【研報】半導體行業硅片深度報告：半導體材料硅片投資寶典-20200407[46頁].pdf

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1、 1/46 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 專 題 半導體行業半導體行業 報告日期：2020 年 4 月 7 日 半導體材料硅片投資寶典半導體材料硅片投資寶典 硅片深度報告 行 業 公 司 研 究 半 導 體 行 業 ：孫芳芳 執業證書編號： S1230517100001 ：021-80106039 ： 行業行業評級評級 半導體 看好 Table_relateTable_relate 相關報告相關報告 1半導體設備/材料迎來國產代替窗口 期2020.03.12 2 【浙商電子行業點評】GaN（氮化鎵） 市場的爆發前夜2020.02.16 3 智能醫療： 疫情過后的物聯網新機會 2020.02

2、.05 4半導體行業處于上升軌道，各環節國 產替代有序進行2018.02.06 5 一 周 行 業 要 聞 及 觀 點 傳 遞 8.21-8.272017.08.28 報告撰寫人： 孫芳芳 數據支持人： 孫芳芳、蔣鵬 報告導讀報告導讀 修訂版瓦森納協議將大硅片納入限制范疇，大硅片國產代替速度將 超預期。 投資要點投資要點 催化劑：修訂版瓦森納協議將硅片列入限制范疇催化劑：修訂版瓦森納協議將硅片列入限制范疇 1、 修訂版瓦森納協議對 300mm 直徑硅晶圓的切割，研磨，拋光，包括 在晶圓平整度方面進行了技術限制。 2、 新的限制主要針對 16nm 及以下的硅片技術，對于先進制程的發展起到至 關重

3、要的作用。新限制加速了國產化進程。 8 寸硅片：寸硅片：大規模量產，迎來全面國產代替大規模量產，迎來全面國產代替 1、 8 寸硅片，代替已經開始：寸硅片，代替已經開始：國內以硅產業集團，中環股份在內的多家公司 已經打入國內供應鏈體系，并且穩定供貨。其中硅產業 2019 年前三季度 營收突破 8 億元；中環 2019 年硅片營收超過億元。 12 寸硅片：寸硅片：測試硅片測試硅片量產量產，產品硅片即將爆發，產品硅片即將爆發 1、 12 寸硅片，寸硅片，從從測試到產品：測試到產品：12 寸硅片涉及到的制程難度比 8 寸硅片要高， 國產化率較低。國產硅片只是小批量供應測試硅片，短期小批量供應 12 寸

4、產品硅片；在國內新建晶圓廠的建設下，將迎來國產代替的爆發期。 新建晶圓廠新建晶圓廠：國產硅片迎來爆發增長的關鍵國產硅片迎來爆發增長的關鍵 1、 修訂版協議，硅片國產代替意愿增加：修訂版協議，硅片國產代替意愿增加：新的限制不僅僅是對于硅片廠商的 限制，也是對晶圓廠的限制，由于硅片是晶圓廠的直接原料，硅片的穩定 供應是晶圓廠發展的保證。 2、 新建晶圓廠，硅片國產代替新建晶圓廠，硅片國產代替主要載體主要載體：老晶圓廠由于產品線較完整，客戶 群體較為固定，所以國產代替意愿并不強烈。新建晶圓廠在硅片選擇，制 程調整和客戶驗證方面都比較靈活，新建晶圓廠是國產硅片的主要方向。 3、 窗口期到來，窗口期到來

5、，硅片需求突破硅片需求突破 200 億元億元：2020 年2022 年是中國大陸晶圓廠 投產高峰期，以長江存儲，長鑫存儲等新興晶圓廠和以中芯國際先進制程 為代表的國內晶圓廠在未來 3 年內迎來密集投產。國產硅片需求突破 200 億元。 關注關注硅片標的：硅片標的： 在 8 寸和 12 寸硅片，客戶認證數量及產能優勢明顯代表企業有滬硅產業（科 創板） ，超硅半導體；區熔硅片及小尺寸（5-6 英寸）硅片優勢明顯代表企業為 中環股份；重摻雜硅片優勢明顯代表企業為立昂微電（擬上市） ；具備技術儲 備及新切入硅片新秀，代表企業為有研新材、奕斯偉等。 風險提示：風險提示：1）客戶進展較慢；）客戶進展較慢；

6、2）價格下降；）價格下降；3）景氣度下行）景氣度下行 行業催化劑：行業催化劑： 1）晶圓廠建設超預期；）晶圓廠建設超預期；2）國產替代率超預期）國產替代率超預期 證 券 研 究 報 告 table 半導體行業專題半導體行業專題 2/46 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 正文目錄正文目錄 1. 硅片：半導體大廈的基石硅片：半導體大廈的基石 . 6 1.1. 硅片：半導體大廈的基石 . 6 1.2. 光伏硅片 vs 半導體硅片 . 7 1.3. 半導體硅片技術發展路徑 . 8 1.3.1. 常用半導體硅片 . 8 1.3.2. 絕緣體上硅硅片 . 10 2. 硅片：制造難度大且壁壘高硅片：制造難

7、度大且壁壘高 . 13 2.1. 硅片制造技術過程 . 13 2.1.1. CZ（直拉法） . 13 2.1.2. FZ（區熔法） . 14 2.2. 硅片制造成本分析 . 15 2.2.1. 新能源硅片制造成本 . 15 2.2.2. 半導體硅片制造成本 . 16 2.3. 硅片制造主要壁壘 . 17 3. 硅材：仍將是未來主流材料硅材：仍將是未來主流材料 . 19 3.1. 目前：硅是主要半導體材料 . 19 3.2. 未來：化合物無法代替硅材 . 20 4. Fab 為王，硅片市場潛力巨大為王，硅片市場潛力巨大 . 22 4.1. 全球硅片消耗量迎來增長周期 . 22 4.2. 中國半導

8、體硅片市場空間巨大 . 23 4.2.1. 半導體制造業轉向中國 . 23 4.2.2. 產能擴張導致需求增加 . 25 4.3. 中國大陸硅片市場空間廣闊 . 27 4.3.1. 硅片市場迎來“量”的增長 . 27 4.3.2. 硅片市場迎來“價”的增加 . 29 4.3.3. 未來硅片市場空間廣闊 . 29 5. 硅片主要廠商，國產代替勢在必行硅片主要廠商，國產代替勢在必行 . 31 5.1. 國際主流廠商. 31 5.1.1. 信越化學 . 31 5.1.2. 住友勝高 . 32 5.1.3. Siltronic AG . 33 5.1.4. 環球晶圓 . 33 5.2. 中國主要廠商.

9、 34 mNsNoOnRqNqOpNnMqPyRnO7NcMbRoMnNtRrRkPmMqMiNqQxO8OnNxPNZnQpPxNnOwP table 半導體行業專題半導體行業專題 3/46 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5.2.1. 硅產業集團 . 35 5.2.2. 中環半導體 . 38 5.2.3. 超硅半導體 . 40 5.2.4. 立昂微電子 . 40 5.2.5. 有研新材 . 44 5.2.6. 奕斯偉 . 45 圖表目錄圖表目錄 圖 1：硅元素和硅片 . 6 圖 2：半導體硅片和光伏硅片 . 6 圖 3：單晶硅晶胞結構 . 6 圖 4：單晶 SiC 晶胞結構 . 6 圖

10、5：單晶硅和多晶硅的晶胞排序 . 7 圖 6：單晶硅和多晶硅的外表 . 7 圖 7：單晶硅電池片正反面 . 7 圖 8：多晶硅電池片正反面 . 7 圖 9：半導體硅片制造過程 . 8 圖 10：不同尺寸晶圓的參數 . 8 圖 11：硅片大小的發展 . 8 圖 12：外延硅片生長過程 . 9 圖 13：外延片的不同參雜 . 9 圖 14：普通硅片 MOS 結構 . 10 圖 15：SOI 硅片 MOS 結構 . 10 圖 16：四種制造 SOI 硅片技術 . 10 圖 17：離子注入方式形成絕緣體上硅 . 11 圖 18：wafer bonding 方式形成絕緣體上硅 . 11 圖 19：sim

11、-bond 方式形成絕緣體上硅 . 12 圖 20：Smart-cut 方式形成絕緣體上硅 . 12 圖 21：CZ（直拉法）半導體硅片制造過程 . 13 圖 22：CZ 法拉單晶示意圖 . 13 圖 23：CZ 法拉單晶的方法 . 14 圖 24：拉單晶之后的硅棒 . 14 圖 25：FZ 法拉單晶空間結構 . 14 圖 26：FZ 拉單晶示意圖 . 14 圖 27：CZ 法拉單晶成本結構 . 15 圖 28：CZ 法拉單晶過程成本結構 . 15 圖 29：多晶硅片成本結構 . 15 圖 30：多晶硅長晶成本結構 . 15 圖 31：2018 年硅產業營業成本構成 . 16 table 半導體行業專題半導體行業專題 4/46 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖 32：2018 年硅產業原材料構成 . 16 圖 33：2018 年硅產業制造費用占比 . 16 圖 34：2018 年硅產業集團部分成本構成（單位：萬元） . 16 圖 35：硅片制造產業的主要壁壘 . 17 圖 36：晶圓材料占比 . 19 圖 37：不同材料晶圓的適用范圍 . 19 圖 38：不同晶圓尺寸對比 . 20 圖 39：全球代工廠市占率 .