電子元器件行業：硅片供需缺口持續國產替代前景可期-220514（35頁）.pdf

1、 1 硅片硅片供需缺口持續，國產替代前景可供需缺口持續，國產替代前景可期期 硅片需求持續硅片需求持續增長增長，國內占比持續提高：，國內占比持續提高：硅片是體量最大的半導體材料，占據晶圓制造材料 35%的份額，2020 年全球市場規模為 112 億美元，預計 2021 年可達 125 億美元，同比增長 12%。在 5G、物聯網、汽車電子、云計算等需求的帶動下，半導體景氣持續高漲，半導體硅片市場持續向好。根據 SEMI，預計 2021 年全球硅片出貨增幅將達 13.9%至 140 億平方英寸，創歷史新高，預計 2022 年/2023 年/2024年出貨量增幅達 6.4%/4.6%/2.9%至 14

2、8.96/155.81/160.33 億平方英寸。從國內的市場來看，2020 年中國大陸半導體硅片市場規模 13 億美元，2016-2020 年均復合增長率為 29.17%，遠高于同期全球的11.68%，中國大陸半導體硅片市場規模占比持續提高。 硅片大廠擴產滯后下游硅片大廠擴產滯后下游需求需求，供需缺口有望持續：，供需缺口有望持續： 半導體行業高景氣帶動晶圓廠加大資本開支，提高產能，根據 IC Insights 數據，預計2022 年集成電路行業產能增長 8.7%達到 2.64 億片（約當 8 寸），產能利用率 93.0%，基本與 2021 年持平，晶圓產能的提高將帶動上游半導體材料如硅片等市

3、場需求增長。從上游的硅片廠商情況來看，行業龍頭日本盛高、環球晶圓、Siltronic、SK Siltron 等均提出了不同規模的擴產計劃，其中日本盛高計劃斥資 2287 億日元加快生產 12 英寸硅片，預計 2023 下半年開始陸續投產；環球晶圓將在現有工廠和新廠逐步擴產，總金額最高達 1000 億臺幣，預計 2023 年下半年開始逐季度增加。硅片大廠目前基本處于滿產滿銷狀態，新增產能要從 2023 年下半年開始才陸續釋放，滯后于下游晶圓廠的擴產節奏，行業供需缺口有望持續擴大。 海外巨頭長期壟斷硅片市場，國產替代前景可期：海外巨頭長期壟斷硅片市場，國產替代前景可期：目前全球半導體硅片大部分被海

4、外廠商壟斷，根據 IC Insights 數據，2020 年日本的信越化學，日本盛高（SUMCO），中國臺灣的環球晶圓，德國的Siltronic 以及韓國的 SK Siltron 合計市場份額超過 85%。大陸半導體硅起步較晚，國產化率低，特別是 12 寸硅片，國內應用于先進制程的12 寸半導體硅片幾乎全部依賴于進口。目前，國內廠商部分廠商如滬硅、立昂微、中環股份等已經具備 12 寸硅片國產替代能力，通過國內主流晶圓廠驗證，產能快速釋放，國產替代加速推進。 投資建議：投資建議：推薦國內 12 寸半導體硅片龍頭立昂微、滬硅產業、中環股份，建議關注國內 8 寸硅片廠商神工股份、中小尺寸硅片廠商中晶

5、68812Tabl e_Ti t l e 2022 年年 05 月月 14 日日 電子元器件電子元器件 Tabl e_BaseI nf o 行業深度分析行業深度分析 證券研究報告 投資投資評級評級 領先大市領先大市-A 維持維持評級評級 Tabl e_Fi rst St oc k 首選股票首選股票 目標價目標價 評級評級 605358 立昂微 155.00 買入-A 688126 滬硅產業-U 33.89 買入-A 002129 中環股份 55.30 買入-A Tabl e_Fi rst St oc k Tabl e_C hart 股價表現股價表現 資料來源：Wind資訊 % 1M 3M 12

6、M 相對收益相對收益 -5.18 -11.73 1.78 絕對收益絕對收益 -12.31 -27.38 -19.98 馬良馬良 分析師 SAC執業證書編號：S1450518060001 021-35082935 郭旺郭旺 分析師 SAC執業證書編號：S1450521080002 Tabl e_R eport 相關報告相關報告 -25%-17%-9%-1%7%15%23%2021-052021-092022-01電子(中信) 滬深300 2 科技以及擬通過資產重組布局半導體外延材料的鳳凰光學。 風險提示：風險提示：市場競爭加??；下游需求衰減；國產替代不及預期。 PZiZiVlYzRzQnP8Od

7、NaQpNmMtRnPjMmMnQeRoPpR9PmNqQxNoMtNvPtQtP 3 行業深度分析/電子元器件 內容目錄內容目錄 1. 硅片為制造芯片的核心載體材料硅片為制造芯片的核心載體材料 . 6 1.1 硅片是芯片制造的核心原材料，技術壁壘高 . 6 1.2 大尺寸化、制程升級為行業趨勢，12 寸硅片占比持續提高. 8 2. 半導體硅片景氣高漲，供需缺口有望持續擴大半導體硅片景氣高漲，供需缺口有望持續擴大 . 9 2.1 半導體景氣高漲，帶動上游材料市場需求擴張. 9 2.2 半導體硅片是占比最高的材料，長期受益于大數據、汽車電子發展 .11 2.3 半導體硅片迎量價齊升，海外龍頭公司

8、看好行業高景氣延續 . 14 2.4 半導體硅片新增產能周期較長釋放滯后于晶圓廠，供需缺口有望持續擴大 . 15 3. 海外巨頭長期壟斷硅片市場，國內企業奮起直追海外巨頭長期壟斷硅片市場，國內企業奮起直追 . 17 3.1 半導體硅片技術壁壘高，海外巨頭長期壟斷市場. 17 3.2 國產替代空間廣闊，國內廠商加速布局 12 寸硅片 . 21 4. 相關標的相關標的 . 23 4.1 滬硅產業：國內半導體硅片龍頭，引領 12 寸國產替代. 23 4.2 立昂微：盈利能力大幅提高，12 寸硅片產能快速釋放 . 25 4.3 中環股份：光伏、半導體硅片齊頭并進，12 寸硅片產能快速提高 . 27 4

9、.4 神工股份：刻蝕單晶硅材料龍頭，硅零部件、8 寸硅片打開新增空間. 29 4.5 中晶科技：中小尺寸硅片的領先廠商 . 31 4.6 鳳凰光學：擬資產重組布局半導體外延材料. 32 5. 風險提示風險提示 . 33 5.1 市場競爭加劇 . 33 5.2 下游需求衰減 . 33 5.3 技術研發不達預期. 33 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1：半導體行業產業鏈：半導體行業產業鏈 . 6 圖圖 2：芯片制作的其他環節及下游應用：芯片制作的其他環節及下游應用 . 6 圖圖 3：硅片制備基本流程：硅片制備基本流程 . 7 圖圖 4：直拉法基本流程：直拉法基本流程 . 7 圖圖 5：懸浮區熔法單晶生長

10、示意圖：懸浮區熔法單晶生長示意圖 . 8 圖 6：外延片結構 . 8 圖 7：SOI硅片結構. 8 圖 8：全球不同半導體硅片出貨面積 . 9 圖 9：不同尺寸硅片的出貨比例（按面積計算）. 9 圖圖 10：不同制程芯片的市場占有率：不同制程芯片的市場占有率. 9 圖圖 11：全球半導體材料全球半導體材料市市場規模及同比場規模及同比.11 圖圖 12：中國半導體材料中國半導體材料市場規模及同比市場規模及同比.11 圖 13：2020 年全球晶圓制造材料市場結構. 12 圖 14：全球半導體硅片市場規模 . 12 圖圖 15：中國半導體硅片中國半導體硅片市場規模及同比市場規模及同比. 12 圖

11、16：12 寸硅片應用結構 . 13 圖 17：8 寸硅片應用結構 . 13 4 行業深度分析/電子元器件 圖圖 18：全球數據流量預測：全球數據流量預測. 14 圖 19：汽車電子占整車制造成本比例 . 14 圖 20：汽車電子對各尺寸硅片的需求 . 14 圖 21：全球半導體硅片出貨量走勢. 15 圖 22：全球半導體硅片平均價格走勢 . 15 圖 23：全球 12 英寸半導體硅片需求預測及現有產能 . 15 圖 24：全球 12 英寸半導體硅片供需情況預測. 16 圖圖 25：半導體硅片市場競爭格局（：半導體硅片市場競爭格局（2020年）年） . 18 圖 26：信越化學半導體硅片營業情

12、況 . 18 圖 27：信越化學營收占比情況. 18 圖 28：信越化學 FY2022 各業務營收占比 . 19 圖 29：信越化學 FY2022 各業務營收和利潤情況（億日元） . 19 圖 30：盛高營收及同比 . 19 圖 31：盛高凈利潤及同比. 19 圖 32：環球晶圓營收及同比 . 20 圖 33：環球晶圓凈利潤及同比. 20 圖 34：德國世創營收及同比 . 21 圖 35：德國世創凈利潤及同比. 21 圖 36：SK siltron 營收及同比 . 21 圖 37：SK siltron 凈利潤及同比 . 21 圖圖 38：全球半導：全球半導體產業的三次產業轉移體產業的三次產業轉

13、移. 22 圖圖 39：半導體硅片產能擴充速度高于全球：半導體硅片產能擴充速度高于全球 . 22 圖 40：滬硅產業主要客戶. 24 圖 41：滬硅產業營收及同比增速（單位：億元）. 25 圖 42：滬硅產業利潤情況（單位：億元） . 25 圖 43：半導體硅片在半導體（硅基）產業鏈中的位臵. 26 圖 44：半導體分立器件在半導體（硅基）產業鏈中的位臵. 26 圖 45：2017-2021 年立昂微主營業務構成（單位：億元）. 26 圖 46：2021 年立昂微主營業務構成 . 26 圖 47：立昂微營收及同比增速（單位：百萬元）. 27 圖 48：立昂微歸母凈利潤及同比增速（單位：百萬元）

14、 . 27 圖 49：中環股份混改經過梳理. 27 圖 50：中環股份產品應用領域. 28 圖 51：2021 年中環股份營收結構. 28 圖 52：中環股份營收及同比增速（單位：億元）. 29 圖 53：中環股份歸母凈利潤及同比增速（單位：億元） . 29 圖 54：神工股份營收結構. 30 圖 55：神工股份營收及同比增速（單位：億元）. 31 圖 56：神工股份歸母凈利潤及同比增速（單位：億元） . 31 圖圖 57：中晶科技營收結構（億元）：中晶科技營收結構（億元）. 31 圖圖 58：中晶科技分業務毛：中晶科技分業務毛利率利率. 31 圖圖 59：中晶科技營收情況（億元）：中晶科技營

15、收情況（億元）. 32 圖圖 60：中晶科技盈利情況（億元）：中晶科技盈利情況（億元）. 32 圖 61：鳳凰光學營收情況（億元）. 33 圖 62：鳳凰光學盈利情況（億元）. 33 5 行業深度分析/電子元器件 表 1：半導體市場規模及預測. 10 表 2：2016-2022F IC 行業產能趨勢（約當 8 英寸）. 10 表 3：不同尺寸硅片的應用領域 . 13 表 4：硅片生產主要設備. 17 表 5：國內主要硅片公司 12 英寸硅片擴產計劃 . 23 表 6：硅片生產主要設備. 24 6 行業深度分析/電子元器件 1. 硅片硅片為為制造制造芯片的核心芯片的核心載體載體材料材料 1.1

16、硅片是芯片制造的核心原材料，技術壁壘高硅片是芯片制造的核心原材料，技術壁壘高 硅片是半導體制造核心原材料：硅片是半導體制造核心原材料：半導體硅片是生產集成電路、分立器件、傳感器等半導體產品的關鍵材料，是半導體產業鏈基礎性的一環，其核心工藝包括單晶工藝、成型工藝、拋光工藝、外延工藝等，技術專業化程度頗高。通過對硅片進行光刻、離子注入等手段，可以制成各種半導體器件，目前 90%以上的半導體產品使用硅基材料制造。半導體硅片行業屬于技術密集型行業，具有研發投入高、研發周期長、研發風險大的特點，同時半導體硅片也是我國半導體產業鏈與國際先進水平差距最大的環節之一。 圖圖 1：半導體行業產業鏈：半導體行業產

17、業鏈 資料來源：公司公告，安信證券研究中心 硅片的質量直接決定下游晶圓生產的良率。晶圓的加工是整個半導體產業的第二環節，而硅片的質量決定了下游 IDM 和 Fountry 廠商所生產的晶圓的良率，因此硅片廠商想要進入IDM和 Fountry 廠商的供應鏈需要經過較長時間的驗證且一經確定后不會被輕易替代。晶圓加工完成后再經過封測環節及可得到芯片。而芯片按照用途不同主要可以分為傳感器類芯片、計算類芯片、存儲類芯片、連接器類芯片和模擬芯片等。 圖圖 2：芯片制作的其他環節及下游應用：芯片制作的其他環節及下游應用 資料來源：中芯國際招股書，安信證券研究中心整理 硅片制備流程復雜，技術難度高。硅片制備流

18、程復雜，技術難度高。半導體產業使用的是單晶硅片，其生產流程為，首先從 7 行業深度分析/電子元器件 硅礦中制備多晶硅，多晶硅在單晶爐內的培育生長生成單晶硅棒，單晶硅棒經過切割、倒角、研磨、刻蝕、拋光、清洗等環節，得到硅片成品。制備過程的技術重難點包括硅片純度、氧含量、表面顆粒、晶體缺陷、表面/體金屬含量、翹曲度、平整度、體電阻率等參數的控制。最終產出的硅片需要達到高純度、低雜質含量、高平坦度的要求，并且具有特定的電學性能。 圖圖 3：硅片制備基本流程：硅片制備基本流程 資料來源：Siltronic，安信證券研究中心 單晶硅片是單晶硅棒經由一系列工藝切割而成的，目前制備單晶硅的方法主要有直拉法（

19、 CZ 法）和懸浮區熔法（ FZ 法）；該技術的重點在于保證拉制出的硅錠保持極高純度水平（純度至少為 99.999999999%）的同時，有效控制晶體缺陷的密度。 直拉法：在一個直筒型的熱系統用石墨電阻加熱，將裝在高純度石英坩堝中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔點的溫度，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，同時轉動籽晶，再反轉坩堝，籽晶緩慢向上提升，經過引晶、放大、轉肩、等徑生長、收尾等過程，得到單晶硅。 圖圖 4：直拉法基本流程：直拉法基本流程 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 懸浮區熔法的原理是將圓柱形硅棒固定于垂直方向，利用高頻線圈在單晶籽晶和其上方懸掛的多晶硅棒的接觸處產生熔區，這兩個

20、棒朝相反方向旋轉；然后將在多晶棒與籽晶間只靠表面張力形成的熔區沿棒長逐步向上移動進行單晶生長，單晶棒的直徑主要由頂部和底部的相 對旋轉速率控制。相比懸浮區熔法，直拉法成本更低，生長速率較快，更適合大尺寸（12 英寸）單晶硅棒的拉制，目前約 85%單晶硅片皆由直拉法制成，主要應用在邏輯、存儲器芯片中。懸浮區熔法很適合制作電力電子器件（因為產出的硅片電阻率較高），懸浮區熔法制備的單晶硅占有的市場份額較?。s 15%）。 8 行業深度分析/電子元器件 圖圖 5：懸浮區熔法單晶生長示意圖：懸浮區熔法單晶生長示意圖 資料來源：半導體材料，安信證券研究中心 按單晶硅棒后續處理的不同工藝，硅片可分為拋光片、

21、外延片、按單晶硅棒后續處理的不同工藝，硅片可分為拋光片、外延片、SOI 硅片等。硅片等。 拋光片（拋光片（PW）：由單晶硅棒經過切割、研磨、拋光等工藝而產出。）：由單晶硅棒經過切割、研磨、拋光等工藝而產出。拋光片應用廣泛，目前半導體行業所使用的硅片 70%都為拋光片，既可直接用于制作存儲芯片與功率器件等半導體器件，又可作為外延片、SOI片的襯底材料。 外延片（外延片（EW）：以拋光片為襯底，沿著原來的結晶方向生長出一層新單晶層（外延層）：以拋光片為襯底，沿著原來的結晶方向生長出一層新單晶層（外延層）而產出，即外延片而產出，即外延片=襯底襯底+外延層。外延層。隨著半導體制造工藝的進步，外延片應用

22、增加，占比逐漸上升，28nm 以上的制程都需要使用外延技術，故未來外延片將占據主流。外延片被大規模應用于對穩定性、缺陷密度、高電壓及電流耐受性等有高要求的半導體器件中，主要包括 MOSFET、晶體管等功率器件，以及 CIS、PMIC 等模擬器件，終端應用包括汽車、高端裝備制造、能源管理、通信、消費電子等。 絕緣體上硅（絕緣體上硅（SOI）：在兩個拋光片之間夾一層具有高電絕緣性的氧化物層，再將其粘）：在兩個拋光片之間夾一層具有高電絕緣性的氧化物層，再將其粘合在一起而產出合在一起而產出。SOI 共有三層結構：底層起支撐作用；頂層用于蝕刻電路；氧化層起到保護芯片上的晶體管，減小晶體管的靜電電容，加快

23、晶體管的狀態切換，提高器件運行速度等作用。SOI 具有寄生電容小、短溝道效應小、低壓低功耗、集成密度高、速度快、工藝簡單、抗宇宙射線粒子的能力強等優點，適用于耐高壓、耐惡劣環境、低功耗、集成度高的芯片上，如射頻前端芯片、功率器件、汽車電子芯片、傳感器以及星載芯片等。 圖圖 6：外延片結構：外延片結構 圖圖 7：SOI 硅片結構硅片結構 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 1.2 大尺寸化、制程升級為行業趨勢，大尺寸化、制程升級為行業趨勢，12 寸硅片占比持續提高寸硅片占比持續提高 硅片大尺寸化是大勢所趨，硅片大尺寸化是大勢所趨，12 寸占比有望持續提

24、高。寸占比有望持續提高。硅片尺寸越大，在單片硅片上制造的芯片數量就越多，同時硅片圓形邊緣的相對損失越小，有利于降低單位芯片的成本。并且芯片制造時遇到硅片缺陷的概率變低，可提高芯片良率。從 2008 年起，12 寸硅片市場份額超過 8 英寸硅片成為主流。2020 年 12 英寸硅片出貨面積達到 84.76 億平方英寸，占全 9 行業深度分析/電子元器件 年全球市場出貨總面積的 69.15%。IC Mtia 預測，2021 年 12 英寸出貨面積將占總面積的75%以上。未來，隨著落后產能的不斷退出，小尺寸硅片產能將逐步轉向 8 寸轉移，而 8寸產能將逐步轉向 12 寸，大尺寸硅片的占比將持續上升。

25、 圖圖 8：全球不同半導體硅片出貨面積：全球不同半導體硅片出貨面積 圖圖 9：不同尺寸硅片的出貨比例（按面積計算）：不同尺寸硅片的出貨比例（按面積計算） 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 芯片制程不斷縮小是行業的另一個趨勢芯片制程不斷縮小是行業的另一個趨勢。芯片制程亦稱為節點或特征線寬，即晶體管柵極寬度的尺寸，用來衡量半導體芯片制造的工藝水準。隨著芯片制造企業工藝水平的不斷提升和加工成本的不斷優化，芯片對先進制程的需求也在不斷增加。遵循摩爾定律，半導體芯片的制程已經從上世紀 70 年代的 1m、0.35m、0.13m 逐漸發展至當前的 90nm、65n

26、m、45nm、22nm、16nm、10nm、7nm 乃至 5nm。跟據 IC Insights 預計，2024 年采用 20nm 以下制程的芯片產品市場份額將達到 56.1%，較 2019 年提升 12.9%。目前，90nm 及以下的制程主要使用 12 英寸半導體硅片，90nm 以上的制程主要使用 8 寸或更小尺寸的硅片。 圖圖 10：不同制程芯片的市場占有率：不同制程芯片的市場占有率 資料來源：IC Insights，安信證券研究中心 2. 半導體硅片景氣高漲，供需缺口有望持續擴大半導體硅片景氣高漲，供需缺口有望持續擴大 2.1 半導體景氣高漲，帶動上游材料市場需求擴張半導體景氣高漲，帶動上

27、游材料市場需求擴張 在 5G、物聯網、汽車電子、云計算等需求的帶動下，半導體市場需求持續增長。2020 年盡管受到疫情的影響，全球半導體市場規模依然同比增長 6.8%，達到了 4404 億美元，預計 2021 年、2022 年全球半導體市場規模分別為 5530 億美元、6015 億美元，同比分別增長 25.6%、8.8%。從分地區來看，2021 年和 2022 年亞太市場規模增速將高于全球平均，分別為 26.7%、8.4%，在全球市場的占比分別為 62.11%、61.90%。 0%20%40%60%80%100%201920202021E2022E2023E2024E0.18m 10 行業深度

28、分析/電子元器件 表表 1：半導體市場規模及預測：半導體市場規模及預測 Spring 2021 Amounts in US$M Year on Year Growth in % 2020 2021 2022 2020 2021 2022 American 95366 118835 131084 21.3 24.6 10.3 Europe 37520 47126 50467 -5.8 25.6 7.1 Japan 36471 43581 47621 1.3 19.5 9.3 Asia Pacific 271032 343419 372317 5.1 26.7 8.4 Total World -

29、$M 440389 552961 601490 6.8 25.6 8.8 Discrete Semiconductors 23804 30100 32280 -0.3 26.4 7.2 Optoelectronics 40397 43229 45990 -2.8 7.0 6.4 Sensors 14962 18791 20913 10.7 25.6 11.3 Integrated Circuits 361226 460841 502307 8.4 27.6 9.0 Analog 55658 72842 79249 3.2 30.9 8.8 Micro 69678 79102 83980 4.9

30、 13.5 6.2 Logic 118408 150736 167396 11.1 27.3 11.1 Memory 117482 158161 171682 10.4 34.6 8.5 Total Products - $M 440389 552961 601490 6.8 25.6 8.8 資料來源：WSTS、安信證券研究中心 半導體行業高景氣，帶動在晶圓廠大幅擴張資本開支，提高產能。2019-2021 年全球集成電路產能（約當 8 英寸）分別為 2.10 億片、2.24 億片、2.43 億片，同比分別+4.1%、+6.5%、+8.5%，產能利用率分別為 85.8%、85.5%、93.8%

31、，預計 2022 年集成電路行業產能增長 8.7%達到 2.64 億片，產能利用率 93.0%，接近 2021 年水平。2022 年新增產能主要來自于今年計劃新增的 10 座 300mm晶圓廠（比 2021 年新增少 3 座）。 表表 2：2016-2022F IC 行業產能趨勢（約當行業產能趨勢（約當 8 英寸）英寸） Year Total IC Wafer Capacity （M） IC Wafer Capacity % Chg Total IC Wafer Starts (M) IC Wafer Starts % Chg Total IC Capacity Utilization 201

32、6 178.9 4.0% 161.5 4.9% 90.3% 2017 190.5 6.5% 175.8 8.9% 32.3% 2018 201.6 5.8% 188.9 7.5% 93.7% 2019 209.8 4.1% 180.0 -4.7% 85.8% 2020 223.5 6.5% 191.1 6.2% 85.5% 2021 242.5 8.5% 227.5 19.0% 93.8% 2022 263.6 8.7% 245.1 7.7% 93.0% 資料來源：IC Insights，安信證券研究中心 半導體材料直接銷售的下游客戶為各大晶圓廠，受益于半導體產能持續擴張，上游材料市半導體材料

33、直接銷售的下游客戶為各大晶圓廠，受益于半導體產能持續擴張，上游材料市場景氣高漲。場景氣高漲。根據 SEMI數據，受半導體產業整體大環境影響，2015-2019 年全球半導體材料行業市場規模呈波動變化趨勢，2018 年在晶圓制造廠和封裝廠出貨增長和先進工藝發展的推動下，全球半導體材料市場首次超過 500 億美元，在全球半導體產品的強烈需求的影響下， 2020 年全球半導體材料市場的規模達到了 554.8 億美元，同比增長 6.41%，2021年達到了 642.7 億美元，同比增長 15.84%，增速進一步提高。 11 行業深度分析/電子元器件 圖圖 11：全球半導體材料全球半導體材料市場規模及同

34、比市場規模及同比 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 中國大陸半導體材料市場規模從 2016 年起逐年增長，2017 年達到 76 億美元，2020 年增長至 97.83 億美元，2017-2020 年復合增長率為 7.8%；2020 年中國大陸半導體材料市場規模超過韓國成為全球第二，同比增速為 19.45%，是全球僅有的兩個增長市場之一，2021年中國大陸半導體材料市場規模達到 119 億美元，同比增長 21.94%。 圖圖 12：中國半導體材料中國半導體材料市場規模及同比市場規模及同比 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 2.2 半導體硅片是占比最高的材料，長期受益于大數據、汽車電子發

35、展半導體硅片是占比最高的材料，長期受益于大數據、汽車電子發展 從半導體材料的市場結構來看，可以分為晶圓制造材料和封裝材料，根據 SEMI 數據，2020 年晶圓制造材料占比為 63%，封裝材料占比 37%，晶圓制造材料占比較高。 硅片硅片是份額最大的晶圓制造材料。是份額最大的晶圓制造材料。硅片又稱硅晶圓，是以硅為材料制成的圓形薄片，是目前產量最大、應用最廣的半導體材料，目前 90%以上的芯片需要使用半導體硅片制造。根據 SEMI 數據，2020 年硅片市場份額約為晶圓制造材料的 35%，是占比最高的半導體材料。 在全球晶圓出貨量持續提高的帶動下，上游硅片市場規模持續增長，從 2015 年的 7

36、2 億美元增長至 2020 年的 112 億美元。根據 SEMI 統計，預計 2021 年全球半導體硅片市場規模140 億美元，同比增長 25%，增速大幅提高。 -2.00%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%0100200300400500600700201620172018201920202021市場規模（億美元） YoY-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%02040608010012014020172018201920202021市場規模（億美元） YoY 12 行業深度

37、分析/電子元器件 圖圖 13：2020 年全球晶圓制造材料市場結構年全球晶圓制造材料市場結構 圖圖 14：全球半導體：全球半導體硅片市場規模硅片市場規模 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 中國半導體硅片市場規模增速超過全球。中國半導體硅片市場規模增速超過全球。2010 年至 2013 年，中國大陸半導體硅片市場發展趨勢與全球市場一致。2014 年起，中國大陸半導體硅片市場步入快速發展階段。2016 年至 2021 年間，中國大陸半導體硅片銷售額從 5 億美元上升至 16.56 億美元，年均復合增長率高達 27.08%，遠高于同期全球半導體硅片的年均復合

38、增長率。 圖圖 15：中國半導體硅片中國半導體硅片市場規模及同比市場規模及同比 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 不同尺寸硅片對應不同的下游需求。不同尺寸硅片對應不同的下游需求。12 英寸硅片主要應用于制造智能終端中邏輯芯片和存儲芯片等，8 英寸硅片主要應用于汽車電子、工業自動化和指紋識別等成熟工藝的邏輯電路、模擬電路和功率器件 MOSFET、IGBT 等高端產品，6 英寸及以下尺寸硅片主要應用于功率半導體中的低端產品（比如二極管晶閘管等）。 35% 13% 12% 8% 7% 6% 6% 2% 11% 硅片 電子特氣 光掩膜 光刻膠配套試劑 濕法化學品 拋光材料 光刻膠 靶材 其他 72

39、 72 87 114 112 112 0% 21% 31% -2% 0% -5%0%5%10%15%20%25%30%35%020406080100120201520162017201820192020市場規模（億美元） 同比（%） 5 6 9.92 11 13.35 16.56 0%10%20%30%40%50%60%70%024681012141618201620172018201920202021中國大陸半導體硅片銷售額（億美元） 增速 13 行業深度分析/電子元器件 表表 3：不同尺寸硅片的應用領域：不同尺寸硅片的應用領域 尺寸尺寸 制程制程 應用領域應用領域 12 英寸英寸 先進制程

40、先進制程 7nm 高端智能手機處理器、高性能計算機、超高端顯卡（CPU/GPU等） 10nm 高端智能手機處理器、高性能計算機、超高端顯卡（CPU/GPU等） 16/14nm 高端顯卡（GPU）、智能手機處理器、高端存儲芯片、計算機處理器、FPGA 芯片 20-22nm 存儲芯片、中低端智能手機處理器、計算機處理器、移動端影像處理器 12 英寸英寸 成熟制程成熟制程 28-32nm WIFI/藍牙通信芯片、音效處理芯片、存儲芯片、FPGA 芯片、ASIC芯片 45-65nm DSP處理器、影像傳感器、射頻芯片、WIFI/藍牙/GPS/NFC通信芯片、存儲芯片等 65-90nm 物聯網 MCU芯

41、片、射頻芯片、模擬芯片、功率器件、面板驅動 IC、CIS等 8 英寸英寸 90nm-0.13um MCU芯片、基站通信設備、射頻芯片、模擬芯片、功率器件、面板驅動 IC、CIS等 0.13-0.15um 指紋識別芯片、影像傳感器、通信 MCU、電源管理芯片、功率器件、LED 驅動IC、傳感器芯片等 0.18-0.35um 嵌入式非易失性存儲芯片、MEMS、MOSFET功率器件等 6 英寸英寸 及以下及以下 0.35-0.5um MOSFET功率器件、IGBT等 0.5-1.2um MOSFET功率器件、IGBT等、MEMS、分立器件 資料來源：國際電子商情、安信證券研究中心 圖圖 16：12

42、寸硅片應用結構寸硅片應用結構 圖圖 17：8 寸硅片應用結構寸硅片應用結構 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 全球數據流量持續高速增長是半導體硅片需求成長的重要推動力。隨著云計算、大數據、人工智能、物聯網等熱門技術的大規模應用，數據流量呈現出指數級增長態勢，根據SUMCO 數據，全球數據流量有望從 2020 年的不到 60ZB 增長至 2025 年的約 170ZB，年復合增長率約 25%。 數據流量的大規模增長需要性能更加強勁的邏輯芯片以及容量更加大、速度更加快的存儲芯片支持。根據 SUMCO 的數據，邏輯芯片晶體管密度平均每年增長 16%，與全球數據

43、流量的 25%的復合增速相比還差 9%，這部分將由芯片面積的增長來彌補，進而帶動半導體硅片需求增長。 25% 13% 20% 22% 20% 邏輯芯片 2D NAND3D NANDDRAMCIS和其他 23% 21% 17% 16% 10% 8% 5% 模擬芯片 MOSFET光電器件 分立器件 邏輯芯片 存儲芯片 傳感器 14 行業深度分析/電子元器件 圖圖 18：全球數據流量預測：全球數據流量預測 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 汽車電子是半導體硅片需求成長的另一動能。汽車電子是半導體硅片需求成長的另一動能。隨著未來電動化、自動駕駛、智能座艙等技術不斷落地與滲透，汽車電子市場規模將逐

44、年增長，這也為涉足汽車產業鏈的汽車電子、半導體企業提供了可觀的發展機遇。根據 Statista，2020 年全球汽車電子市場規模約 2200億美元，預計 2028 年規模將增漲至 4000 億美元以上，年復合增長率 8%。在互聯網、娛樂、節能、安全四大趨勢的驅動下，汽車電子化水平日益提高，汽車電子在整車制造成本中的占比不斷提高，預計 2030 年接近 50%。根據 SUMCO，2020 年汽車電子對 8 寸硅片的需求約為 75 萬片/月，預計將在 2024 年達到約 150 萬片/月，實現翻倍。 圖圖 19：汽車電子占整車制造成本比例：汽車電子占整車制造成本比例 圖圖 20：汽車電子對各尺寸硅

45、片的需求：汽車電子對各尺寸硅片的需求 資料來源：前瞻產業研究院，安信證券研究中心 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 2.3 半導體硅片迎量價齊升，半導體硅片迎量價齊升，海外海外龍頭公司看好行業高景氣延續龍頭公司看好行業高景氣延續 半導體硅片市場增長可拆分為量價的雙重提升。半導體硅片市場增長可拆分為量價的雙重提升。出貨量方面，2018 至 2020 年，全球半導體硅片出貨面積分別為 127 億、118 億、124 億平方英寸，穩定在高位水平。半導體硅片出貨量在 2019 年經歷低谷后，20-21 年出貨量加速提升。2021 年全球硅片出貨量為 140 億平方英寸，同比增長 12.8%，20

46、21 年硅片出貨量連續創下新高記錄，主要源于移動設備、汽車、高效能運算等應用領域對聯網裝臵的需求不斷增長。預測 2022-2024 年將繼續創造記錄，出貨量分別為 149.0 億平方英寸、155.8 億平方英寸和 160.3 億平方英寸。 0%10%20%30%40%50%60%1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030E成本比例 成本比例 15 行業深度分析/電子元器件 價格方面，價格方面，從 2016 年開始，半導體硅片價格上漲勢頭強勁，從 2016 年的 0.67 美元/平方英寸逐漸增長至 2020 年的 0.90 美元/平方英寸，2021

47、年半導體硅片的平均價格為 0.99 美元/平方英寸，價格較 2020 年進一步提高。 2021 年 4 月，信越化學等巨頭開始集中提價 1020%。由于半導體硅片廠商在 2008-2016年低谷中紛紛減產，而新產線一般需要兩年以上的時間才能建成，短期內硅片產能無法快速提升，供需失衡導致市場價格持續上升。2021 年 4 月，信越化學等巨頭開始集中提價1020%。2022 年 2 月 9 日，日本半導體硅片巨頭 SUMCO 在最新業績說明會上表示，公司預計 12 英寸硅片的邏輯、存儲器需求將進一步擴大，公司產能包括新工廠的增產，至2026 年產能已全部被長期合同覆蓋。我們認為，隨著下游需求的放量

48、，全球性硅片上行周全球性硅片上行周期已經開啟。期已經開啟。 圖圖 21：全球半導體硅片出貨量走勢：全球半導體硅片出貨量走勢 圖圖 22：全球半導體硅片平均價格走勢全球半導體硅片平均價格走勢 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 資料來源：SEMI，安信證券研究中心 2.4 半導體硅片半導體硅片新增新增產能產能周期較長周期較長釋放釋放滯后于晶圓廠，供需缺口有望持續擴大滯后于晶圓廠，供需缺口有望持續擴大 從供應端來看，12 寸半導體硅片擴產計劃主要從 2021 年下半年開始陸續宣布，擴產產能基本預計于 2023-2024 年才能開出。根據 SUMCO 的數據，由于晶圓廠從 2022 開始陸續釋放新

49、增產能，半導體硅片需求增長領先于行業產能釋放，行業供需缺口有望從 2022 年開始逐步擴大。 圖圖 23：全球：全球 12 英寸半導體硅片需求預測及現有產能英寸半導體硅片需求預測及現有產能 資料來源：SUMCO，安信證券研究中心 -10.0%-5.0%0.0%5.0%10.0%15.0%020406080100120140160180201020122014201620182020 2022E 2024E出貨面積（億平方英寸） YOY（%） 1.09 0.96 0.83 0.75 0.69 0.67 0.74 0.9 0.95 0.9 0.99 00.20.40.60.811.2平均價格（美元

50、/平方英寸） 16 行業深度分析/電子元器件 信越化學：信越化學：半導體硅片方面，信越化學是該領域的龍頭，公司將計劃擴產半導體硅片。 日本盛高：日本盛高：公司表示 2026 年之前的產能均售完，并計劃斥資 2287 億日元加快生產 12 英寸硅片。在這 2287 億日元中，2015 億日元投資于佐賀縣的新工廠，建筑開工和設備安裝將于 2022 年開始，工廠計劃于 2023 年下半年開始分階段上線，2025 年全面投產；其余的272 億日元用于擴充子公司的半導體硅片產能。此外，盛高與臺塑科技的合資公司臺勝科技宣布將于臺灣云林麥寮臺塑工業園區內投資 282.6 億元新臺幣（約合人民幣 60 億元）