大陆半导体奋起直追 材料及设备行业期待更多突破

　　半导体主要材料寡头垄断严重，国内奋起直追

　　在半导体材料中，大硅片的占比最高，达到 32%的水平，掩膜版、电子气体、 CMP 材料、光刻胶合计占比近 80%，是影响半导体制造流程中最主要的材料。而占比最高的几大类都是海外寡头垄断。材料行业的发展限制很多在于专利壁垒，而国内正通过交叉授权专利、自主研发等方式解决国外垄断情况。

　　各晶圆材料占比情况

　　(1)大硅片国产化还是必然趋势

　　硅片的制备过程把硅锭切割成晶圆(硅片)，并对硅片进行抛光和清洗。 大硅片占整个半导体材料市场的 32%左右，行业市场空间 76 亿美元。国内半导体硅片市场规模为 130 亿元左右，占国内半导体制造材料总规模比重达 42.5%。而这一领域主要由日本厂商垄断，我国 6 英寸硅片国产化率为 50%， 8 英寸硅片国产化率为 10%， 12 英寸硅片完全依赖于进口。

　　全球大硅片市场规模(单位：十亿美元)

　　目前市场上在使用的硅片有 200mm( 8 英寸)、 300mm( 12 英寸)硅片。 由于晶圆面积越大，在同一晶圆上可生产的集成电路 IC 越多，成本越低，硅片的发展趋势也是大尺寸化。

　　12 英寸硅片主要用于生产 90nm-28nm 及以下特征尺寸( 16nm 和 14nm)的存储器、数字电路芯片及混合信号电路芯片，是当前晶圆厂扩产的主流。

　　由于面临资金和技术的双重压力，晶圆厂向 450mm( 18 英寸)产线转移的速度放缓， 根据国际预测，到 2020 年左右， 450mm 的硅片开发技术才有可能实现初步量产。

　　硅片尺寸分类及主要应用

　　300mm 硅片自 2009 年起成为全球硅圆片需求的主流(大于 50%)，预计占比将持续增加，至 2017年将达到 75%。

　　全球不同尺寸硅片市场现状及发展预测(单位：百万平方英寸)

　　拥有 300mm 产能最多的公司包括存储器厂商(三星、美光、海力士与东芝/SanDisk)、全球最大半导体厂商英特尔、全球最大的两家代工厂台积电与 GlobalFoundries。

　　国内生产的主要是 6 寸硅片， 8 寸的自给率不到 10%， 12 寸的没有公司能够生产。 而现在到未来的 10-15 年， 12 寸的都是主流。国际上前 6 家硅片生产企业占全球的 94%。

　　信越 ：唯一一家自 80 年代中期以来持续盈利的硅片公司，市场份额 27%。

　　SUMCO：公司由三菱硅材料和住友材料 Sitix 分部的合并而来，市场份额 26%。

　　Siltronic：德国化工企业瓦克( Wacker)的子公司，市场份额 14%(被LG收购)。

　　MEMC/SunEdison：有着 50 年商业硅晶制造历史的美国上市公司，市场份额 11%。

　　LG Siltron：韩国电子系统公司的分支，市场份额 10%(被环球晶圆收购)。

　　SAS(中美矽晶)：中国台湾硅片制造商，通过收购 Globitech 和 Covalent， SAS 进入了尖端 IC应用的半导体硅片市场，市场份额 6%。

　　半导体硅片行业是寡头垄断局面

　　目前， 国内对 12 英寸硅片的需求量为 45 万片/月-50 万片/月，几乎全依赖进口，根据《中国大陆集成电路产业发展纲要》，预计到 2017 年晶圆需求将突破 60 万片/月， 2020 年超过 100 万片/月，国内缺口大，国产化是必然趋势。

　　大硅片的发展瓶颈一方面来自于专利技术，海外半导体行业发展较早， 日，美、德、日、韩等国已经为本国的制作工艺申请了层层专利保护， 但基础专利无路可绕， 国外出于利益角度不愿意将专利售于中国大陆。

　　另一方面，大硅片的投资额和技术难度也较大， 通常，建 1 条月产 20 万片的 300mm 抛光硅片的生产线仅主要生产设备的投资就需要约 4 亿美元，而建 1 条月产 20 万片 200mm 抛光硅片的生产线总投资约 2 亿美元。 而良率的突破也是难题， 此前虽然有国内研发机构曾经做过 12 寸大硅片，研发成功，但由于良率不高还不能量产。

　　国内 300mm 大硅片项目现由上海新阳参股子公司新昇半导体进行，目标是突破海外垄断，实现大规模量产。

　　上海新阳的大硅片业务投资和产能情况