2022年半导体硅材料行业发展报告

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半导体硅材料行业概况

目录

半导体硅材料行业发展环境半导体硅材料行业现状分析半导体硅材料行业发展趋势PART0101第一章半导体硅材料行业概况行业概述行业发展历程行业产业链分析行业定义半导体硅材料行业定义“硅片是半导体产业链的起点，会直接影响芯片的制造质量。半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%,全球半导体材料市场份额达36%。单晶硅圆片按其直径主要分为6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等，目前主流硅片尺寸为8和12英寸。半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的发展方向，可提高生产效率并降低成本。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，在上世纪60年代后期逐步取代锗基材料成为主流半导体材料,目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。硅片作为半导体产业链的起点，直接影响芯片的制造质量。主流单晶硅圆片为8和12英寸，半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的主要发展方向.半导体单晶硅片生产工艺可分为直拉法、外延法和区熔法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。根据制造工艺分类，半导体硅片可分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。抛光片经过外延生长形成外延片，抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成SOI硅片。抛光片可直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等。外延片是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层，掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层。外延片常在CMOS电路中使用，如通用处理器芯片、图形处理器芯片等。SOI硅片即绝缘体上硅，是常见硅基材料之一，Sol硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、抗宇宙射线粒子的能力强等优点。因此,SOl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，如射频前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等。”Since初级行业发展历程复苏发展起步1965-1978年，国产芯片的初级阶段1956-1965年，分立器件发展阶段1978-1990年，改革开放，产业全面复苏2000年-至今，产业大发展时期PART0202

第二章行业发展环境行业政治环境行业经济环境行业社会环境行业驱动因素行业政策《国家信息化发展战略纲要》《十四五年规划和2035年远景目标纲要》《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》国家鼓励的重点集成电路设计企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第五年免征企业所得税，接续年度减按10%的税率征收企业所得税。聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发，不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。制定国家信息领域核心技术设备发展战略纲要，以体系化思维弥补单点弱势,打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。 需要集中优势资源攻关多领域关键核心技术，其中集成电路领域包括集成电路设计工具开发、重点装备和高纯靶材开发，集成电路先进工艺和绝缘栅双极晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镣等宽禁带半导体发展。《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》行业政策8在电子核心产业中将集成电路、新型元器件列入发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》家鼓励集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第二年免征收企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率或减半国务院《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》加大资金支持力度,支持信息消费前沿技术研发,拓展各类新型产品和融合应用。各地工业和信息化、发展改革主管部门要进一步落实力度工业和信息化部《扩大和升级信息消费三年行动计划(2018-2020)》半导体硅材料行业经济环境行业经济环境半导体行业支撑数十万亿经济产值，在半导体设备领域技术不断突破下，全球半导体设备市场规模持续增长，中国大陆已成为全球第二大半导体设备市场。半导体设备是半导体制造的基石，对行业发展有先导性。半导体行业的制造理论，半导体产品制造需超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品。因此半导体设备行业是芯片制造基石，擎起整个现代电子信息产业，是半导体行基础和核心。目前，晶圆制造主流工艺制程为7nm，则对应半导体制造设备行业目前至少已在研发5nm甚至3nm节点工艺,需要超前一代至两代。半导体制造产业链中，半导体设备价值普遍占比较高，一条制造先进半导体产品的生产线投资中制造设备价值约占总投资规模75%以上，因此半导体产业的高速发展衍生出巨大的设备需求市场。半导体硅材料行业社会环境行业社会环境随着5G、物联网、人工智能、新能源汽车等技术落地，促进终端使用量上升，在这种情况下，芯片的需求量也有了较大的上升，这也成为中国集成电路产业的主要驱动力。中美贸易战打乱了国内集成电路产业以及新一代信息技术产业的布局，需要更好的应对措施。在这种情况下，为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境，今年8月国务院发布《关于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的通知》，在财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等方面作出相关指示，推动国内集成电路产业快速发展。半导体硅材料行业社会环境行业社会环境自“02专项"起,中国半导体产业相关政策的陆续发布与实施.增强产业创新能力和国际竞争力,努力实现核心技术及产品国产化、促进中国半导体产业链自主可控化。在良好的政策环境下,国家产业投资基金及民间资本也以市场化的投资方式进入半导体产业，中国半导体设备行业将迎来前所未有的发展契机,有助于中国半导体设备行业技术水平提高。半导体硅材料行业驱动因素行业驱动因素在全球半导体设备需求持续上升和中国政策支持助力驱动下，加速中国半导体设备进程。从长远来看，伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升3从供给端分析，对比旺盛的中国市场需求，中国国产半导体集成电路市场规模较小,2018年自给率约为15%。2019年中国集成电路进口额已达3,050亿美元，出口额1,017亿美元，集成电路贸易逆差为2,033亿美元，中国在集成电路贸易领域长期劣势地位也更凸显了空间之大。中国半导体设备市场快速增长，海外厂商仍高度垄断，前五大半导体设备制造厂商商（应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体）占据全球半导体设备市场65%，需求显得更加迫切。1增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化、促进中国半导体产业链自主可控化。42017至2020年，全球新建62条晶圆生产线,其中中国新建26座晶圆厂，为全球之最，推动中国设备行业大力发展。2进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，2015至2020年中国半导体设备市场从49亿美元增长至187.2亿美元，CAGR达30.7%，远高于全球增长速度平均水平。中国相继推出多项半导体产业相关政策中国半导体产业供需缺口大全球半导体产能向中国转移&&&PART0303第三章半导体硅材料行业现状分析行业现状行业市场规模痛点分析发展建议分析半导体硅材料行业现状分析行业现状硅片是半导体产业链的起点,会直接影响芯片的制造质量。半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%,全球半导体材料市场份额达36%。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。中国半导体产业供需缺口大,进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析,随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，将直接带动相关半导体材料的需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳并有望持续增长。半导体硅材料行业现状分析行业现状中国RF-SOI产业链发展不均衡，射频前端模块和器件大部分依赖进口，RF-SOI硅片以出口为主SOI硅片价格高于一般硅片4至5倍;制作方法需使用两片硅片，导入多道工艺。SOl硅片工艺一般采用智慧切割法(SmartCut)制作:SOI硅片的制作概念类似制作三明治，将一个抛光片和外延片互相粘结，在硅片中间形成氧化层。SOI硅片主要应用为5G射频前端（RF-SOI)占比为60%;Power-SOl和PD-SOI各占20%。根据Soitec产业高峰论坛信息:SOI硅片具备绝缘性和信号完整的优势，特别适合LTE和5G应用;依照目前SOIl晶圆市占情形，通讯射频前端RF-SOI应用占整体SOI晶圆销售额约60%、高功率Power-SOI元件和其余各占20%。全球SOI硅片市场规模2016年至2018年全球SOI硅片市场销售额从4.4亿美元增长至7.2亿美元，年均复合增长率27.5%;同期，中国SOI硅片市场销售额从0.02亿美元上升至0.11亿美元,年均复合增长率132.46%。目前，中国仅有少数芯片制造企业具有基于RF-SOI工艺制造射频前端芯片的能力，因此国产RF-SOI硅片目前以出口为主，根据Soitec预测数据，2024年全球SOI硅片市场规模将达到16至24亿美元。半导体硅材料行业市场规模行业市场规模全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的需求,半导体硅材料市场规模增速将稳定提升.根据SEMI数据，2019年全球硅片市场规模为112亿美元，由于全球经济放缓2019年全球半导体硅片市场规模些微下降，但大硅片出货量依然维持增长,硅晶圆尺寸量创2018年历史新高同比增长6%;2020年，尽管受到新冠疫情带来巨大冲击，但受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳。半导体硅材料行业现状分析行业现状中国半导体硅片市场占全球份额不到10%，但中国半导体大硅片市场实现突破性增长，2018年同比增速近50%，受益于中国半导体制造强势崛起，叠加产业链自主可控，为材料设备提供发展机会。2018年中国硅片市场规模为9亿美元，同比增长近50%;芯片将维持快速扩产，产能增速高于全球，受益于中国大陆芯片加速扩产和芯片国产化推动下，国内大硅片市场规模将同步增长。虽然2020年半导体市场规模实现同比增长5.0%，达4330亿美元，但半导体硅片行业市场规模未能实现增长。据WSTS预测，2021年5G的普及和汽车行业的复苏将为半导体市场带来利好，半导体市场规模将同比增长8.4%，达到4694亿美元，创出历史新高。2021年，半导体硅片行业市场规模有望在半导体行业的拉动下恢复增长。&&&PART0404第四章半导体硅材料行业发展趋势行业竞争格局行业发展趋势行业代表企业半导体硅材料行业发展趋势行业发展趋势大尺寸硅片成主流产品随着集成电路产业的不断发展，对硅片的需求不断增加，与此同时，主流硅片的尺寸也从最初的2inch发展到了目前的12inch，未来还有可能发展到18inch。随着硅片直径增大，硅片的可利用面积比例增高，可以有效地降低芯片的生产成本。半导体制造产业链向中国转移硅片企业发力5G商用网络带动硅片产业中国大陆的半导体销售额增速远高于全球平均水平，明显高于全球的增长率。同时，新建晶圆厂（特别是12inch晶圆厂）的数量迅速增加，这将为国产材料供应商进入供应链提供更多的机会。总的来看，随着产业链向中国大陆的持续转移，