半导体终端市场求强劲下游传应用领域计算、移态硬盘、工业电子市场持续增长新兴应用领域如人工智能、区块链、物联网、汽车电子的快速2016-2018年72.09亿美元增长至113.81亿美元，年复合增长率25.65。20162018体硅片售额从5.00亿美元上升期全球半导体硅片 25.65%9.92亿美元，年均复合增长率40.88，高于同图26：全球硅片市场规模（单位：亿美元 图27：中国大陆硅片市场规模（单位：亿美元 增速增速全球硅片销售额（亿美元中国大陆硅片销售额（亿美元----864020200920102011201220132014201520162017资料来源：SEMI，中信证券研究资料来源：SEMI，中信证券研究目前，8英寸和12英寸已成为主流，高端芯片 12寸硅片需求保持旺盛。在降成本需求的推动下，主流半导体硅片的尺寸逐渐增大到mm。目前，全球半导体硅片市场最主流的产品为2寸硅片和82寸硅片占比持续上升，出货量增速明显快于其目前，8英寸和12英寸已成为主流，高端芯片 12寸硅片需求保持旺盛。在降成本需求的推动下，主流半导体硅片的尺寸逐渐增大到mm。目前，全球半导体硅片市场最主流的产品为2寸硅片和82寸硅片占比持续上升，出货量增速明显快于其8年，mm半导体硅片出货量首次超过mm9年，mm26至8年，由于人工智能、3mm半导体硅片出货面积分别为,.、,.,.0.%；mm硅片和mm硅片市场份额分别为.%和.%，两种尺寸硅片合计占比接近.%。受益于新兴终端市场带来的高端芯片需求，0mm半导体硅片的需求料将保持旺盛。28：全球不同尺寸半导体硅片出货面积（单位：百万平方英寸 75mm100mm 150mm200mm-资料来源：SEMI，中信证券研究资料来源：SEMI，中信证券研究12英寸硅片主要用于逻辑、存储芯片，预计12英寸硅片主要生产逻辑、存储芯片等2023年全球需求为797万片/NADN驱动其下游需求增长。201812寸硅片下游应用中，2DNAND3DNAND占比分别为13%20，合计占比达到33。2019年全球芯片制造行业各类半导体产能增速中，3DNAND最高，达到了NAND预计成为未来驱动12寸硅片产能增长的主要因素图30：2018年12英寸硅片下游应用占 图31：2019年全球芯片制造行业各类半导体产能增 CIS等其他应用逻辑芯模拟电2D3D半导体器功率器图像传感3D 资料来源：SEMI，中信证券研究资料来源：智研咨询，中信证券研究存储器中和占绝大部分市场份额。存储器可分为易失性存储器和易失性存储器。通过判断存储器图30：2018年12英寸硅片下游应用占 图31：2019年全球芯片制造行业各类半导体产能增 CIS等其他应用逻辑芯模拟电2D3D半导体器功率器图像传感3D 资料来源：SEMI，中信证券研究资料来源：智研咨询，中信证券研究存储器中和占绝大部分市场份额。存储器可分为易失性存储器和易失性存储器。通过判断存储器断电后数据是否依旧被保存来区分这两种存储器。易失去性存储器（VM）和非易失性存储器（NVM），SRAMDRAM是VM中两种产品。其中SRAM读写速度快生产成本高，多用于容量较小的高速缓冲存储器。DRAM读写速度较慢（FLASH）则是NVM的代表产品之一NANDFlash、NORFlash等，主要应用于一般性储。NAND在读/写上具备优势，所以主要用在大容量存储领域，在计算机及电子品中被广泛使用。根ICInsights数据，2018年全球DRAM市场规模达989亿美元，占存储市场的58%，NAND紧随其后40%，成为继DRAM外第二大存储器产品。图32：2018年存储IC市场结 图33：全球DRAM、NAND历年市场规模（单位：亿美元 全球NAND市场NAND增全球DRAM市场规DRAM增NANDNOR其0--20102011201220132014201520162017资料来源：ICInsights，中信证券研究资料来源：ICInsights，IHS，中信证券研究摩尔定律限制2D发展成破解瓶颈利器。由于集成电路发展受到摩尔定律约束而NANDFlash作为集成电路的一种在2D层面发展受到了制约。虽然制程提升使得Planar挑战，而在1x/1y/1znm上得到一定发展，但未能有效突破发展瓶颈且面临一系列工艺使得NANDFlash的发展出现转机，突破原有需要不断对晶体进行微缩而达到扩容的瓶颈，通过对晶体进行堆叠而实现单体容量提升。此外，3D技术还能降低单位容量成本。根据各代产品发展情况，3D单位面积存储容量在不断增大。从三星量产32128Gb存储容量为1.86Gb/mm²，到目前东芝存储堆积到128层存储容7.8Gb/mm²位存储容量提升已达到逾4倍。技术迭代在提升单位面积容量的同时过规模化生产降制造成本将对厂形成内在激34：3DNAND是当NAND的主流工图35：3D闪三星量产32128Gb存储容量为1.86Gb/mm²，到目前东芝存储堆积到128层存储容7.8Gb/mm²位存储容量提升已达到逾4倍。技术迭代在提升单位面积容量的同时过规模化生产降制造成本将对厂形成内在激34：3DNAND是当NAND的主流工图35：3D闪存存储容量趋势（单位 987654三星32层128Gb存储128层512Gb4P21资料来源：中微公司招股说明资料来源：中国闪存市场，中信证券研究随 和其他通信技术的出现，数据传输量预计将出现爆炸性增长进而拉 需求。手机、SSD作为NANDFlash的主要下游领域，未来将处于持续上升的趋势。年来128G手机逐渐成为主流，NANDFlash又有48%的下游市场在智能手机，这极大程度地驱动了市场对于NAND颗粒容量的需求。现如今NAND制程工艺已完成从2D3D的跨越，其需求增长远大于制程工艺进步带来的单位面积存储密度增速，所以可以判断，智能机的容量升级，拉升了求。根据思科预测，2021年全球经3DNAND的需求，进而推动晶圆厂对12寸硅片的需IDC处理的数据流将达到20.6ZB，占全球产生量的例为99.04%，2016-2021年复合增速将达25%。伴随着数据流量爆发，IDC行业景气度向上将激发对服务器的需求。服务器、存储阵列等数据中心和企业应用领域是SSD一个重要的应用方向。所以，服务器需求上升也将会激发对NAND的需求。根据SUMCO预测，2019-2023年对NAND需求的年复合增长率将达到39.4图36：NANDFlash下游产品占 图37：NAND需求及预测（单位 手游戏平板电其可移动&消 智能手 计 云/企其02016201720182019202020212022资料来源：DRAMeXchange，中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究CAGR(2019-在5G通信及数据流量爆发背景下，3DNAND产能将持续落地。在NANDFlash场中，三星、东芝存储、美光、SK海力士、西部数据、英特尔这六家原厂长期垄断着全99％以上的份额。此外，国际原厂持续引领着3DNAND技术研发成了较为厚实的技术壁垒。在5G通信和数据爆发的带动下，无论是手机，还是服务器，其需求量有望呈现爆发性增长。在此背景下，将激发对NANDFlash需求使其价格有所回升。需求端不断向好使 原厂增强扩产意愿，逐步扩大产能以满足市场需求，供求关系的不断改善将为NAND市场注入活力。4：NANDFlash原厂晶圆产能情况（2020Q4原工厂名产在5G通信及数据流量爆发背景下，3DNAND产能将持续落地。在NANDFlash场中，三星、东芝存储、美光、SK海力士、西部数据、英特尔这六家原厂长期垄断着全99％以上的份额。此外，国际原厂持续引领着3DNAND技术研发成了较为厚实的技术壁垒。在5G通信和数据爆发的带动下，无论是手机，还是服务器，其需求量有望呈现爆发性增长。在此背景下，将激发对NANDFlash需求使其价格有所回升。需求端不断向好使 原厂增强扩产意愿，逐步扩大产能以满足市场需求，供求关系的不断改善将为NAND市场注入活力。4：NANDFlash原厂晶圆产能情况（2020Q4原工厂名产主要产总产产主要产总产Fab西安三Fab平泽0FabFabFabFab东芝存FabFab8Fab0Fab美Fab英特尔FabMMSK海力（SKMCheon0长江存Fab33合---服务器和5G手机预计驱动DRAM需求。DRAM下游应用主要包括移动终端、服务器、个人电脑等，其在2018DRAM行业下游需求中占比分别为40%、22、19%。随着5G时代的到来，手机换机潮及单机容量需求不断增长，有望继续带动DRAM的可持续增长。同时，服务器平均内存搭载量随之不断提高也成为DRAM增长的重要驱动，根据SUMCO预测，2019-2023年DRAM需求年复合增长率为19.2%，行业增长在未来的几年或有明显提速。图38：2018年DRAM下游需求占 图39：DRAM需求及预测（单位：十亿 数据处理有线通信移动通信消费类应用其他服务个人电 移动终其0201720182019202020212022资料来源：Gartner，Trendforce，中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究扩产收敛，制程升级驱动2020年DRAM供给上升12%。2020图38：2018年DRAM下游需求占 图39：DRAM需求及预测（单位：十亿 数据处理有线通信移动通信消费类应用其他服务个人电 移动终其0201720182019202020212022资料来源：Gartner，Trendforce，中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究扩产收敛，制程升级驱动2020年DRAM供给上升12%。2020年三大厂商仅三5万片/月的新增产能，SK海力士大陆无锡的2座新厂，受中美贸易争端影响，目前投片规划仍倾向保守。美光新增产能主要是在中国台湾，预计于2020Q4是在2021年。因此，2020年产能增加的驱动力，一方面是三星扩产，增加5万片月的产能，扩产幅度较小；另一方面制程升级将提升生产效率，2020年全球1ynm占比将从2019年的11%提升至33%，成为仅次于1xnm的主流制程。图40：2018年DRAM各厂商市场份 图41：DRAM制程市占 SK海力 三镁其其资料来源：Trendforce（含预测），中信证券研究资料来源：中国产业信息网，中信证券研究随着厂商谨慎扩产，2020测，2020年，DRA 行业需年供需关系有望得到明显改善。根据DRAMeXchang预端增长18%，而供给端仅增长12%，供给增长少于需求增长，供过于求的情况将在2020年发生好转，我们预计2020DRAM行业供过于求指数将下降到0.5%，创近三年最低，但次于2017年供不应求的紧俏程度CAGR（2019-图42：DARM行业供需关系分析（单位：百万 供给（左轴需求（左轴供过于求指数（右轴0---资料来源：DRAMeXchange（含预测），中信证券研究逻辑IC市场规模增速稳定，2010-2018年CAGR达到4.5%。逻辑芯片是一种用来表示二进制数码的离散图42：DARM行业供需关系分析（单位：百万 供给（左轴需求（左轴供过于求指数（右轴0---资料来源：DRAMeXchange（含预测），中信证券研究逻辑IC市场规模增速稳定，2010-2018年CAGR达到4.5%。逻辑芯片是一种用来表示二进制数码的离散信号进行传递和处理的电路，具有易集成、传输质量高、有逻辑推理能力等特点。逻辑IC作为半导体行业的核心，2010-2018年整体上保持CAGR4.5，2018年逻辑IC市场规模达到新高1093亿美占全球半总值的四分之一；目前全球主流标准化逻辑电路有四种：CPU、GPU、ASIC、FPGA由于逻辑行业较高的市场准入门槛，多被欧美发达国家的电子巨头所控制。43：2010-2018IC市场规模及增速（单位：亿美元图44：全球大型逻辑IC公司分 市场规增0-20102011201220132014201520162017资料来源：今日半导体，中信证券研究资料来源：今日半导存储、逻辑IC需求增加将持续带动硅片市场需求，其中3DNAND是主要驱动根据SUMCO 预测，2018-2021年，NAND对硅片需求的年复合增长率为5.91%。由于2DNAND的需求会被3D逐步替代，所以2D的市场需求将萎缩，复合增长率为-17.65%，而3DNAND对硅片需求的复合增长率为16.76% ，成为未来3年里硅片产业需求的主要驱动力。我们预计DRAM2018-2021年的CAGR在3%-4%之间。同时，逻辑芯片也有较快增长，这主要归功于逻辑芯片的制程演进在逐步放缓。逻辑芯片在未来三年内对硅片需求的复合增长率为6.27%%图45：12寸硅片下游需求增 图46：12寸硅片下游需求结构（单位：万片/月 0--资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究12寸硅片需求旺盛图45：12寸硅片下游需求增 图46：12寸硅片下游需求结构（单位：万片/月 0--资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究12寸硅片需求旺盛，供不应求，预计未 3-5年仍存在缺口。12寸硅片制造线自年全球首开以来，市场需求增加明显。2008年出货量首次超过8寸硅片，2009年即年，由于AI、云计算、区块他尺寸硅片出货面积之和。2016年到发展，12寸硅片年复合增长率 8%。未来，12寸硅片的市占率将会继续提高。根SUMC 数据，未来3-5年内全球12寸硅片的供给和需求依旧存在缺口，并且缺口会随着半导体周期的景气程度提高而越来越大， 年将会有1000K月以上的缺口。图47：全球12寸硅片产能供给需求预测（千片/月 资料来源：SUMCO公告（含预测82023 寸硅片预计未来需求保持稳健增长的驱动力：模拟芯片及功率分立器件。具备成熟的特种工艺，主要用于模拟、功率分立器件、逻辑、M、S影像传感器等中低端半导体产品的生产。终端应用领域主要为移动通信、汽车电子、8寸应用于mmoy、逻辑/82023 寸硅片预计未来需求保持稳健增长的驱动力：模拟芯片及功率分立器件。具备成熟的特种工艺，主要用于模拟、功率分立器件、逻辑、M、S影像传感器等中低端半导体产品的生产。终端应用领域主要为移动通信、汽车电子、8寸应用于mmoy、逻辑/MPU的8寸晶圆产能占比有所下滑，是由于部分产能转移到了2寸所致。同时，随着技术的改善，晶圆厂商为了追求经济效益产能由6英寸部分转移至8英寸，8寸硅片应用在分立器件、模拟芯片、MEMS的比重有所上升。Foundry上，由于电源管理器、显示驱动IC、CMOS、MEMS等其他域的需求，产能占比大幅上升图48：2018年8寸硅片下游应用需求结构预 图49：8寸晶圆下游产品占比变化情 资料来源：SEMI，中信证券研究部（图片来自新材料在线资料来源：SEMI，中信证券研究模 市场实现快速增长。模拟电路产品种类分为信号链路（包括射频前端芯片等与电源管理两大模块，涉及下游应用有通信、汽车、工控医疗、消费类家电产品等。根 insights预测，持续到2020年，模拟电路下游应用中通讯模拟芯片和汽车电子将呈现最快年复合增长7.4%和7.0%；模拟电路整体市场规模2017年到2022年将呈现6.6%的年复合增长率，高于集成电5.1%的年复合增长率水平。图50：2018年模拟电路下游应用金额占 图51：2017-2022E集成电路各行业复合增长 工 汽 消费电军 通模拟逻辑存储集成电微处理资料来源：ICinsights，中信证券研究资料来源：ICInsights（含预测），中信证券研究全球功率半导体规模目前也在稳健增长。功率半导体包括高性能分立器件以及电源管理IC模块，其中电源管理图50：2018年模拟电路下游应用金额占 图51：2017-2022E集成电路各行业复合增长 工 汽 消费电军 通模拟逻辑存储集成电微处理资料来源：ICinsights，中信证券研究资料来源：ICInsights（含预测），中信证券研究全球功率半导体规模目前也在稳健增长。功率半导体包括高性能分立器件以及电源管理IC模块，其中电源管理IC约占功率半导体市场功率器件市场规模约为292亿美元，预计至50%以上。Yole预测，2016 年全球年市场规模将增长至364亿美元复合增速年复合增速为3.8%。其中，2022年电源管理IC市场规模约为187亿美元3.4%；功率模组市场规模约为50亿美元，复合增速为7.0%；功率分立器件市场规模约为137亿元，复合增速为3.1%图52：功率半导体器件分 图53：全球功率半导体器件市场规模（单位：十亿美元 功率功率分立器 功率模0 资料来源：中国产业信息网，IHS，Gartner，中信证券研究资料来源：Yole（含预测），中信证券研究5G通讯使短期基站放量显著，拉动模拟IC市场规模提升。5G有望带动模拟电路业在通信用领的规提升。由于高频电磁波信号在空气中衰减加速，因此需要建设更多的基来实现覆盖率的升。因此5G宏基站建设数量为4G宏基站的1.5倍左右此短期内便会实现对模拟IC电路的电源理和射频相电路的拉作用。同波频段衰减更为且毫米波基本不具备衍射因此若采用室内布局或室外大数据热点区域布局，则数量将实现爆发式增长。图54：基站数目快速提 资料来源：5G白皮书，半导体行业观察，《微波杂志》，中信证券研究智能手机受益频段数目增加，射频前端链路ASP有望实现提升。 手机为实现更高传输速率，同时向下兼容4G、3G通讯模式，支持频段数将达到30个，相比图54：基站数目快速提 资料来源：5G白皮书，半导体行业观察，《微波杂志》，中信证券研究智能手机受益频段数目增加，射频前端链路ASP有望实现提升。 手机为实现更高传输速率，同时向下兼容4G、3G通讯模式，支持频段数将达到30个，相比4G支持15个频段数目提升一倍，同时MIMO技术和CA技术也将带来射频前端芯片价值量的提升，Skyworks预计5G手机射频前端价值量大约为25美元。图55：5G智能手机射频前端价值量预计为25美 图56：射频前端电路市场规模及增速（单位：亿美元 全球射频前端市场规增长0资料来源：Skyworks预测，中信证券研究资料来源：卓胜微（含预测），中信证券研究汽车电子化趋势明显，拉动功率半导体快速增长。根数据，传美金，strategic统燃油车的半导体用量为338美金单辆车，电动汽车的半导体用量达到了长幅度108。电动车新增的半导体用量集中在功率器件产品，功率器件在导体用占比从汽油车的21至电动车的55%，汽车用MCU占比11，传感比7。根据中商产业研究院预计2020年全球汽车功率半导体市场规模将达70亿美元。未来将看好汽车作接替手机终端成为下一代重要电子端的潜质具备较高成长性和投资价值。57：电动汽车功率器件价值量（ASP）翻58：全球汽车功率半导体市场规模（单位；亿美元全球汽车功率半导体市场规0资料来源：SA，中信证券研究资料来源：中商产业研究院（含预测），中信证券研究8寸硅片需求旺盛，产能紧张，供需关系短期难以缓解。根据SUMCO的预在需求端，2016-2020年间8寸硅片的需求量将从460万片/月增长至574万片/度较大的领域是智能手机和汽车电子。近年来各晶圆57：电动汽车功率器件价值量（ASP）翻58：全球汽车功率半导体市场规模（单位；亿美元全球汽车功率半导体市场规0资料来源：SA，中信证券研究资料来源：中商产业研究院（含预测），中信证券研究8寸硅片需求旺盛，产能紧张，供需关系短期难以缓解。根据SUMCO的预在需求端，2016-2020年间8寸硅片的需求量将从460万片/月增长至574万片/度较大的领域是智能手机和汽车电子。近年来各晶圆厂对8英寸扩产较为谨慎，据Gartner预计，20172020年全球8英寸晶圆产能CAGR为1,77。根据SUMCO预测，2020年度8寸硅片几乎没有扩产规划，预计续至2020年甚至更久。2020年硅片供需格局有望持续紧需缺口会延图59：全球8寸晶圆产能（单位：千片/月 图60：8寸硅片下游应用领域供需预测（单位：万片/月 全球8寸晶圆产工业自动化需其汽车自动化需智能手机需8寸片供0--0资料来源：Gartner（含预测），中信证券研究资料来源：SUMCO公告（含预测），中信证券研究预计2023年全球8寸、12寸硅片需求为604万片/月、797万片/月，中国大陆为163万片/月、215万片/合计占比27%。预计全球8寸、12寸硅片20192023CAGR为1.65.6%硅片需求分别从567641万片/604797万片/月。假设2019-2013中国大陆8寸、12寸硅片需求量占比16%、20%、2325%、27%，得到大硅片需分别从91、103万片/月上升到163、215万片/月。20192023年中国大陆8寸12寸硅片CAGR分别为15.8、20.4，中国增速快于全球增速。图61：全球8寸、12寸硅片需求（单位：万片/月 图62：中国大陆8寸、12寸硅片需求（单位：万片/月 全球12寸硅片需全球12寸硅片全球8寸硅片需全球8寸硅片国内12寸硅片需国内12寸硅片国内8寸硅片需国内8寸硅片00资料来源：SUMCO公告（122019-2021、82019-2020全全球预测数据资料来源：中信证券研究部预预计2023年全球及中国大陆硅片需求规模分别为173亿美元和50亿美图61：全球8寸、12寸硅片需求（单位：万片/月 图62：中国大陆8寸、12寸硅片需求（单位：万片/月 全球12寸硅片需全球12寸硅片全球8寸硅片需全球8寸硅片国内12寸硅片需国内12寸硅片国内8寸硅片需国内8寸硅片00资料来源：SUMCO公告（122019-2021、82019-2020全全球预测数据资料来源：中信证券研究部预预计2023年全球及中国大陆硅片需求规模分别为173亿美元和50亿美元，大陆28.7%。假设未来五年8寸、12寸合计占比保持90%的比例不变以及硅片单价保持年的0.94美元/平方英寸不变，预计全球及中国大陆硅片需求规模分别从145亿美元上涨到173亿美元和50亿美元，20192023年CAGR4.5119.12比和大陆占比从17.0%上升到28.7%图63：全球及国内硅片需求规模预测（单位：亿美元 全球硅片需求规中国大陆硅片需求规占0资料来源：SEMI，中信证券研究部（含全球、中国预测数据5：2019-2023全球及大陆硅片相关需求预测（单位：亿美元单12寸硅片需万片/12寸硅片需求%8寸硅片需万片/8寸硅片需求%中国大陆硅片需求占%万片/中国大12寸硅片需求%中国大8寸硅片需万片/单%全球及大8、12寸合计占%全球硅片需求数亿平方英美元/平方英硅片单全球硅片需求规亿美大陆硅片需求规亿美资料来源：SUMCO公告（122019-2021、82019-2020全球预测数据），SEMI（12寸、8寸合计出货面积占比），中信证券研究单%全球及大8、12寸合计占%全球硅片需求数亿平方英美元/平方英硅片单全球硅片需求规亿美大陆硅片需求规亿美资料来源：SUMCO公告（122019-2021、82019-2020全球预测数据），SEMI（12寸、8寸合计出货面积占比），中信证券研究部（含122022-2023、82021-2023全球预测数据，及全球和大陆硅片需求规模）硅片市场格局硅片行业在全球有较高的集中度，且随硅片尺寸的增加（英寸英寸），行业的垄断性加强。2018年，日本的两家龙头企业——信越化学与胜高集团占据全球50%以上的半导体硅片市场份额，全球前五大半导体硅片供应商占据高达92.8%的产能。其Shin-Etsu(信越化学)、SUMCO（胜高/三菱住友、Siltronic（德国世创、Glob Wafers(湾环球晶圆)与SK-Siltron分别占比28.4、25.1、14.8%、14%、10.565：2018年半导体硅片企业市场占0环球晶信越化SK信越化环球晶前五大占比SKSiltron其资料来源：沪硅产业招股说明书，中信证券研究资料来源：沪硅产业招股说明书，中信证券研究硅片制造商的下游厂商为晶圆代工厂或IDM（垂直整合制造商。硅片制造是半导体制备的核心上游硅片的尺寸、平整度、纯净度都会极大地影响其下游客户晶圆与性能。其下游客户主要分为两类：以台积电、中芯国际为例的晶圆代工厂（只进行半导体的加工造与封装测试电路设计环节）Intel、Samsung为例的IDM（业务涵盖电路设计、加工制造、封装测试与销售品牌产品的半导体垂直整合公司图66：半导体产业 资料来源：信越化学、胜高集团、德国世创、环球晶圆、SK硅公司公告，中信证券研究中国大陆晶圆产能增速明显高于全球其他地区。2018年，中国大陆和台湾地区分别占据全球晶圆市场份额的22%和12%；在产能增速方面，中国大陆2016年-2018年产能增速达到28%，中国台湾紧随其后，图66：半导体产业 资料来源：信越化学、胜高集团、德国世创、环球晶圆、SK硅公司公告，中信证券研究中国大陆晶圆产能增速明显高于全球其他地区。2018年，中国大陆和台湾地区分别占据全球晶圆市场份额的22%和12%；在产能增速方面，中国大陆2016年-2018年产能增速达到28%，中国台湾紧随其后，产能增速达到13%。根据全球不同地区晶圆产能市场份额和增速，我们计算得到2016-2018年全球晶圆产能整体增速为11%。总体来说，中国晶圆产能增速远超其他国家和地区。图67：2018年全球晶圆产能市场份 图68：2016-2018年全球晶圆产能增速排 中中韩日美欧国国国本国洲--大台-陆湾中国台 韩国日本美国中国大欧洲其资料来源：ICinsights，中信证券研究资料来源：ICinsights，中信证券研究受到晶圆产能转移的催化，国内半导体上游材料市场规模增速明显。2010-2018年国大陆半导体材料销售额CAGR为9%，远高于全球和中国台湾。2018年全球半料销售额为519亿美2010-2018年CAGR为2%。中国（台湾地区）199亿美中大陆地区为84亿美元，8CAGR9%；台湾地区为115亿美元，8年为2%。中国大陆地区的半导体材料销售额增速明显高于全球和台湾地区增速。其他图69：全球半导体材料销售额（单位：亿美元 图70：国内半导体材料销售额（单位：亿美元 销售中国台中国大-0-0-资料来源：Wind，中信证券研究资料来源：Wind，中信证券研究受相关材料技术瓶颈所限，中国半导体产业出现需求与供给的错配。年中国集成电路进口金额达亿美元，连续第四年超过原油进口金额，位列中国进口商品第一位，且贸易逆差不断扩大。中国半导体产业国产化进程严重滞后于国图69：全球半导体材料销售额（单位：亿美元 图70：国内半导体材料销售额（单位：亿美元 销售中国台中国大-0-0-资料来源：Wind，中信证券研究资料来源：Wind，中信证券研究受相关材料技术瓶颈所限，中国半导体产业出现需求与供给的错配。年中国集成电路进口金额达亿美元，连续第四年超过原油进口金额，位列中国进口商品第一位，且贸易逆差不断扩大。中国半导体产业国产化进程严重滞后于国内快速增长的市场需求，中半导体企业进口代空间巨大图71：中国集成电路行业进出口金额（单位：亿美元 2008200920102011201220132014201520162017进口金出口金逆资料来源：海关总署，中信证券研究工艺方面：由于先进制程对硅片的均匀性要求较高，目前在制造半导体大尺寸硅片面临的主要技术难题是高纯度、高平整性与高洁净度。在纯度控制方面，随着硅片尺寸的增长，单晶硅生长时的纯度越难以控制，美日等企业可以制作11N纯度300mm硅片产品，而目前国内相关制造技术仍有差距。同时，大尺寸硅片对平整性与表面洁净度的要求也较高：硅片表面的高度差不能超过10nm，表面翘曲度和弯曲度不能超过50μm，表面的杂质微粒尺寸不能超过10nm设备方面：硅片生长技术复杂，国内在核心晶体设备上仍有差距。晶体设备是硅片生长的核心设备方面：硅片生长技术复杂，国内在核心晶体设备上仍有差距。晶体设备是硅片生长的核心know-how，海外各个头往往格掌控家设环节技。目跟国外寻求晶体设备的合作机会但是考虑到国外最顶级的设备几乎不对外销售引进的往往是国淘汰下来的二三流设备和技术。国公司需要在硅片核心设备领域继续加大研发和投入力度，争取早日实现晶体设备的自主可控。协会方面：国内外在半导体协会方面的主要差距集中在入会门槛高低、专利及研发人员共享、提供统一的产品检测服务等。国内的半导体协会奉行入会自愿退会自由的原则，加入协会的门槛较低，国外SELETE和I300I协会入门槛较高会员均是造厂商共同负责并高效完成研发任务。同时国外协会内会员之间专利共享、享，可以有效避免研发过程重复等低效的工作国内协会没有会员之间专利与研的义务。此外外协会为协会内成员提供统一的产品检测服务协会的高国际知名度使得协会成员的产品认可度得到较大幅度的提升。产业链方面：国内硅片发展同时需要上游下游进行深度合作。硅片的发展不仅是企业自身技术提升，需要通过和设备供应商进行工艺磨合实现整体提升。另一方面，也需要硅片的下游加工商给国产硅片更多试用机会，实时反馈材料在实际使用中出现的各类情况，积极帮助硅片厂商优化性能指标，提升产品品质。总体而言，我国硅片的发展不仅需要资金的投入和技术的研发，更加需要整个产业链形成合力，共同积极推进我国硅片乃至半导体产业的崛起。国内半导体材料企业受到半导体大基金支持，有望借鉴他山之石实现产能崛起。目前国家集成路产业资基（大基金）期已基本资布完毕金投规模达560亿元，其中集成电路制造占比为67，设计为17，封测为10，装备材料为6；大二期注册资2041.5亿元，相比于一期（987.2亿元）翻倍且其投方向在一期基金覆盖较少的半导体设备与材料领域。一二期基金协同配合完成半导体产业的全产业链布局，本土半导体材料企业有望打破相关领域技术垄断，实现产能崛起。▍国外半导体硅片龙头企业全球半导体硅片市场份额主要归属两大三小。日本的信越化学与胜高集▍国外半导体硅片龙头企业全球半导体硅片市场份额主要归属两大三小。日本的信越化学与胜高集团当属半导体硅片领域两大龙头，其下游客户基本实现对Intel、台积电、三星、索尼等知名厂商全覆盖。图72：国外龙头对比分 资料来源：信越化学、胜高集团、德国世创、环球晶圆、SK硅公司公告，中信证券研究部（注：下游客户仅来布财报客户的信息ShinEtsu（信越化学）：综合性化工企业，硅片领域龙头供应商。公司 立，目前其主要产品为高科技材料（PVC、大尺寸硅片等），其研发中心和制造工厂分布在亚洲、欧洲、北美和南美多个地区。2018年，公司海外营收占比达70%以上，拥有专利20000余项，半导体硅片市占率全球第一（284%。年信越化学目前主要包括六大事业部。分别为PVC/氯碱业务(全球第一)、半导体硅片业务(全球第一)、有机硅业务(全球第四)、特种化学品业务(纤维素衍生物全球第二)、电子功能材料业务(全球第一)、以及多元化经营业务(包括加工塑料、技术出口、设备、工程)。近年来，半导体硅片业务利润占比正逐年上升。图74：2016-2018年信越化学各业务部营业利润占比（亿日元资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究公司半导体硅片业务利润稳定增长。2014-2018 年，信越化学半导体硅片事业部净图74：2016-2018年信越化学各业务部营业利润占比（亿日元资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究公司半导体硅片业务利润稳定增长。2014-2018 年，信越化学半导体硅片事业部净售额从时，营业利润从亿元增长至255.2亿元，CAGR达到13.4，2018年同比增长23.323.9亿元增长至88.5亿元，CAGR达到38.7，2018年同比增长42%75：信越化学半导体硅片事业部销售收入（单位：亿元76：信越化学半导体硅片事业部营业利润（单位：亿元销售收营业利00资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究信越化学在半导体硅片业务方面的核心优势为先进生产技术叠加多业务协同作用。越化学作为全球集成电路硅片领域龙头企业拥有大尺寸和高平整度的硅晶圆产品开发技术，成功实现300mm的硅片、SOI（silicononinsulator、11N(99.999999999纯度硅片的批量供应在全世界处于领先水平。公司在美国、马来西亚、英国和台湾建有分厂确保产品全球围内量供。与此同时，公司多业务协同发展，一方面公司业务覆盖石埚、金属硅等硅片原材料产品为半导体硅片发展提供垂直领域的成本支持，另外一方面公司以多化为发展策略PVC领域和有机硅领可以很好地平滑半导体业务带来的盈利波动，起到协同促进的作用。77：信越化学半78：信越化学的资料来源：信越化学公司77：信越化学半78：信越化学的资料来源：信越化学公司公资料来源：信越化学公司公告，中信证券研究信越化学目前是全球最大的12寸硅晶圆生产供应商，其产能占全球12寸硅晶圆产能的27%全球硅晶圆出货面积由81.37亿平方英寸/年增长至107.38亿平方英寸/年12寸硅晶圆出货面积占比63.68寸硅晶圆出货面积占比达到28.4，6以下硅晶圆出货面积占比SUMCO（胜高集团）：一家专门的硅片产品生产企业。1999 年，住友金属工业株会社、三菱材料株式会社和三菱硅材料株式会社合资成立了具有300mm硅片生产能力的硅晶圆联合制作所，2002 年，硅晶圆联合制造所从住友金属工业收购了硅片业务，并与三菱硅材料公司合并成立住友三菱硅公司，2005年更名为胜高集团（SUMCO。2018年，公司销售额为3251亿日元，其中日本以外的亚洲销售额1906亿日元，占总销售额的例为58.6%，为公司的第一大市场。日本、北美和欧洲的销售额分别为715亿、380 亿 亿日元，分别占22%11.77.72018年，公司硅片市占率全球第二（251与信越化学合计占据50%以上的市场份