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狂熱過后的國產硅片

2020-11-02
作者:張明花
來源: 全球半導體觀察

  今年以來,,科創(chuàng)板,、5G新基建功率半導體,、第三代半導體等產業(yè)熱點領域一波接一波,讓人應接不暇。近日,山東有研硅片項目通線量產以及徐州鑫晶大硅片成功下線的消息,,將業(yè)界視線再次拉回到國產硅片領域,該領域亦一度獲得狂熱投資與重點關注,。

  硅片項目投資降溫 企業(yè)資源并購整合

  眾所周知,,硅片(又稱硅晶圓)作為重要基礎材料,被視為半導體產業(yè)的“糧食”,。然而,,目前半導體硅片行業(yè)仍處于高度壟斷狀態(tài),絕大部分市場份額被歐日韓廠商所占據(jù),,我國半導體硅片嚴重依賴進口,,屬于半導體產業(yè)發(fā)展中“卡脖子”一環(huán)。

  近年來,,在全球半導體硅片產能緊缺,、價格持續(xù)上漲以及國內晶圓制造生產線持續(xù)落地的產業(yè)背景下,半導體硅片國產化需求迫在眉睫,,國內多地掀起硅片投資建設熱潮,,一個又一個硅片項目接踵而至,一時間熱鬧無比,。此前有券商研報顯示,截至2019年第三季度,,國內大硅片項目總投資額達到1349億元,,目標產能合計642萬片/月,不少業(yè)者擔心產能過剩,。

  今年以來,,國內半導體產業(yè)發(fā)展依然備受關注,但我們不難發(fā)現(xiàn),,國產硅片產業(yè)遠不如前些年那般熱鬧了,,如仍在不斷涌現(xiàn)的巨額投資的半導體項目中,已較少看見硅片項目的身影,,不復此前硅片狂熱建廠盛況,,硅片項目投資進入冷靜期;此外,,在話題熱度方面,,國產硅片在今年亦不如第三代半導體、功率半導體,、射頻器件等話題受歡迎,。

  不過,巨額項目投資雖有所降溫,但是在資本市場上硅片企業(yè)仍可見其活躍身影,。如今年硅片企業(yè)滬硅產業(yè),、立昂微均成功上市,且一度股價暴漲,;上海超硅獲上海集成電路產業(yè)基金投資等,;值得注意的是,近兩年來硅片企業(yè)亦在進行一些資源收購整合,。

  首先要說一下滬硅產業(yè),。去年,滬硅產業(yè)從上海新陽手中收購上海新昇26.06%股權,;今年5月,,滬硅產業(yè)再次收購上海新陽所持有的上海新昇剩余股權,上海新昇現(xiàn)已成為滬硅產業(yè)的全資子公司,,而在這之前,,硅產業(yè)相繼收購了 Okmetic和上海新傲。

  再如前不久,,TCL科技完成收購中環(huán)股份控股股東中環(huán)集團100%股權,,并通過中環(huán)集團間接持有中環(huán)股份25.30%股權,TCL科技成為中環(huán)股份間接控股股東,。至此,,TCL科技正式切入硅片產業(yè),這讓業(yè)界對后續(xù)中環(huán)股份硅片業(yè)務的發(fā)展變化有所期待,。

  9月15日,,日本Ferrotec控股公司宣布,批準了向中國境內有意向的投資者轉讓杭州中欣晶圓共計60%的股權,,交易完成后,,F(xiàn)errotec控股公司仍然是杭州中欣晶圓相對間接控制方。根據(jù)企查查資料,,中欣晶圓目前已新增了多家中資股東,。

  可見,在熱鬧過后,,國內硅片企業(yè)開始進入冷思考時期,,這些收購事件整合了國內小而散的企業(yè)資源,有利于形成龍頭企業(yè)從而帶動整個產業(yè)快速發(fā)展,,亦在進一步吸收外國的技術和資源,,有望助力提升國產硅片產業(yè)整體水平。

  多個項目傳捷報 國產化率有望提升

  已經歷“瘋狂”時期的國產硅片產業(yè),,如今雖少了一點熱鬧與喧嘩,,卻亦顯得多了一些理性與務實,與前些年頻頻傳出巨額項目不同,今年不時傳來的是在建項目量產準備或下線投產等消息,,如文首提及的山東有研,、徐州鑫晶等。

  山東有研

  10月16日,,山東有研半導體材料有限公司舉行集成電路用大尺寸硅材料規(guī)?;a項目通線量產儀式,宣布項目正式通線量產,。該項目于2019年3月動工,,歷時近18個月,完成近10萬平方米廠房的建設,、1.5萬平米潔凈廠房的安裝,,并在3個月內實現(xiàn)新購工藝設備的安裝、北京生產線的搬遷及工藝調試,。

  山東有研集成電路用大尺寸硅材料規(guī)?;a項目于2018年簽約落地山東德州,一期項目總投資18億元,,建設包括年產276萬片8英寸硅片,、180萬片6英寸硅片、300噸12-18英寸大直徑硅單晶生產線,。據(jù)悉,,二期12英寸集成電路用大硅片項目也在積極籌備,計劃明年開工建設,。

  徐州鑫晶

  徐州日報報道顯示,,10月16日,徐州鑫晶半導體科技有限公司半導體大硅片項目一期工程實現(xiàn)通線量產,。據(jù)了解,鑫晶半導體聚焦在28nm,、14nm以及更先進的10nm芯片制造所需的硅片工藝研發(fā)和制造,,已實現(xiàn)12英寸半導體大硅片生產線貫通,并產出首批半導體硅片,。

  報道稱,,目前鑫晶半導體一階段10萬片/月的產能全線貫通,徐州基地已經建成廠房能夠容納60萬片/月的產能,,按照公司規(guī)劃,,一階段產品驗證全部通過后,2021年上半年開始繼續(xù)擴大產能,,預計在2023年徐州基地60萬片/月產能可全部投產,。該公司的長期規(guī)劃是在2025年前后通過自建或者收購等方式達到150萬片/月產能。

  上海新昇

  9月28日,由上海新昇承擔的“40-28nm集成電路制造用300mm硅片技術研發(fā)”項目順利通過驗收,。通過承擔此項02重大專項,,上海新昇成功開發(fā)了300mm拋光片和外延片成套制備技術,完成了項目既定的15萬片/年的產能建設目標,。據(jù)滬硅產業(yè)公告披露,,上海新昇300mm硅片產能計劃2020年底達到20萬片/月,明年可達到30萬片/月,。

  滬硅產業(yè)半年報顯示,,300mm硅片已獲得客戶認證的產品規(guī)格累計超過50種;已實現(xiàn)28nm以上所有節(jié)點的產品認證以及64層3D NAND產品驗證,;目前正在認證或研發(fā)過程中的產品規(guī)格超過30種,,包括應用于14nm邏輯芯片、19nmDRAM芯片及128層3D NAND產品等,。

  中環(huán)股份

  10月10日,,中環(huán)股份在投資者關系互動平臺上披露,公司總產能規(guī)劃8英寸105萬片/月,、12英寸62萬片/月,,目前已建成產能8英寸50萬片/月、12英寸7萬片/月,,項目持續(xù)推進,。

  中環(huán)股份在天津、無錫宜興擁有半導體硅片項目,。據(jù)中環(huán)股份披露的信息,,天津工廠的8英寸產線30萬片/月已達產,12英寸產線已于2019年一季度投產,,截至二季度末產能2萬片/月,;無錫宜興工廠的8英寸產線已于2019年9月投產,12英寸產線于今年8月底完成通線,,年內可實現(xiàn)產能5-10萬片/月,,2021年實現(xiàn)產能15萬片/月。

  西安奕斯偉

  西安奕斯偉硅片技術有限公司所投資建設的西安奕斯偉硅產業(yè)基地項目,,項目一期總投資110億元,,第一階段產能達5萬片/月生產規(guī)模,項目最終計劃建成月產能100萬片,、年產值超百億元的12英寸電子級硅材料企業(yè),。

  今年8月17日,西安奕斯偉硅產業(yè)基地項目實現(xiàn)首臺工藝設備搬入,。據(jù)近期報道,,該項目目前開始進行測試片批量試生產,,中芯國際、長江存儲,、廈門聯(lián)電等客戶正在持續(xù)認證中,。

  隨著多個硅片項目相繼喜傳捷報,8英寸,、12英寸硅片的國產化率有望持續(xù)提高,。

  材料設備等亟待解決 產業(yè)發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)

  項目陸續(xù)投產,那么國產硅片供應現(xiàn)狀如何,?我們可看到,,上文提到的主要硅片項目基本都是8英寸以及12英寸項目,事實上,,國產硅片在6英寸及以下領域的研發(fā)生產上較為成熟,,已擁有一定國產化率。

  據(jù)華潤微去年披露的招股書,,2016年,、2017年、2018年,、2019年1-6月,,其前五大原材料(硅片)供應商中基本以國產硅片廠商為主,其中浙江金瑞泓,、南京國盛電子一直為位列前兩名(詳見下圖),。據(jù)了解,華潤微的晶圓制造產能以6英寸為主,,其6英寸生產線產能在國內居于前列,,而其供應商陣容側面反映出我國6英寸硅片早已進入國內晶圓制造生產線。

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  圖片來源:截圖于華潤微招股書

  然而,,目前8英寸,、12英寸硅片已逐漸成為市場主流,相較于6英寸及以下硅片,,8英寸,、12英寸硅片的國產化率仍較低,尤其是12英寸硅片,,這導致了我國硅片整體國產化率較低。盡管目前部分項目已取得階段性成果,,但是國產硅片產業(yè)發(fā)展仍面臨較大挑戰(zhàn),。

  首先,在上游原材料方面,,我國應用于8英寸以上硅片和高品質的電子級多晶硅仍主要依靠進口,,這部分市場主要被日本,、歐美廠商所占據(jù)。今年9月,,滬硅產業(yè)在調研活動上回應關于上游原材料供應相關問題時表示,,公司上游原材料主要是多晶硅材料,目前主要來自美國,、日本,、韓國和德國。

  有獨無偶,,硅片生產線所需設備方面亦主要來自于海外供應商,。目前,雖然國產設備廠商在單晶爐,、研磨機,、拋光機等方面均已有研發(fā)和生產,但是質量,、精度等整體水平與進口設備存在差距,。滬硅產業(yè)在調研中亦指出,公司拉晶爐目前主要采購自海外,,少部分來自國內,。

  滬硅產業(yè)坦言,本土的設備和原材料供應商因為起步較晚,,確實與國外主流供應商還存在一定差距,,且主要設備和原材料供應商的更換同時還涉及客戶認證與溝通,目前公司也在積極推進部分本土設備和原材料的認證,。

  再者,,硅片生產本身具有較高的技術門檻,生產工藝繁多復雜,,如拉晶,、切割、研磨,、拋光等,,且每一個程序均有著嚴謹?shù)囊螅澈笊婕氨姸嗑芸刂坪蜋z測保障,,而中國硅片產業(yè)起步較晚,,缺乏長期技術積累、關鍵技術人才稀缺,,這對于硅片企業(yè)而言亦存在挑戰(zhàn),。

  此外,晶圓制造廠商對其硅片供應商有著嚴格的認證機制,,國產硅片能否進入產線驗證以及驗證能否通過仍是問題,。一位晶圓制造產業(yè)相關人士向筆者表示,,雖然現(xiàn)在國內已有12英寸硅片量產,但是不少晶圓制造廠商尚不敢輕易用于產線量產,,有的廠商會用作空跑片,。

  “廠商不敢輕易用在產線上,萬一有問題可能就是幾千萬美金的損失,?!绷硪晃粯I(yè)內人士說道,國內晶圓制造廠商愿意扶持上游國產材料發(fā)展,,但這種損失風險不是誰都承受得起的,。

  該人士表示,現(xiàn)在各方正在尋求解決方法,,如前不久太極實業(yè)所披露的上海集成電路裝備材料產業(yè)創(chuàng)新中心有限公司擬建設12英寸集成電路研發(fā)制造用廠房及配套設施項目,,應該主要為了提供關鍵國產裝備材料產線級驗證服務。

  還需要提的一點是,,由于技術門檻高,、研發(fā)投入大、工藝經驗積累及客戶驗證時間長,、折舊費用高昂等因素,,硅片企業(yè)面臨著較長的投資回報期,這亦是個較大的挑戰(zhàn),。如國產大硅片排頭兵上海新昇,,早于2018年實現(xiàn)了12英寸硅片量產,2019年已實現(xiàn)15萬片/月產能,,但是根據(jù)滬硅產業(yè)8月發(fā)布的半年報,,上海新昇仍處于虧損狀態(tài)。

  挑戰(zhàn)亦往往與機遇并存,,國內晶圓制造生產線亦在持續(xù)建設,、擴產等,對國產硅片的需求不斷提升,,國產替代空間巨大,。正如上文有言,隨著各項目持續(xù)推進以及建成投產,,國產硅片8英寸和12英寸產能正在逐步釋放,,相信在政府支持以及市場需求帶動下,硅片國產化進程將進一步加快,。

  但是,,國產硅片產業(yè)的崛起,必將是一個非常漫長且需要大量資金投入的過程,。

 

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