矽片市場研究：300mm產品從依賴進口到自主供應，國產進入放量期
1991年海灣戰爭，美國第一次利用計算機技術對伊拉克實行的“資訊戰”，讓世界各國看到的是“矽片戰勝鋼鐵”的奇蹟。
雖然資訊科技為人類提供了新的戰爭手段，但是在此之後，其更多地為人類在經濟社會的發展提供了新的資源。例如，計算機、儀器儀表、航空航天、軍事機械、通訊以及家用電器等各種電子產品的出現。
現在，如果說鋼鐵是工業時代最重要的生產符號，那麼矽片便是資訊時代最重要的“鋼鐵”。
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半導體矽片是製作積體電路的基礎材料。目前所生產出來的超過90%的電子產品都離不開矽片。就拿我們最為熟悉的晶片來說，製成晶片的材料正是來自一顆小小的矽片。
而且，由矽片製作出來的晶片會擁有神奇般的儲存能力。
據瞭解，隨便一顆小小的晶片都可以容納全世界所有圖書和雜誌的資訊。
02
從產業鏈角度看，目前半導體矽片產業鏈主要包括上游矽片製造商，中游晶圓加工廠，下游電子產品應用三大領域。
矽片製造商主要經過一系列工序得到矽片。
矽片源於自然界的沙子、岩石以及礦物，經過一系列提純取得。
簡單的提純方法並不能形成半導體矽片的。比如，純化在95%-99%之間的矽只能稱為工業矽，其主要用作化工或化工合成。
當純度達到99.9999999%-99.999999999%的時候，這種矽叫做超純多晶矽。超純多晶矽下一步摻入硼（P）、磷（B）等元素（目的是改變其導電能力），會製得單晶矽錠。之後單晶矽錠再經過切片、研磨、蝕刻、拋光、外延、鍵合、清洗等工藝步驟，才會形成矽片（也可以叫做晶圓片）。
根據不同工藝，製造出來的半導體矽片可以分為三類：拋光片、外延片和SOI矽片。其中，單晶矽錠經過切割、研磨和拋光處理後得到拋光片。拋光片經過外延生長形成外延片。拋光片經過氧化、鍵合或離子注入等工藝處理後形成SOI矽片。
1965年，戈登·摩爾提出摩爾定律。
根據摩爾定律，積體電路上所整合的電晶體數量，每隔18個月就提升一倍，相應的積體電路效能增強一倍，成本隨之下降一半。對於晶片製造企業而言，這意味著需要不斷提升單片矽片可生產的晶片數量，降低單片矽片的製造成本以便與摩爾定律同步。而半導體矽片的直徑越大，在單片矽片上可製造的晶片數量就越多，單位晶片的成本隨之降低。
隨著半導體矽片的技術演變，目前矽片的尺寸（以直徑計算）主要有50mm（2 英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）與300mm（12英寸）等規格。在摩爾定律的影響下，半導體矽片正在不斷向大尺寸的方向發展。
就市場看，現階段300mm（12英寸）矽片和200mm（8英寸）矽片是半導體市場的主流產品。據統計，2018年300mm矽片和200mm矽片市場份額分別為63.83%和26.14%，兩種尺寸矽片合計佔比接近90%。
由於在同樣的工藝條件下，300mm（12英寸）矽片的可使用面積超過200mm（8英寸）矽片的兩倍以上，而且可使用率（衡量單位晶圓可生產的晶片數量的指標）是200mm矽片的2.5倍左右。因此在未來幾年，300mm（12英寸）矽片都會是半導體的主流品種。
晶圓廠商主要對半導體矽片進行加工處理。
透過對半導體矽片進行光刻、離子注入等手段，在半導體矽片上可佈設電晶體及多層互聯線，使之成為具有特定功能的積體電路或半導體器件產品。
半導體產品一般為微處理器、儲存器、模擬晶片、分立器件、感測器以及矽光子等。
晶圓廠加工矽片的過程用到材料主要包括矽片、掩模、光刻膠、光刻膠配套試劑、CMP拋光材料、靶材、工藝化學品、電子氣體及其他。其中矽片是半導體晶圓製造材料市場中最大宗產品，佔據晶圓製造材料市場規模比例約37%。
目前，從事晶圓加工的廠商有代工商和IDM廠商。代工商以臺積電、臺灣聯華電子、中芯國際和華虹宏力等廠商為首。IDM廠商則主要有英特爾、三星、德州儀器、SK海力士、東芝以及意法半導體等。
矽片在下游半導體的應用。
矽片在下游各領域的用途可以從不同矽片型別和矽片尺寸兩個方面去理解。
從半導體矽片型別來看，拋光片可直接用於製作半導體器件，也可作為外延片和SOI矽片的襯底材料。
外延生長一層高電阻率的外延層，因此更適用於二極體、IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）等功率器件的製造。
SOI矽片適合應用在要求耐高壓、耐惡劣環境、低功耗、整合度高的晶片上，如智慧手機、WiFi等無線通訊裝置的射頻前端晶片、功率器件、汽車電子、感測器以及星載晶片等產品。
從半導體矽片的尺寸來看，200mm（8英寸）矽片主要用於感測器、邏輯晶片、分立元件、光電耦合器等，終端應用領域主要為行動通訊、汽車電子、物聯網、工業電子等。
300mm（12英寸）半導體矽片的需求主要來源於儲存晶片、邏輯晶片等其他應用，終端應用主要為智慧手機、計算機、雲計算、人工智慧、SSD（固態儲存硬碟）等高階領域。
03
在半導體新興市場還未出現之前，半導體矽片市場與全球宏觀經濟形勢較為緊密相關。
2009年，受經濟危機影響，半導體矽片市場大幅受挫，出貨量與銷售額均出現下滑。
2010年，由於智慧手機放量增長，矽片行業迎來大幅反彈。然而，2011-2016年期間，雖然全球經濟以及逐步復甦，但依舊錶現較為低迷，半導體矽片行業亦隨之低速發展。
直到2017年以來，隨著傳統市場，如計算機、行動通訊、固態硬碟、工業電子的持續增長以及新興終端市場，如人工智慧、區塊鏈、物聯網、汽車電子的湧現並且快速發展，半導體矽片市場受益於半導體終端需求強勁，規模開始加快增長，並在2018年突破了百億美元大關，為113.81億美元。
雖然2019年受儲存市場疲軟和庫存影響，全球半導體矽片銷售額比去年下滑了2%（112億美元），但半導體矽片銷售額仍然高於110億美元大關。
在接下來幾年，隨著5G通訊技術的不斷成熟，智慧手機的更新換代，以及自動駕駛、車聯網技術的發展，全球半導體矽片需求仍將持續上升。
04
最初，半導體矽片這一工業是由美國首先開創的。曾經美國的雷神公司和孟山都公司等都是矽片行業的佼佼者。但是，隨著半導體產業的不斷髮展，美國廠商開始不滿足半導體矽片過於的薄弱利潤，從而轉向了能帶來更大的收益的更高階的晶片設計領域。
由此，半導體矽片行業迎來了從美國向亞洲地區的第一次產業轉移機會。
與此同時，日本、韓國和臺灣憑藉半導體產業分工帶來的優勢，開始逐步佔據了全球半導體矽片行業的主要市場。
進入2000年以來，半導體矽片廠商因矽片產生利潤不足以面對巨大的資本開支，不得不採取兼併收購的方式去提高市場集中度，以此獲得提升產業鏈議價能力，從而維持相對穩定的盈利能力。
例如，2002年和2006年就有Sumitomo、三菱材料和Komatsu三家公司合併成了SUMCO公司。
2008年，中國臺灣環球晶圓收購美商GlobiTech Incorporated公司，2012年收購全球排名第六的日商Covalent公司旗下有關半導體矽晶圓業務的子公司Covalent Silicon Corporation。2016年收購丹麥Topsil的半導體事業部，SunEdison Semiconductor，最終一舉躍升為全球第三大半導體矽片廠商。
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目前，經歷20年時間的發展，全球主要的半導體矽片廠商已經從20多家逐漸兼併為由日本、德國、韓國以及中國臺灣共5家知名企業所主導的局面。
他們形成了寡頭壟斷。
據統計，2019年，日本信越化學、日本SUMCO、德國Siltronic、中國臺灣環球晶圓和韓國SK Siltron五大半導體矽片商所佔據的全球矽片市場份額達到了90%以上。尤其日本的信越化學和SUMCO兩家公司，近十年來所佔的半導體矽片市場份額都在50%以上。
而對於中國大陸而言，2019年僅有礦產業集團在全球半導體矽片市場佔據了2%左右的份額。
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自2000年以來，全球第一條300mm矽片製造生產線建成後，300mm矽片市場需求迅速增加，出貨面積也不斷上升。
2008年，全球300mm矽片出貨量首次超過200mm矽片。
2009年，全球300mm矽片出貨面積超過其他尺寸半導體矽片出貨面積之和。
對於中國大陸而言，由於矽片產業起步晚，目前絕大部分半導體矽片廠商主要生產150mm及以下的半導體矽片，僅有少數幾家廠商可以生產200mm半導體矽片，比如浙江金瑞泓、有研半導體、中環股份、南京國盛、上海新傲、河北普興和崑山中辰等。其中，中環股份200mm矽片可以做到具備月產42萬片生產能力。此外，浙江金瑞泓具備月產32萬片200mm矽片的生產能力，有研半導體具備月產33萬片200mm矽片的生產能力。
在300mm矽片生產能力領域，2017年前，我國300mm半導體矽片全部依賴進口。直到2018年，矽產業集團子公司上海新昇作為中國大陸率先實現300mm矽片規模化銷售的廠商，打破了300mm半導體矽片國產化率幾乎為0%的局面。
但在目前，300mm矽片也就僅滬矽產業旗下的上海新昇和中環股份具備少量供應能力（新昇產能15萬片/月，中環產能2萬片/月），且尚處於客戶驗證期，只能供應低等級的測試片/擋片。預計要到2020年，我國300mm矽片產能才會超過200mm產能。
因此，就現在來看，300mm矽片主要仍是以進口為主。
然而，自2018年以來，美國主動對我方挑起貿易摩擦，不斷打壓我國的高科技企業。從切斷我國14nm以下的晶片供應到限制我國14nm晶片製造之後，又將範圍擴大到至矽片的生產技術上面來。
在2019年最新修訂的《瓦森納協議》中，美國直指源頭，增加了對我國300mm矽片製造技術的出口管制內容，如300mm矽片的相關製造裝置等。
雖然在早期的不懈努力下，無論生產矽片的200mm裝置亦或是200mm矽片的供應，我國都基本實現國產化，但300mm矽片以晶盛機電為首的國產裝置商仍在逐步突破驗證中，並且300mm矽片的過程供應也還在起步放量階段。
重壓之下，300mm矽片裝置和矽片產能國產化已經刻不容緩。
（文章來源於：解析投資）