進擊的硅片廠

來源：半導體產業縱橫

物聯網、智慧醫療、AR、VR、元宇宙等產業的全面發展，帶動著對半導體的需求。同時隨著全人類實現碳中和的目標被提上日程，數字化正在從汽車行業擴充到其他行業，這也將成為半導體產業的下一個增長點。2021年半導體全球銷量達到5559億美元，增長26.2%創歷史新高。 2021年電子產品需求激增，讓半導體器件出貨大漲，作為集成電路、分立器件、傳感器等半導體產品的關鍵材料，2021年的硅片市場的出貨量和銷售額也創下新高。2021年硅片面積出貨量同比增長14%至141.65億平方英寸，2021 年的硅片收入總計 126.17 億美元， 繼2007年后再創新高。  
全球硅片市占率排名第二的日本SUMCO表示公司 2026年芯片用硅片主要供應商已告罄，此外也有多家硅片供應商表示長期供應的客戶需求旺盛，硅片市場的供不應求可能再次掀起半導體供應鏈的缺貨漲價。
硅片——更大更強
硅材料具有耐高壓、反向漏電流小、效率高、使用壽命長、可靠性好、熱傳導好，并能在200度高溫下運行等優點，成為生產集成電路、分立器件、傳感器等半導體產品的關鍵材料，目前 95%以上的半導體芯片和器件由硅基材料制造。  
300mm的硅片多被用于制造存儲產品，更大的硅片尺寸有助于廠家攤銷每個裸片的制造成本。因此300mm硅片的前幾大客戶是三星、美光、SK海力士、鎧俠、西數等DRAM和NAND閃存供應商。此外，全球最大的四家純代工廠臺積電、Global Foundries、聯電、力晶，以及英特爾這些資金較為豐富的公司也有能力在300mm上投入大量資金。 使用200mm硅片制造的主要產品有用于大型顯示面板的驅動IC、CMOS圖像傳感器、MCU、PMIC、功率分立器件（包括MOSFET和IGBT）、指紋認證IC和觸摸傳感器IC、音頻編****等。因此可以看到除了純代工廠外200mm硅片主要流向模擬/混合信號 IC 和微控制器制造商，包括意法半導體、英飛凌、德州儀器等。 而較小硅片尺寸（即≤150mm）的硅片的主要使用者來自中國。華潤微電子和士蘭微電子都擁有非常大的150mm 硅片廠，主要用于生產模擬/混合信號 IC、功率器件和分立半導體。 下游應用需求全線開花，讓300mm、200mm和150mm尺寸的硅片需求強勁，不過，受成本因素影響300mm硅片正在成為硅片廠投資的熱門方向。  
硅片的面積越大，同一片硅片上可生產出的芯片就越多，有助于成本的降低。因此IC制造都在將生產轉移到300mm的硅片上。全球硅片產能研究顯示，截至 2020 年 12 月，共有 63 家公司擁有和運營 200 毫米硅片廠，有 28 家公司擁有和經營 300 mm硅片廠。 據集邦咨詢數據，至2025年全球前10大硅片代工廠的年復合增長率約為10%，其中300mm硅片產能的年復合增長率高達13.2%左右，但200mm的硅片的年復合增長率只有3.3%。200mm硅片被“淘汰”不僅是因為單片硅片出貨量少，還因為開發制造200mm硅片設備的廠商很少，而且硅片代工廠也很難獲得二手制造設備，這就導致200mm硅片擴產成本高，硅片代工廠大多不會擴產。
硅片廠擴產熱潮正在到來 今年2月，環球硅片收購德國世創一案失敗，讓半導體行業的目光再次集中到了各大硅片廠。雖然德國方面稱本次收購失敗是由于收購案在其他國家過審時間較晚導致無法在最后期限前交由德國政府審批，但在歐盟承諾投入110億歐元啟動國內硅片和半導體制造的動作之中，不得不讓人猜測，即使時間允許歐盟也未必會允許本土的硅片廠被收購。 而面對收購失敗，環球硅片并沒有放棄自己的擴張計劃，隨即宣布將在美國、歐洲和亞洲投資36億美元，其中20億美元用于建設新工廠，16億美元用于增加現有設施的產能。 除了環球硅片外，日本東芝也宣布了硅片擴張計劃。近日，東芝表示希望在石川縣打造一座新的制造工廠，且有望于 2024 年投入運營，擴建后東芝的產能有望增長至2021年的 2.5 倍。 在全球硅片市場的高度景氣之下，國內的硅片廠也紛紛擴充產能，為國內半導體生產做好“后勤工作”。 2021年12月，國內最大的半導體硅片制造企業之一滬硅產業募資50億元，用于300mm高端硅片研發與中試項目。產線建設完成后，滬硅產業將新增30萬片/月300mm半導體硅片產能。2022年1月28日，新昇半導體擬投入34.6億元建設“集成電路硅材料工程研發配套”項目，擬建設一座硅材料工程技術研發實驗基地。 2022年2月7日，立昂微宣布控股子公司金瑞泓微簽署了《關于國晶（嘉興）半導體有限公司之重組框架協議》。公司擬收購國晶半導體58.69%股權，進一步擴充300mm硅片產能。中環股份也宣布對子公司中環領先實行增資擴股，以實現未來300mm硅片廠能的擴張。 過去半導體硅片行業景氣度只能持續半年至三個季度，而這一輪景氣到現在仍沒有見頂。硅片出貨量和收入二者同步的強勁增長反映了現代經濟對硅片的嚴重依賴，盡管半導體市場有著一定的周期性，但從長遠來看，世界對硅片的需求只會上升。 半導體硅片的提純和加工技術門檻極高，整個行業集中度很高，全球硅片市占率前五的日本信越化學、日本SUMCO、德國Siltronic、中國臺灣環球硅片、韓國SK Siltron，占據了近九成的市場份額，2017年之前，我國300mm硅片仍需依賴進口，不過滬硅產業的子公司新昇半導體打破了我國300mm半導體硅片國產化率幾乎為0%的局面。環球硅片收購案的失敗標志著各國對于硅片產能日益增長的重視，而國內硅片廠的旺盛發展，正是國內半導體企業保持產能穩定的底氣來源。

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