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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及半導(dǎo)體石英坩堝行業(yè)發(fā)展情況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 美晶新材    2024-04-01

石英坩堝行業(yè)的上游主要為石英砂行業(yè)，石英砂是石英坩堝的關(guān)鍵原材料，下游行業(yè)為半導(dǎo)體和光伏硅片制造行業(yè)。石英坩堝行業(yè)受其下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展影響較大。

隨著半導(dǎo)體制程的不斷縮小，芯片制造工藝對(duì)半導(dǎo)體硅片缺陷容忍度不斷降低，尤其是在邏輯、存儲(chǔ)等高端 IC（集成電路）芯片的制備過程中，對(duì)于半導(dǎo)體坩堝的潔凈度及均一性提出更為嚴(yán)苛的要求（高純半導(dǎo)體合成石英坩堝內(nèi)層要求 8N 以上純度）；在光伏領(lǐng)域，對(duì)于降本增效的追求，驅(qū)動(dòng)光伏硅片行業(yè)技術(shù)快速迭代，高品質(zhì)的大尺寸、長(zhǎng)壽命光伏石英坩堝需求持續(xù)提升。

（1）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)，擁有重要的地位。半導(dǎo)體材料制成的芯片是電子產(chǎn)品的核心，涉及到手機(jī)、電腦、電視、汽車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的元器件。

半導(dǎo)體行業(yè)主要包括設(shè)計(jì)、制造、封裝環(huán)節(jié)。

當(dāng)前主流為 8 英寸/12 英寸硅片，在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體頭部企業(yè)高強(qiáng)度研發(fā)投入下，國(guó)內(nèi) 12 英寸硅片關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，先進(jìn)制程硅片技術(shù)正在加速突破，但生產(chǎn)硅片相關(guān)的核心耗材仍以進(jìn)口為主，比如國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)約 2/3 市場(chǎng)份額由外資廠商占據(jù)。

半導(dǎo)體行業(yè)在經(jīng)歷了 2021 年高速增長(zhǎng)之后，隨著前期擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能的逐步釋放，以及受國(guó)際環(huán)境、全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩等因素影響，2022-2023 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速放緩，但 5G、自動(dòng)駕駛、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)。

據(jù)弗若斯特沙利文統(tǒng)計(jì)，2022 年全球晶圓制造市場(chǎng)規(guī)模為 5,819 億美元，同比增長(zhǎng) 7.38%，至 2027 年，行業(yè)規(guī)模有望達(dá)到 8,791 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)8.6%。

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模在國(guó)家政策、下游終端應(yīng)用市場(chǎng)擴(kuò)展的推動(dòng)下快速增長(zhǎng)，特別是人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)張，引領(lǐng)全球半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入新一輪上行周期。據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）數(shù)據(jù)，2022 年我國(guó)集成電路銷售額達(dá) 1,804 億美元，較 5 年前增長(zhǎng) 37.19%。

另外，在我國(guó)政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，我國(guó)集成電路行業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距逐步縮小，國(guó)產(chǎn)替代具備技術(shù)可行性，2022 年中國(guó)半導(dǎo)體銷售額占全球比例達(dá) 31.42%。2014-2022 年全球、中國(guó)半導(dǎo)體銷售額和中國(guó)占全球比例如下圖所示：

（2）半導(dǎo)體硅片發(fā)展情況

硅片是用量最大的半導(dǎo)體材料，90%以上半導(dǎo)體產(chǎn)品使用硅片制造。據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）統(tǒng)計(jì)，2022 年全球半導(dǎo)體硅片出貨面積達(dá) 147.13億平方英寸，同比增長(zhǎng) 3.9%；總營(yíng)收 138.31 億美元，同比增長(zhǎng) 9.5%，均創(chuàng)下歷史新高。

半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域具有技術(shù)門檻高、驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)的特性，目前行業(yè)龍頭仍為外資及臺(tái)資企業(yè)且行業(yè)集中度高，前五大半導(dǎo)體硅片廠商（Shin-Etsu、SUMCO、GlobalWafers、Siltronic AG、SK Siltron）合計(jì)市占率超過 85%。與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，目前中國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的分工仍處于相對(duì)弱勢(shì)地位，半導(dǎo)體材料和設(shè)備行業(yè)將成為未來增長(zhǎng)的重點(diǎn)。

中國(guó)是全球最大半導(dǎo)體終端產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)和制造市場(chǎng)。近年來，中國(guó)多次召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議、中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議、中央深改委會(huì)議等推動(dòng)實(shí)施半導(dǎo)體領(lǐng)域優(yōu)惠產(chǎn)業(yè)政策，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程快速推進(jìn)，也驅(qū)動(dòng)高端半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移。國(guó)內(nèi)企業(yè)隨著生產(chǎn)制造能力的提升，已初步實(shí)現(xiàn)小尺寸硅片的國(guó)產(chǎn)替代，并積極擴(kuò)大 12 英寸硅片產(chǎn)能。

硅片尺寸越大，在單片硅片上制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片的成本隨之降低。在同樣的工藝條件下，12 英寸半導(dǎo)體硅片的可使用面積超過 8 英寸半導(dǎo)體硅片的兩倍以上，可使用率（單位晶圓可生產(chǎn)的芯片數(shù)量）是 8 英寸半導(dǎo)體硅片的 2.5 倍左右，同時(shí) 12 英寸硅片在先進(jìn)制程上使用較多。未來，6 英寸硅片產(chǎn)能將逐步向 8 英寸轉(zhuǎn)移，而 8 英寸硅片產(chǎn)能將逐步向 12 英寸轉(zhuǎn)移，向大尺寸方向發(fā)展是半導(dǎo)體硅片行業(yè)基本的發(fā)展趨勢(shì)。

根據(jù)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)的公開披露信息及研究報(bào)告，截至 2022 年末，上海新昇的 12 英寸半導(dǎo)體大硅片營(yíng)收占比已從 2019 年的 14%增長(zhǎng)到 41%，并計(jì)劃投產(chǎn) 30 萬片/月集成電路用 12 英寸硅片，從而將大硅片月產(chǎn)能從 2022年底的30萬片擴(kuò)大至 60萬片；中環(huán)領(lǐng)先隨著 Logic、CIS、Power 等產(chǎn)品快速上量，大硅片產(chǎn)能將在 30 萬片/月的基礎(chǔ)上擴(kuò)產(chǎn)至 60 萬片/月；

奕斯偉自設(shè)立之初便瞄準(zhǔn)無位錯(cuò)、無原生缺陷、超平坦和優(yōu)良納米形貌的大硅片，已啟動(dòng)建設(shè)大硅片二期項(xiàng)目，達(dá)產(chǎn)后 12 英寸半導(dǎo)體硅片月產(chǎn)能將從 50 萬片增至 100 萬片；杭州立昂微電子股份有限公司的子公司浙江金瑞泓科技股份有限公司目前具備大硅片產(chǎn)能 15 萬片/月，計(jì)劃新增產(chǎn)能 40 萬片/月；杭州中欣晶圓半導(dǎo)體股份有限公司目前擁有 12 英寸半導(dǎo)體大硅片產(chǎn)能 20 萬片/月；有研硅擁有 10 萬片/月的 12 英寸半導(dǎo)體大硅片生產(chǎn)能力。隨著未來國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)的升級(jí)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)占有率將進(jìn)一步提升。

根據(jù)弗若斯特沙利文預(yù)測(cè)，中國(guó)半導(dǎo)體硅片出貨面積未來 5 年有望實(shí)現(xiàn)29.5%的復(fù)合增長(zhǎng)，遠(yuǎn)高于全球半導(dǎo)體硅片增速（5.6%）。

在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)對(duì)于大硅片（12 英寸）產(chǎn)能大幅擴(kuò)張的背景下，高品質(zhì)核心耗材的市場(chǎng)需求大幅上升?？紤]國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端帶來的技術(shù)封鎖風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片企業(yè)核心耗材的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的推進(jìn)更具緊迫性。

（3）半導(dǎo)體石英坩堝發(fā)展情況

據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，2022 年，全球半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)規(guī)模為 18.2 億元，其中大尺寸（12 英寸硅片用）石英坩堝市場(chǎng)規(guī)模為 10.5 億元。2027 年，全球半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 29.5 億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率 10.1%。

半導(dǎo)體石英坩堝行業(yè)壁壘較高，行業(yè)集中度高。從供給端來看，主要廠商為外資企業(yè)。據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)石英材料分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022 年全球半導(dǎo)體石英坩堝前三大生產(chǎn)廠商美國(guó) Momentive、日本 SUMCO JSQ、日本 Shin-EtsuQuartz 占據(jù)了市場(chǎng) 85%的份額，其中 Shin-Etsu Quartz、SUMCO JSQ 分別所屬的集團(tuán) Shin-Etsu、SUMCO 又是排名全球前二的半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商，與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)有直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，如競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系加劇，其可能會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)實(shí)施半導(dǎo)體石英坩堝的限制供應(yīng)，對(duì)于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極其不利。

從需求端來看，2022 年中國(guó)境內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝需求量占全球需求總量的15.93%。隨著中國(guó)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國(guó)境內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)需求也將快速上升，據(jù)弗若斯特沙利文預(yù)測(cè)，2027 年中國(guó)境內(nèi)半導(dǎo)體坩堝市場(chǎng)規(guī)模有望從 2022 年的 2.9億元增長(zhǎng)至 11 億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率 30.6%。中國(guó)境內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)

（4）半導(dǎo)體石英坩堝發(fā)展態(tài)勢(shì)

①隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)占有率有望提升

在國(guó)家政策的扶持下，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的建設(shè)力度持續(xù)加強(qiáng)，進(jìn)而有力帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上游石英坩堝需求的增長(zhǎng)。未來隨著半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)石英坩堝在半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率將得到進(jìn)一步提升。

②隨下游半導(dǎo)體硅片行業(yè)尺寸日趨大型化，大尺寸高純度半導(dǎo)體石英坩堝將占據(jù)主流

目前，國(guó)際半導(dǎo)體硅片出貨以 12 英寸硅片為主，我國(guó)半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商也開始加碼大硅片產(chǎn)能布局，近期國(guó)內(nèi)主要半導(dǎo)體硅片企業(yè)有將大硅片（12 英寸）產(chǎn)能翻倍的計(jì)劃。

下游半導(dǎo)體硅片行業(yè)尺寸日趨大型化加大了對(duì)大尺寸高純度半導(dǎo)體石英坩堝的需求。根據(jù)弗若斯特沙利文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，公司 2023 年上半年在中國(guó)境內(nèi)半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)份額為 23.90%，居行業(yè)第一，但仍有約 2/3 市場(chǎng)份額由外資廠商占據(jù)?？紤]國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端帶來的技術(shù)封鎖風(fēng)險(xiǎn)，我國(guó)半導(dǎo)體硅片企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體石英坩堝有更加緊迫性的需求。