集成電路制造中的基石材料,，工藝難度復(fù)雜。半導(dǎo)體硅材料為晶圓制造材料主要組成部分,，2020年占比約為35%,，其質(zhì)量直接影響制作完成芯片的質(zhì)量和良率，硅片壁壘主要難點在于：1）生產(chǎn)工藝流程較多,，尤其是長晶工藝包含大量“Know-how”,，配套的單晶爐、多晶硅料亦非常重要,；2）生產(chǎn)資金投入較大,；3）較高的人才壁壘。

　　縱觀硅片發(fā)展歷史,，未來有望進入快速增長通道,。我們對硅片發(fā)展歷史進行了復(fù)盤,，認為整個產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)顯著“馬太效應(yīng)”，且并購重組是硅片廠商提升競爭力的最有效方式之一,。2021年全球硅片出貨量總計141.65 億平方英寸,，市場規(guī)模達126億美元，出貨量達歷史新高,，主要原因為下游晶圓廠擴建帶來的需求提升,，我們對行業(yè)未來發(fā)展做出研判：1）未來三年硅片行業(yè)仍將處于供不應(yīng)求的狀態(tài)；2）12英寸硅片需求有望顯著提升,；8英寸硅片仍供需緊張,；3）中國大陸硅片市場占全球份額有望持續(xù)提升。

　　8英寸硅片國產(chǎn)化率仍較低,，12英寸硅片為未來突破關(guān)鍵,。目前國內(nèi)硅片產(chǎn)業(yè)鏈基本雖已布局較為完善，但部分環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率仍較低,。我們對國產(chǎn)化率進行分析,，認為：1）6英寸及以下硅片目前已實現(xiàn)50%以上的國產(chǎn)化率，2）8英寸硅片國產(chǎn)化率仍較低,，其中外延片略高于拋光片,；3）12英寸硅片目前已初步填補國內(nèi)市場空白，目前國內(nèi)90-14nm,，64/128層3D NAND拋光片,、19nmDRAM拋光片及功率器件用外延片均已有企業(yè)實現(xiàn)批量供應(yīng)，我們認為隨著國內(nèi)廠商逐步擴產(chǎn),，未來12英寸硅片國產(chǎn)化率有望迅速提升,。

　　風(fēng)險

　　下游晶圓廠擴產(chǎn)延遲、海外產(chǎn)能超預(yù)期擴建,、國產(chǎn)化驗證進度不及預(yù)期,。

　　正文

　　硅片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的核心材料

　　硅片是半導(dǎo)體制造的基石材料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜

　　硅片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石,，大部分集成電路的制造流程都是在半導(dǎo)體硅片上進行加工,，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年晶圓制造材料占半導(dǎo)體材料63%,，其中半導(dǎo)體硅材料為晶圓制造材料主要組成部分,，占比約為35%，其質(zhì)量直接影響制作完成芯片的質(zhì)量和良率,，從而影響整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以及更下游的通信,、汽車、計算機和消費電子等眾多行業(yè)的發(fā)展,。

　　圖表1：半導(dǎo)體芯片制程與全球晶圓制造材料2020年成本占比

　　資料來源：SEMI,，電子產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng),，中金公司研究部

　　單晶生長技術(shù)：拉晶工藝是硅片制作核心工藝之一，主要流程為將電子級高純度多晶硅拉制成單晶硅錠,，單晶生長技術(shù)的重點在于保證拉制出的硅錠保持高純度水平的同時,，有效控制晶體缺陷的密度，單晶的生長過程決定了硅材料的直徑,、晶向,、摻雜導(dǎo)電類型、電阻率范圍及分布,、氧碳濃度,、少子壽命、晶格缺陷等技術(shù)參數(shù),。單晶的生長方法主要可分為直拉法和區(qū)熔法兩種,。

　　圖表2：直拉法設(shè)備及制作流程

　　資料來源：安部貴裕. 單晶硅的提拉方法[P]. 日本：CN110719974A,2020-01-21.，SUMCO,，中金公司研究部

　　圖表3：區(qū)熔法單晶拉直過程

　　資料來源：佐藤利行. 單晶體的制造方法和裝置[P]. 日本：CN107299387B,2019-10-18.,，中金公司研究部

　　除單晶生長外，硅片制造還需后端加工技術(shù),，包括：切片,、倒角,、研磨,、刻蝕、拋光,、外延,、退火、背封,、清洗包裝等技術(shù),，對單晶硅棒做一系列處理，最后產(chǎn)出成品硅片,。

　　圖表4：硅片生產(chǎn)工藝流程

　　資料來源：滬硅產(chǎn)業(yè)招股說明書,，中金公司研究部

　　硅片制作過程中所用設(shè)備與耗材

　　設(shè)備端：在硅片的生產(chǎn)過程中每個環(huán)節(jié)都會用到不同的半導(dǎo)體設(shè)備，包括單晶爐,、切片機,、倒角機、研磨機,、拋光機,、清洗設(shè)備和檢測設(shè)備等。

　　長晶設(shè)備為硅片制造工藝難點,，對應(yīng)價值量較高,，成本占比約15%~20%,，目前海外供應(yīng)商主要為韓國S-Tech、日本的KE和日新技研,，國內(nèi)供應(yīng)商主要為晶盛機電,、南京晶能、連城數(shù)控等,，目前長晶爐國產(chǎn)化率已較高,。

　　切磨設(shè)備包括滾磨、切片,、研磨,、減薄、倒角設(shè)備,，成本占比約5~10%,，目前主要供應(yīng)商為日本SKK、Disco,、東京精密等,，加工端設(shè)備國內(nèi)目前國產(chǎn)能力較弱。

　　拋光設(shè)備成本占比約20%,，價值量與長晶設(shè)備相當(dāng),，海外供應(yīng)商為日本BBS、岡本機械,、Ebarra,，國內(nèi)供應(yīng)商主要為華海清科，目前已部分開始國產(chǎn)替代,。

　　外延設(shè)備成本占比約15~20%,，海外供應(yīng)商為AMAT、ASM,，國內(nèi)主要供應(yīng)商為北方華創(chuàng),，目前已部分開始國產(chǎn)替代。

　　清洗,、檢測設(shè)備成本占比約10%,，其中設(shè)備品類較多，清洗設(shè)備目前已逐步開始國產(chǎn)化,，檢測設(shè)備目前國內(nèi)仍較薄弱,。

　　圖表5：2019年立昂微年產(chǎn)120萬片8英寸硅片項目設(shè)備投資情況

　　資料來源：立昂微招股說明書，公司公告,，中金公司研究部

　　耗材端：硅片生產(chǎn)所需主要原材料包括多晶硅,、石墨制品、石英制品、切磨耗材,、包裝耗材,、化學(xué)試劑、氣體,、拋光耗材,、備品備件等，參考滬硅產(chǎn)業(yè)及立昂微披露的成本拆分為例：

　　多晶硅占比最高,，約占總成本的20%~30%,，單萬片消耗量約500~600kg多晶硅，目前主要的海外供應(yīng)商瓦克集團,、丸紅株式會社和德山株式會社,，目前國內(nèi)主要供應(yīng)商為黃河水電和江蘇鑫華，且已開始逐步替代海外廠商,；

　　石英坩鍋約占總成本的10%~15%,，單萬片消耗量約10只石英坩鍋，目前主要的海外供應(yīng)商為MPM,、Ferrotec,，國內(nèi)主要供應(yīng)商為晶盛機電、歐晶科技等,，目前國內(nèi)石英坩堝國產(chǎn)化率已較高,；

　　拋光耗材成本占比也較高，占比10%~15%,，拋光耗材種包含拋光液,、拋光墊及拋光載具，單萬片拋光液/拋光墊消耗量分別約400-500kg/30~60張,，拋光載具則用量較小,，晶圓尺寸提升對應(yīng)拋光耗材消耗量提升較大，目前海外拋光耗材供應(yīng)商為Versum,、Dupoint，國內(nèi)供應(yīng)商為上海新陽,、安集科技等,，目前國產(chǎn)化率較低；

　　包裝材料在成本端占比也較高,，占5~20%不等,，海外主要供應(yīng)商為Entegris、國內(nèi)主要供應(yīng)商為義柏科技,，目前國產(chǎn)化率較低,；此外主要原材料還有石墨件、切磨耗材、化學(xué)品和氣體等成本端占比在1%~5%不等,。

　　圖表6：硅片生產(chǎn)原材料拆分及占比（2018年）情況

　　資料來源：立昂微,、滬硅產(chǎn)業(yè)、麥斯克招股說明書,，中金公司研究部

　　硅片按應(yīng)用領(lǐng)域不同分類較多

　　根據(jù)加工程度,，硅片可分為拋光片/外延片/退火片/SOI（絕緣體上硅），其中外延片,，退火片和SOI硅片是對拋光片的二次加工,。根據(jù)摻雜濃度，硅片可以分為重摻和輕摻,。硅片通常需要摻入硼（B）,、磷（P）、砷（As）,、銻（Sb）等元素,，其中摻入硼離子的硅片為P型，主要是用空穴導(dǎo)電,，摻入磷,、砷、銻的硅片為N型,，主要是利用電子導(dǎo)電,，一般而言摻雜元素量越大，電阻率也越低,。

　　圖表7：外延片/退火片/SOI制作方法及應(yīng)用

　　資料來源：滬硅產(chǎn)業(yè)招股說明書,，中金公司研究部

　　根據(jù)尺寸劃分，硅片可以分為6英寸（150mm）及以下,，8英寸（200mm）及12英寸（300mm）硅片,。12英寸硅片性價比更優(yōu)，由于硅片尺寸越大,，單位面積產(chǎn)出的芯片數(shù)量也會隨之增加,，如8英寸到12英寸，直徑增加了1.5倍,，產(chǎn)出面積增加了2.25倍,，分攤的生產(chǎn)成本、設(shè)備廠房等固定資產(chǎn)后單位面積生產(chǎn)成本更低,，硅片邊緣的損失也越少,，在同等工藝條件下，尺寸越大的硅片可使用率越高,，因此單位成本也會降低,。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,，2020年12英寸硅片占比約67.2%，8英寸硅片占比25.5%,，6英寸及以下占比7.3%,，12英寸硅片為更大尺寸（18英寸，450mm）商業(yè)化量產(chǎn)前的主流應(yīng)用,。

　　圖表8：半導(dǎo)體硅片尺寸演進

　　資料來源：《芯片制造——半導(dǎo)體工藝制程實用教程》,，韓鄭生，2015,，中金公司研究部

　　圖表9：不同尺寸半導(dǎo)體硅片市場份額預(yù)測

　　資料來源：SEMI, 中金公司研究部

　　不同尺寸硅片下游應(yīng)用也有所不同,，12英寸硅片主要應(yīng)用于邏輯芯片及存儲器中，如MCU,、ROM,、Nand Flash、SoC等,，尤其是28nm制程以下芯片,；8英寸則主要用于功率器件及特色工藝產(chǎn)品，如MOSFET/SBD,、傳感器,、電源管理芯片、指紋識別芯片等,。由于8英寸產(chǎn)線建廠時間較早,，產(chǎn)線基本已折舊完畢，且技術(shù)較為成熟,，在部分制程要求不高的芯片上成本較低,，而12英寸對代工企業(yè)廠房潔凈室及設(shè)備的設(shè)計精密度要求都較高，初期投資及后續(xù)研發(fā)投入較大,，因此一般用于制造難度較高的邏輯芯片,。

　　硅片歷史發(fā)展的復(fù)盤與未來展望

　　硅片行業(yè)競爭格局回顧：“馬太”效應(yīng)顯著，并購整合實現(xiàn)壟斷

　　硅片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和變遷而呈現(xiàn)“本土化”的顯著特征,。自上世紀(jì)60年代起,，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷由美國向日本、韓國及中國臺灣地區(qū)遷移,，為半導(dǎo)體硅片公司的崛起創(chuàng)造了優(yōu)沃的土壤,，后經(jīng)一系列并購重組，形成了日本,、中國臺灣和韓國企業(yè)壟斷格局。我們認為硅片行業(yè)的發(fā)展歷程可以分為四個階段：

　　第一階段：以MEMC為代表的美國廠商引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展,，占據(jù)統(tǒng)治地位,。20世紀(jì)50年代美國孟山都電子材料公司MEMC公司在1959年成功建廠并生產(chǎn)了晶體管和整流器單晶材料“超純金屬硅”。MEMC為推動半導(dǎo)體硅片行業(yè)技術(shù)發(fā)展做出了較大貢獻，奠定了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的聲譽,，并借助其位于美國,、歐洲和亞洲的工廠不斷擴產(chǎn)，在20世紀(jì)80年代成為全球龍頭硅片供應(yīng)商,。

　　圖表10：半導(dǎo)體硅片行業(yè)發(fā)展歷程

　　資料來源：芯匯研究,，各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　第二階段：日本廠商崛起,，美國逐漸淡出,。盡管MEMC在20世紀(jì)80年代的硅片市場占主導(dǎo)地位，但來自日本廠商的競爭壓力如影隨形,。1976-1980年,，日本政府發(fā)起VLSI（超大規(guī)模集成電路聯(lián)合研發(fā)計劃），日本硅片產(chǎn)業(yè)也由此得到蓬勃發(fā)展,，1985年前后,，新日鐵、川崎制鐵,、日本鋼管公司等日本鋼鐵企業(yè)開始進入半導(dǎo)體硅片行業(yè),，經(jīng)過后期并購整合，形成了信越化學(xué)和SUMCO兩大日本硅片巨頭,。

　　第三階段：前五大供應(yīng)商穩(wěn)態(tài)競爭格局漸成,，市占率達90%左右。20世紀(jì)末全球硅片市場主要廠商超過25家,，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)整合,，到2006年逐漸形成由信越、SUMCO,、環(huán)球晶圓,、Siltronic（德國世創(chuàng)）、SK Siltron五家廠商主導(dǎo)的寡頭壟斷格局,。

　　圖表11：2020年全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)競爭格局

　　資料來源：SEMI,，中金公司研究部

　　圖表12：2016-2020主要硅片廠商市場份額和集中度

　　資料來源：彭博資訊，中金公司研究部

　　第四階段：中國硅片廠商突圍,，銷量緩慢爬坡,，近年來，隨著國際形勢發(fā)生深刻變化,，硅片市場向前五大廠商集中的趨勢有所放緩,，2020年硅片行業(yè)CR5從93%將至87%。以滬硅產(chǎn)業(yè),、中環(huán)股份,、立昂微為代表的中國硅片公司在半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進程中嶄露頭角,。

　　縱觀70年的發(fā)展歷史，我們認為半導(dǎo)體硅片行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出兩大顯著特征：

　　進入壁壘較高,，呈現(xiàn)顯著“馬太效應(yīng)”,。半導(dǎo)體硅片行業(yè)具有技術(shù)難度高、研發(fā)周期長,、資金投入大,、客戶認證周期長等特點，行業(yè)進入壁壘高,。

　　并購重組,、產(chǎn)業(yè)整合是硅片廠商提升競爭力的有效方式。行業(yè)龍頭公司在歷史上往往經(jīng)歷多次并購整合,，我們認為歷史上兼并收購不斷,，形成最終行業(yè)格局的關(guān)鍵因素有：1）收購兼并有利于硅片企業(yè)快速擴張產(chǎn)能，形成規(guī)模效益,，降低成本,，提升市場份額；2）硅片廠商能夠依靠并購換取技術(shù)與市場,，通過綁定下游客戶實現(xiàn)快速崛起,。

　　圖表13：全球五大半導(dǎo)體硅片廠商并購歷史

　　資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　硅片行業(yè)歷史周期起伏：歷經(jīng)近十年洗牌,，重回高速增長通道

　　硅片價格主要受市場供需影響,，從歷史周期來看，硅片行業(yè)市場需求情況與半導(dǎo)體行業(yè)的景氣度高度相關(guān),。我們將歷史上硅片行業(yè)發(fā)展周期按照景氣度劃分為四個階段：

　　20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)末,，消費電子、存儲器及大型主機帶動硅片需求緩慢增長,。1965年左右,，隨著摩爾定律的提出，消費電子逐漸興起,，集成電路用硅片開始蓬勃發(fā)展,。20世紀(jì)80年代，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸步入存儲器,、大型主機的時代,，日本汽車產(chǎn)業(yè)和全球大型計算機市場快速發(fā)展帶動DRAM需求劇增，由此硅片行業(yè)持續(xù)增長,，硅片尺寸也由60-70年代少量使用的1.25英寸小硅片發(fā)展到4英寸硅片成為行業(yè)主流,，6英寸硅片進入投產(chǎn)。

　　2001年至2007年,，NB/PC的出現(xiàn)帶動硅片量價齊升,，300mm硅片市占率持續(xù)提升,。21世紀(jì)初,，NB/PC帶動半導(dǎo)體零部件需求旺盛,，2001年至2007年全球硅片出貨量CAGR達到11.9%。同期隨著信越化學(xué)最早研制成功300mm硅片并形成量產(chǎn),，硅片市場從200mm向300mm大規(guī)模轉(zhuǎn)移,，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，300mm硅片出貨面積占比由2001年的不到10%快速增長至2007年的36%,。

　　2008-2016年硅片行業(yè)進入低谷期,。2008年受金融危機影響，電子產(chǎn)業(yè)走向低迷,，盲目擴張導(dǎo)致硅片行業(yè)供需嚴(yán)重失衡,。全球硅片出貨量于2008年同比下滑6%，2009年同比下滑17.6%,。2009年3月SUMCO取消了其300mm硅片的擴產(chǎn)計劃,，并于2010年關(guān)閉其位于俄亥俄州的Maineville硅片制造廠。經(jīng)濟危機之后,，全球經(jīng)濟逐漸復(fù)蘇,，但硅片下游需求增長緩慢，2010-2016年全球硅片出貨量CAGR僅為2.3%,，這一時期海外硅片廠商擴產(chǎn)謹慎,，2011-2016年全球12英寸硅片月產(chǎn)能平穩(wěn)維持在500萬片左右。

　　2017年至今,，下游需求強勁帶動行業(yè)高景氣,，擴產(chǎn)節(jié)奏緩慢導(dǎo)致產(chǎn)能趨緊。2017年以來,，受益于半導(dǎo)體終端市場需求強勁,，晶圓代工廠大幅擴產(chǎn)，使得硅片需求持續(xù)增加,。2017-2021年,，全球半導(dǎo)體硅片銷售額由87億美元增長到126億美元，四年CAGR達到9.7%,。

　　我們結(jié)合當(dāng)前市場情況對未來硅片市場進行預(yù)測,，總結(jié)出如下四點發(fā)展趨勢：

　　市場發(fā)展趨勢#1：受益晶圓廠擴建，全球硅片持續(xù)供不應(yīng)求

　　2021年全球硅片出貨量總計 141.65 億平方英寸（MSI）,，YOY+14%,，市場規(guī)模達126億美元，YOY+13%,，出貨量達歷史新高,，主要原因為下游晶圓廠擴建帶來的產(chǎn)能增長,，面對晶圓廠擴產(chǎn)潮帶來的硅片供應(yīng)緊張，硅晶圓廠商迎來新一輪漲價潮,，SUMCO,、Siltronic、環(huán)球晶圓于2021年下半年宣布大規(guī)模擴產(chǎn),，公司預(yù)計2023年下半年有望投產(chǎn),，滿產(chǎn)需等到2025年，環(huán)球晶圓收購Siltronic失敗后,，宣布將原計劃用于收購案的資金轉(zhuǎn)為資本支出及營運周轉(zhuǎn)使用,，在美國、歐洲和亞洲推行為期三年,、價值36億美元的產(chǎn)能擴張計劃,。由于硅片廠商擴產(chǎn)周期較長，因此我們認為未來三年硅片行業(yè)仍將處于供不應(yīng)求的狀態(tài),。

　　圖表14：全球半導(dǎo)體硅片出貨量

　　資料來源：萬得資訊,，中金公司研究部

　　圖表15：全球半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模及單價

　　資料來源：SEMI，中金公司研究部

　　圖表16：2021年海外主要硅片廠商擴產(chǎn)計劃

　　資料來源：公司公告,，中金公司研究部

　　市場發(fā)展趨勢#2：12英寸硅片需求量迅速提升,，其中外延片占比提升快

　　12 英寸晶圓主要用來生產(chǎn)邏輯芯片、存儲器等高性能芯片,，在整體出貨面積中逐漸提高,，未來12英寸晶圓將保持高速增長，根據(jù)SUMCO預(yù)計,，2021年全球12英寸晶圓需求達到720萬片/月,，至2026年有望超1000萬片/月需求量，保持9.4%CAGR高速增長,。

　　外延片被大規(guī)模應(yīng)用于對穩(wěn)定性,、缺陷密度、高電壓及電流耐受性等要求更高的高級半導(dǎo)體器件中,，主要包括MOSFET,、晶體管等功率器件及CIS、PMIC等模擬器件,，邏輯芯片隨著制程節(jié)點的推進也對外延片產(chǎn)生較大需求,。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，12英寸硅外延片占比至17年來持續(xù)提升,，至4Q20單季度出貨已達約600萬片,，占整體出貨的30%，我們認為隨著數(shù)據(jù)中心、手機CPU等對高性能邏輯芯片需求量上升,，未來12英寸外延片占比預(yù)計持續(xù)提升,。

　　圖表17：8英寸晶圓外延片及拋光片出貨量

　　資料來源：SEMI，中金公司研究部

　　圖表18：12英寸晶圓外延片及拋光片出貨量

　　資料來源：SEMI,，中金公司研究部

　　8英寸晶圓生產(chǎn)的主流產(chǎn)品則包括顯示驅(qū)動,、CIS（CMOS圖像傳感器）、MCU,、電源管理芯片,、分立器件（含MOSFET、IGBT）,、指紋識別芯片、觸控芯片等產(chǎn)品,，受到電動車,、5G智能手機、服務(wù)器等需求帶動,，8英寸晶圓產(chǎn)能自2019下半年起呈現(xiàn)嚴(yán)重供不應(yīng)求,，SEMI預(yù)計至2024年8英寸晶圓廠產(chǎn)能有望達690萬片，擴產(chǎn)幅度略小于12英寸晶圓廠產(chǎn)能,，但由于海外硅片廠產(chǎn)能擴產(chǎn)以12英寸晶圓為主,，因此我們認為未來8英寸晶圓供給也仍較緊張。

　　市場發(fā)展趨勢#3：中國大陸地區(qū)占比持續(xù)提升

　　硅片需求與下游產(chǎn)能基本呈正相關(guān),，根據(jù)SEMI發(fā)布的《世界晶圓廠預(yù)測報告》,，中國大陸將在8英寸晶圓產(chǎn)能處于領(lǐng)先，2022年將占全球8英寸產(chǎn)能的 21%,，日本將占據(jù)產(chǎn)能的16%,，中國臺灣地區(qū)和歐洲及中東地區(qū)各占15%，12英寸晶圓產(chǎn)能方面,，2019年至2024年,，全球至少新增38個12英寸晶圓廠，其中中國臺灣11個,，中國大陸8個,，至2024年中國大陸12英寸晶圓產(chǎn)能將占全球約20%。2020年中國大陸硅片市場銷售收入達13億美元,，占全球比例約11.6%,，我們預(yù)計該比例未來有望隨著大陸晶圓廠產(chǎn)能擴建逐步上升，至2025年占比有望達20%以上,。

　　五大硅片家族發(fā)展歷史：技術(shù)創(chuàng)新和并購擴張的博弈

　　信越化學(xué)：創(chuàng)新驅(qū)動逆周期

　　信越化學(xué)是一家綜合型的化學(xué)品制造公司,，歷經(jīng)了近百年積累，重視產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新,。公司創(chuàng)立于1926年,，1949年于東京證券交易所上市,。公司旗下業(yè)務(wù)包含半導(dǎo)體單晶硅、PVC/氯堿,、電子功能材料,、有機硅、特種化學(xué)品以及工藝,、貿(mào)易和特殊業(yè)務(wù)服務(wù)六大類,，其中PVC材料市占率超過10%，半導(dǎo)體硅片材料市占率為28%,，均位居全球第一,。

　　圖表19：信越化學(xué)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)發(fā)展歷程

　　資料來源：公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　在半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域,，公司自主研發(fā)與外延并購相結(jié)合提高自身競爭力,，自2001年以來市占率位居全球第一。公司于1964年設(shè)立半導(dǎo)體硅片子公司“長野電子株式會社”,，1999年收購日立的硅片業(yè)務(wù),，2001年最早研發(fā)出300mm半導(dǎo)體硅片并實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。目前公司的半導(dǎo)體硅片產(chǎn)品類型涵蓋300mm半導(dǎo)體硅片在內(nèi)的各尺寸硅片及SOI硅片,，在提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時憑借其高精度加工技術(shù),、圖像傳感器和邏輯器件的高品質(zhì)外延生長技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)，市占率穩(wěn)居全球硅片行業(yè)第一,，2021年達到28%,。

　　SUMCO：專注高端技術(shù)研發(fā)

　　SUMCO成立于1999年，由住友金屬工業(yè),、三菱材料及三菱材料硅事業(yè)部合并發(fā)展而來,，總部位于東京，2005年于東京證券交易所上市,。公司產(chǎn)品主要包括高純單晶硅錠,、高質(zhì)量拋光硅片、SOI硅片等,，生產(chǎn)的硅片尺寸覆蓋100-300mm,。2006年，公司收購了當(dāng)時全球第五大硅片企業(yè)小松金屬制作所,，成為世界第二大硅片生產(chǎn)商,，2020年公司市占率達到22%。公司旗下共有15家主要子公司和16家硅晶圓生產(chǎn)工廠,，分布在日本,、美國、中國臺灣、印度尼西亞等國家,。

　　圖表20：SUMCO公司發(fā)展歷程

　　資料來源：公司官網(wǎng),，中金公司研究部

　　SUMCO自成立以來專注于半導(dǎo)體硅片研發(fā)和生產(chǎn)，在關(guān)鍵的300mm硅片領(lǐng)域布局較早,，把握了300mm晶圓市場的發(fā)展機遇,。此外，公司緊跟客戶需求,，為客戶提供高附加值的差異化產(chǎn)品產(chǎn)品,，從而增強其在高端前沿產(chǎn)品領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。

　　環(huán)球晶圓：兼并收購搶占市場

　　環(huán)球晶圓目前已成為全球第三大半導(dǎo)體硅片廠商,，2020年市占率達到14.8%,。公司主要經(jīng)營地在中國臺灣，營運據(jù)點遍布亞洲,、歐洲及美國,。公司專注于半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)，主要生產(chǎn)硅錠,、50-30mm硅片、SOI硅片和化合物半導(dǎo)體材料等產(chǎn)品,。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電源管理元件,、車用功率元件、通信元件,、MEMS元件等領(lǐng)域,。

　　通過兼收并購實現(xiàn)自身的快速發(fā)展。2012年公司收購日本Covalent Materials子公司半導(dǎo)體硅晶圓業(yè)務(wù),，該公司前身為東芝陶瓷,。2016年7月，公司收購丹麥Topsil旗下半導(dǎo)體事業(yè)群,，取得FZ（Float Zone）技術(shù)和中子照射超純硅晶圓技術(shù),，成功從CZ跨入FZ半導(dǎo)體晶圓領(lǐng)域，并新增歐洲產(chǎn)能與客戶,。2016年12月公司收購美國SunEdison SEMIconductor（SEMI）,，生產(chǎn)能力大幅提升，同時取得SOI晶圓的技術(shù)和產(chǎn)能,。收購?fù)瓿珊?，公司由全球第六大半?dǎo)體硅片廠商一躍成為全球第三大半導(dǎo)體硅片廠商。

　　圖表21：環(huán)球晶圓并購歷程

　　資料來源：公司公告,，中金公司研究部

　　Siltronic AG：深耕硅片細分賽道

　　Siltronic總部位于德國慕尼黑,，于2015年在法蘭克福證券交易所上市，是世界排名第四的半導(dǎo)體硅片制造商，2020年市占率達到12%,。公司自成立以來深耕硅片領(lǐng)域,，自主研發(fā)歷史悠久。公司自1953年開始高純硅領(lǐng)域的初步研發(fā),， 1968年成立Wacker-Chemitronic有限公司,， 1984年生產(chǎn)出首批200mm硅片，1990年開始研發(fā)300mm晶圓,， 2004年 300mm硅晶圓制造廠在Freiberg開始生產(chǎn),；2004年，公司更名為Siltronic AG,；2006年,，公司與三星在新加坡合資成立分公司Siltronic Samsung Wafer， 300mm晶圓廠在新加坡開始建設(shè),；2008年,，新加坡合資公司的第一批晶圓于2008年1月30日發(fā)貨；2014年,，公司收購Siltronic Silicon Wafer Pte的78％股權(quán),。

　　圖表22：Siltronic發(fā)展歷程

　　資料來源：公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　SK Siltron：構(gòu)建全球化運營生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)

　　SK Siltron是全球第五大半導(dǎo)體硅片制造商,，主要經(jīng)營地位于韓國,，是韓國唯一一家本土半導(dǎo)體硅片廠商，2020年市占率達到11%,。公司主要客戶為本土的半導(dǎo)體廠商三星電子和SK海力士,，占據(jù)公司銷售額的50%。公司成立于1983年,，1996年建立200mm半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)線,，2002年建立300mm半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)線，2013年建立450mm試生產(chǎn)線,；2017年公司被SK Group收購,，更名為 SK Siltron；2019年公司收購杜邦SiC晶圓事業(yè)部,。

　　為確保高質(zhì)量硅片的穩(wěn)定供應(yīng),，公司建立了全球化的運營生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。2021年公司在美國投資超過6億美元建設(shè)晶圓廠,，主要用于電動汽車用SiC芯片,，年產(chǎn)量公司預(yù)計為6萬片左右。2020年公司總收入達到15.06億美元,，其中70%來自拋光硅片,，30%來自外延硅片,。公司海外收入占比達到50%，產(chǎn)品銷往中國大陸,、美國,、中國臺灣、日本,、新加坡等地區(qū),。

　　圖表23：SK Siltron發(fā)展歷程

　　資料來源：公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　我們認為硅片行業(yè)資本投入和技術(shù)壁壘較高,，導(dǎo)致前期收益較薄,，因此通過兼并收購、積極擴產(chǎn)建立規(guī)模優(yōu)勢有利于硅片廠商降低固定成本,，提升盈利能力,。

　　圖表24：五大硅片廠商情況對比

　　資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

　　硅片行業(yè)國產(chǎn)化情況分析

　　國內(nèi)各尺寸硅片國產(chǎn)化率差異較大,，12英寸硅片為未來突破關(guān)鍵

　　目前國內(nèi)硅片產(chǎn)業(yè)鏈基本已布局較為完善,，但整體國產(chǎn)化率仍偏低，其中硅片制造設(shè)備中單晶爐國產(chǎn)化率較高,，耗材中多晶硅國產(chǎn)化率較高,，其余則均處于海外進口階段；硅片生產(chǎn)階段目前6英寸及以下硅片國產(chǎn)化率較高,，8英寸硅片國產(chǎn)化率水平較低,，其中外延片略高于拋光片，12英寸硅片則處于剛實現(xiàn)“從0-1”突破的階段,，未來國產(chǎn)替代空間較大。

　　圖表25：硅片產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

　　資料來源：SEMI,，《集成電路產(chǎn)業(yè)全書》,，王陽元，2018,，中金公司研究部

　　國產(chǎn)化分析#1：6英寸及以下拋光片國產(chǎn)化率較高,，8英寸國產(chǎn)化率較低

　　研磨片：根據(jù)中國電子材料協(xié)會半導(dǎo)體材料分會統(tǒng)計，2017~2019年我國3~6英寸硅研磨片需求量分別為7,400萬片/年,、7,680萬片/年及7,200萬片/年,，中晶科技研磨片銷售量分別為 1,478萬片年、1,870萬片年和1,477萬片,，分別占總出貨量的20%,、24%、21%,，此外昆山中辰產(chǎn)能3~4寸約20萬片研磨片月產(chǎn)能,，成都青洋折合4英寸320萬片/月產(chǎn)能,，我們認為6英寸以下研磨片國產(chǎn)化率已較高。

　　拋光片：根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)統(tǒng)計6,、8英寸拋光片2020年全球出貨量分別達2,133,、4452萬片，我們對上市公司及擬上市公司進行出貨量口徑統(tǒng)計,，其中有研硅2020年6/8英寸拋光片出貨量分別為120/72萬片,，麥斯克出貨量達240/3萬片，金瑞泓6,、8英寸拋光片合計超200萬片,，Okmetics 8英寸及以下生產(chǎn)量為250萬片，中環(huán)股份2020年披露其出貨量面積627.26百萬平方英寸,，折合8英寸硅片1,248萬片,；根據(jù)華潤微電子招股說明書披露，2018年對金瑞泓,、國盛電子硅片采購量合計占40.35%,，我們認為國內(nèi)6拋光片國產(chǎn)化率超50%，8英寸國產(chǎn)化率約20~30%,。

　　圖表26：華潤微2019年1-6月硅片采購占比

　　資料來源：華潤微招股說明書,，中金公司研究部

　　圖表27：燕東微電子2021年硅片采購占比

　　資料來源：燕東微招股說明書，中金公司研究部

　　國產(chǎn)化率分析#2：6,、8英寸外延國產(chǎn)化率高于拋光片

　　由于部分硅片企業(yè)所用6,、8英寸外延設(shè)備可共用產(chǎn)線，因此我們將其合計統(tǒng)計,，根據(jù)賽迪顧問,，中國2020年外延片市場約12億美元，其中2020年金瑞泓,、國盛電子,、普興電子外延片銷售收入合計達20億元，市場份額達25%以上,，目前國內(nèi)具備8英寸硅外延片生產(chǎn)能力的公司有浙江金瑞泓,、昆山中辰(臺灣環(huán)球晶圓子公司)、河北普興,、南京國盛以及上海新傲等,，合計月產(chǎn)能為23.3萬片/月，8英寸外延片國產(chǎn)化率略低于6英寸外延片,，但整體高于拋光片,。

　　國產(chǎn)化率分析#3：12英寸硅片目前國產(chǎn)化率較低，國內(nèi)已陸續(xù)通過驗證

　　12英寸硅片目前國內(nèi)技術(shù)水平仍較低,，目前僅有滬硅產(chǎn)業(yè),、金瑞泓,、中環(huán)股份、奕斯偉等公司實現(xiàn)12英寸,，總體國產(chǎn)化率不足10%,，2021年滬硅產(chǎn)業(yè)出貨175萬片，立昂微,、中環(huán)股份均已通過12英寸硅片驗證,，且有少量出貨，國內(nèi)晶圓廠產(chǎn)能在100萬片,；目前國內(nèi)90-14nm,，64層及128層3D NAND拋光片、19nmDRAM拋光片及功率器件用外延片已實現(xiàn)批量供應(yīng),，我們認為隨著國內(nèi)廠商擴產(chǎn)未來12英寸硅片國產(chǎn)化率有望迅速提升,。

　　圖表28：上市公司2020年硅片出貨量統(tǒng)計

　　*外延片4~6英寸數(shù)據(jù)未直接披露，采取2019年披露數(shù)據(jù)

　　資料來源：SEMI,，各公司公告,，中金公司研究部

　　國內(nèi)12英寸硅片產(chǎn)能不斷擴建，未來有望加速實現(xiàn)國產(chǎn)替代

　　我國12英寸半導(dǎo)體硅片發(fā)展較晚,，2018年滬硅產(chǎn)業(yè)子公司上海新昇率先成為實現(xiàn)國產(chǎn)12英寸硅片規(guī)?；N售的企業(yè)，打破了我國12英寸硅片國產(chǎn)化率幾乎為零的局面,。目前擁有12英寸硅片生產(chǎn)能力的公司包括滬硅產(chǎn)業(yè),、中環(huán)股份、立昂微,、西安奕斯偉,、中欣晶圓等，并且多家8英寸及以下硅片廠商開始布局12英寸大硅片項目,。下游晶圓廠需要先對硅片產(chǎn)品進行認證,，才會將該硅片制造企業(yè)納入供應(yīng)鏈，一旦認證通過則不會輕易更換供應(yīng)商,，因此對于國內(nèi)硅片廠商而言，新增產(chǎn)能是切入下游晶圓廠,、加速國產(chǎn)替代的關(guān)鍵,。

　　圖表29：中國大陸12英寸硅片產(chǎn)能

　　資料來源：各公司公告，中金公司研究部

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