2017年半导体硅片供需研究报告

1 2017 年 1 月出版2017 年半导体硅片供需研究报告2 正文目录1、半导体硅片产业概述 . 61.1、硅片产业基本概述 61.2、半导体硅片在 IC 集成电路中处于关键地位 . 91.2.1、 PW 抛光片（含 AW 退火晶片） 10 1.2.2、 EW 外延片 . 10 1.2.3、 SOI 绝缘体上硅 10 2、全球半导体硅片产业现状 . 12 2.1、全球半导体硅片产业发展情况 12 2.2、全球半导体硅片产业竞争格局 17 3、全球半导体硅片需求状况 . 20 3.1、目前全球 IC 晶圆代工厂产能情况 . 20 3.2、未来全球 IC 晶圆代工厂产能与硅片需求预测 . 26 4、目前全球半导体硅片供给情况 . 30 4.1、产量与价格状况 30 4.2、四大因素导致未来几年半导体硅片将供不应求 34 4.2.1、晶圆代工大厂进入高端制程工艺竞赛，先进工艺比例越来越高 . 35 4.2.2、 3D NAND 存储芯片应用需求大增，存储大厂纷纷扩产 38 4.2.3、汽车半导体、 CIS、 MCU 等芯片快速普及 42 4.2.4、中国大陆晶圆代工厂爆发式扩张 . 45 5、全球各大半导体硅片厂情况 . 48 5.1、日本信越 ShinEtsu 48 5.2、日本 Sumco 51 5.3、台湾环球晶圆 Global Wafers 54 5.4、德国 Siltronic . 56 5.5、美国 SunEdison Semiconductor 59 5.6、韩国 LG Siltron . 61 6、中国大陆半导体硅片厂情况 . 62 6.1、企业格局 62 6.2、领先企业 63 6.2.1、上海新昇半导体 . 63 6.2.2、上海新傲半导体 . 65 6.2.3、浙江金瑞泓 . 68 6.2.4、洛阳单晶硅 . 69 7、风险提示 . 70 图表目录图表 1 ：光伏级单晶硅片与多晶硅片的工艺区别 . 6图表 2 ： IC 集成电路用单晶硅片制造难度远大于太阳能电池和普通半导体硅片 . 7图表 3 ：直拉法单晶硅生长过程模拟 . 7图表 4 ：直拉法生产单晶硅工艺示意图 . 83 图表 5 ： 300 毫米（ 12 寸）大硅片生产工艺流程 . 8图表 6 ：半导体硅片在 IC 集成电路中处于关键地位 9图表 7 ：三种主要的硅片产品——抛光片、外延片和 SOI 10 图表 8 ：三种硅片产品的主要应用领域——抛光片、外延片和 SOI 11 图表 9 ：主流半导体硅片的规格 . 11 图表 10 ： 2015 年全球半导体产业市场规模（亿美元，占比） . 12 图表 11 ： 2015 年全球 IC 集成电路产业市场规模（亿美元，占比） 12 图表 12 ： 2005-2015 年全球半导体材料市场规模（亿美元） . 13 图表 13 ： 2014 年全球晶圆制造材料市场规模（亿美元，占比） . 13 图表 14 ： 2008-2020 年全球半导体硅片市场规模（亿美元） . 14 图表 15 ： 2008-2020 年全球 IC 市场规模（十亿美元） 14 图表 16 ：单晶硅片主要规格类型 . 15 图表 17 ： 2005-2020 年全球硅片市场现状及预测（百万平方英寸） . 15 图表 18 ：全球 300mm 和 450mm 晶圆代工厂数量预测 . 16 图表 19 ：全球硅片需求情况 - 按下游应用市场划分 . 17 图表 20 ： 2015 年全球前十大半导体硅片企业（亿美元） . 17 图表 21 ： 2015 年前六大半导体硅片厂份额达 92% 18 图表 22 ： 2015 年 300mm 大硅片市场份额 18 图表 23 ：前三大半导体硅片供应商均由大型并购整合而来 . 19 图表 24 ：日本信越硅片纯度可到 11 个 9 以上 . 20 图表 25 ：大尺寸硅片加工技术难度大 . 20 图表 26 ：集成电路完整产业链结构图，晶圆代工厂是电子级硅片的主要客户 . 21 图表 27 ： 2004-2015 年全球晶圆代工市场规模及增速 . 21 图表 28 ： 2004-2015 年全球晶圆代工企业市场份额情况 . 21 图表 29 ： 2015 年全球主要晶圆代工企业收入情况 . 22 图表 30 ： 2015 年 12 月全球电子级半导体晶圆产能情况（以 200mm 硅片计算） . 23 图表 31 ： 2015 年 12 月全球主要 IC 制造厂商晶圆产能情况（千片 / 月） . 23 图表 32 ： 2016 年 12 月全球晶圆代工企业产能情况预测 24 图表 33 ： 2014-2020 年 12 月全球晶圆月产能（百万片， 8 寸约当） 26 图表 34 ： 2014-2020 年 12 月全球晶圆月产能份额情况 26 图表 35 ： 2010-2025 年中国大陆晶圆代工厂市场规模预测（十亿美元） 27 图表 36 ： 2010-2020 年全球晶圆代工厂市场规模预测（十亿美元） 28 图表 37 ： 2015-2019 年半导体重要应用领域的硅片需求增速预测 . 28 图表 38 ： 2020 年全球 12 寸晶圆厂数量情况与预测 . 29 图表 39 ： 2008-2015 年全球半导体硅片市场规模 . 30 图表 40 ： 2008-2015 年全球半导体硅片产量 . 31 图表 41 ： 2008-2015 年全球硅片平均价格（美元 / 平方英寸） 31 图表 42 ： 2016-2020 年全球半导体硅片产量预测（百万平方英寸） . 32 图表 43 ： 2015-2018 年全球 300mm 半导体硅晶圆需求情况 . 32 图表 44 ：全球季度 300mm 硅晶圆月需求情况 33 图表 45 ：四大因素将导致半导体硅片供不应求 . 35 图表 46 ： 1960-2015 年半导体制造工艺制程与技术方案演进情况 . 36 图表 47 ：全球六大 IC 制造企业工艺节点演进情况 36 图表 48 ： 2013-2016 年全球主要 IC 制造厂商资本开支（百万美元） . 36 4 图表 49 ： ARM 完成 10nm 芯片架构设计，性能大幅提升 37 图表 50 ：台积电 10nm 工艺晶圆试产 37 图表 51 ： 2015-2025 年全球不同工艺晶圆制造市场规模情况 . 38 图表 52 ： iPhone 7 采用 128G 的 NAND flash 芯片 . 39 图表 53 ：随机读写以及开机速度是 HDD 永远追不上 SSD 的地方 . 39 图表 54 ： 3D NAND 与 2D NAND 的区别 40 图表 55 ：主流厂商的 3D NAND 工艺节点 40 图表 56 ：三星 3D NAND 技术节点 41 图表 57 ： 3D NAND 芯片技术难度大 . 41 图表 58 ： 2015-2018 年智能手机用 300mm 硅片预测（百万片 / 月） . 42 图表 59 ： 2015-2025 年汽车半导体用 200mm 硅片预测（百万片 / 月） . 42 图表 60 ：当今汽车中的电子类功能不断增加 . 43 图表 61 ： 2013-2018 年汽车半导体增速高 . 43 图表 62 ：手机摄像头的功能演变， CIS 是关键 . 43 图表 63 ：各类芯片应用市场规模与增速 . 44 图表 64 ：汽车半导体、消费电子、通信对硅晶圆的需求越来越大 . 44 图表 65 ：中国大陆 12 寸晶圆厂分布 45 图表 66 ：中国大陆现有 12 寸晶圆厂 45 图表 67 ：中国大陆兴建中的 12 寸晶圆厂 46 图表 68 ：中国大陆计划中的 12 寸晶圆厂 46 图表 69 ：中国大陆现有与兴建中的 8 寸晶圆厂 47 图表 70 ：信越化工的研发与制造工厂遍布全球 . 48 图表 71 ： 2015 财年信越收入按产品划分 . 48 图表 72 ： 2015 财年信越收入按地区划分 . 49 图表 73 ：信越化工主要硅材料产品 . 49 图表 74 ：信越化工主要硅材料工厂 . 50 图表 75 ： 2000-2015 年信越化工硅材料收入情况 . 50 图表 76 ： SUMCO 历史沿革 . 51 图表 77 ： SUMCO 全球网络 . 52 图表 78 ： SUMCO 主要硅产品 . 53 图表 79 ： SUMCO 主要硅产品规格 . 53 图表 80 ： 2004-2015 年 SUMCO 收入情况 . 53 图表 81 ： 2004-2015 年 SUMCO 净利润情况 . 54 图表 82 ：环球晶圆集团结构 . 55 图表 83 ：环球晶圆主要产品 . 55 图表 84 ：环球晶圆收入情况 . 56 图表 85 ： 2011-2016 年环球晶圆净利润与毛利率情况 56 图表 86 ： Siltronic 主要生产基地与产品 . 57 图表 87 ： Siltronic 主要硅片产品 . 57 图表 88 ： Siltronic 为全球前二十大晶圆制造工厂供应硅片 . 57 图表 89 ： 2014-2016 年 Siltronic 收入情况 . 58 图表 90 ： 2014-2016 年 Siltronic 净利润情况 . 58 图表 91 ： SunEdison Semiconductor 产品结构 . 59 图表 92 ： 2011-2015 年 SunEdison Semiconductor 收入情况 . 60 5 图表 93 ： 2011-2015 年 SunEdison Semiconductor 净利润情况 . 60 图表 94 ： LG Siltron 主要产品 . 61 图表 95 ： 2010-2015 年 LG Siltron 收入情况 . 62 图表 96 ：中国大陆半导体硅片供应商 . 63 图表 97 ：新昇半导体股权结构 . 63 图表 98 ：新昇半导体厂区效果图 . 63 图表 99 ：新昇半导体生产爬坡计划 . 64 图表 100 ：新昇半导体成功拉制出 300mm 单晶硅棒 65 图表 101 ：新傲半导体与 Soitec 合作推广 FDSOI 技术 . 66 图表 102 ：新傲半导体 SOI 技术全面、先进 66 图表 103 ：新傲半导体 SOI 研发与生产计划路线 67 图表 104 ：新傲半导体 EPI 外延片生产能力大幅提升 67 图表 105 ：金瑞泓抛光片产品 . 68 图表 106 ：金瑞泓外延片产品 . 68 图表 107 ：洛阳单晶硅主要产品 . 70 半导体硅片供不应求，国际大厂纷纷涨价。由于全球 3D NandFlash 扩产及大陆陆续投资投产的大量晶圆产能等原因， 全球半导体硅片供应吃紧， 三大半导体硅片厂均宣布将调涨 2017 年 Q1 的 12 英寸硅片价格 10~20%。硅片供应与价格的变动情况将对整个 IC 芯片产业造成非常大的影响， 本文详细分析了全球半导体硅片的供给与需求情况， 寻找半导体硅片产业的投资机遇。 供不应求的局面大概率将在未来几年持续上演，硅片产能的扩张速度将低于晶圆制造的需求增速，硅片价格也将一改过去几年的下滑趋势，行业进入新的周期。出货量持续复苏， 巨头垄断。 2015 年全球半导体硅片市场规模约为 80 亿美元，是占比最大的 IC 制造材料，出货量自 2013 年以来持续复苏。日本的 Shin-Etsu 和 Sumco 的销售占比超过 50%，前六大硅片厂的销售份额达到 92%。中国台湾的环球晶圆在 2016 年先后并购了 Topsil和 SunEdison Semi，将成为全球第三大半导体硅片供应商。IC Insights 的统计， 2014 年和 2015 年 12 月全球晶圆月度产能分别为 685 和 727 万片（以12 寸硅片折算） ，存储芯片制造商和纯晶圆代工厂是产能的主要贡献者。 12 寸晶圆需求仍将快速增长，全球 12 寸晶圆厂数量预计到 2020 年将持续增加。根据 ICInsights 的预测， IC 制造厂的晶圆产能到 2018 年和 2020 年分别达到 863 万片和 947 万片（以 12 寸硅片折算） ， 2015-2020 年的复合年均增速为 5.4%。1） 全球晶圆代工大厂台积电、