揭秘硅片產(chǎn)業(yè)：全球硅片景氣上行，國(guó)產(chǎn)廠商加速破局
[導(dǎo)讀]“是說(shuō)芯語(yǔ)”已陪伴您981天轉(zhuǎn)自：智東西01.硅片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心材料半導(dǎo)體硅片是半導(dǎo)體器件的主要載體。硅片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的上游原料，下游產(chǎn)業(yè)通過(guò)對(duì)硅片進(jìn)行光刻、刻蝕、離子注入等加工，可將硅片制成各類(lèi)半導(dǎo)體器件用于后續(xù)加工，如集成電路、二極管、功率器件等。硅片作為半導(dǎo)體材料絕緣性好，制成的半導(dǎo)體器件穩(wěn)定性高，因而已被半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所廣泛使用?！雽?dǎo)體硅片所處的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2020年全球晶圓制造材料市場(chǎng)總額達(dá)349億美元。其中，硅片和硅基材料的銷(xiāo)售額占比達(dá)到36.64%，銷(xiāo)售額約為128億元。半導(dǎo)體硅片在晶圓制造材料市場(chǎng)中占比最高，是半導(dǎo)體制造的核心材料?！?020年全球半導(dǎo)體制造材料銷(xiāo)售...
“是說(shuō)芯語(yǔ)”已陪伴您981天
▲半導(dǎo)體硅片所處的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球晶圓制造材料市場(chǎng)總額達(dá) 349 億美元。其中，硅片和硅基材料的銷(xiāo)售額占比達(dá)到 36.64%，銷(xiāo)售額約為 128 億元。半導(dǎo)體硅片在晶圓制造材料市場(chǎng)中占比最高，是半導(dǎo)體制造的核心材料。
▲2020 年全球半導(dǎo)體制造材料銷(xiāo)售額（億美元）▲半導(dǎo)體制造材料銷(xiāo)售結(jié)構(gòu)光伏行業(yè)對(duì)硅片純度要求低，僅需達(dá)到 99.9999%，而用于半導(dǎo)體器件加工的硅片對(duì)純度有著極高要求，需達(dá)到 99.999999999%。此外，半導(dǎo)體硅片還對(duì)硅片的平整度、光滑度有較高要求。正因如此，半導(dǎo)體硅片的提純和加工技術(shù)門(mén)檻極高，全球的半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)形成高度壟斷。據(jù) Siltronic 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球前五大硅片制造商為日本信越、SUMCO、環(huán)球晶圓、SK Siltron 和世創(chuàng)，他們共同占據(jù)著半導(dǎo)體硅片市場(chǎng) 87%的份額。
▲全球硅片前五大公司的市場(chǎng)份額我國(guó)硅片產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)積累不及海外。目前國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體硅片企業(yè)主要生產(chǎn) 6 英寸及以下的半導(dǎo)體硅片，少數(shù)企業(yè)具有 8 英寸和 12 英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力，在 2017 年以前，12 英寸半導(dǎo)體硅片幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。2018 年，滬硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)子公司上海新昇作為中國(guó)大陸首家實(shí)現(xiàn) 12 英寸硅片規(guī)模化銷(xiāo)售的企業(yè)，打破了 12 英寸半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率幾乎長(zhǎng)期為 0%的局面。
▲半導(dǎo)體硅片尺寸發(fā)展歷程硅片的尺寸越大，芯片單位成本越低，因而目前 8 英寸、12 英寸的大尺寸硅片是行業(yè)主流，其中 12 英寸硅片格外受歡迎，出貨面積連年保持增長(zhǎng)。據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，2019 年 12 英寸硅片的出貨面積達(dá) 79.3 億平方英寸，占全部半導(dǎo)體硅片出貨面積的 67.2%。根據(jù) IC Insights預(yù)測(cè)，2021 年 12 英寸硅片產(chǎn)能占比有望提升至 71.2%。
▲全球不同尺寸半導(dǎo)體硅片出貨面積（億平方英寸）▲全球不同尺寸半導(dǎo)體硅片出貨面積占比18 寸（450mm）硅片是 12 寸（300mm）硅片發(fā)展的下一階段，技術(shù)上目前已成功突破。但由于目前 8 寸和 12 寸的硅片已可以較好地滿(mǎn)足目前的市場(chǎng)需求，且 18 寸硅片涉及的生產(chǎn)設(shè)備量產(chǎn)難度大，所需的固定成本投入高，產(chǎn)業(yè)鏈上下游對(duì)升級(jí) 18 寸硅片產(chǎn)線(xiàn)的動(dòng)力非常有限。在可預(yù)期的將來(lái)，市場(chǎng)的主流硅片尺寸仍將保持在 8 英寸和 12 英寸。
▲按應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)硅片的分類(lèi)半導(dǎo)體材料發(fā)展至今共有三代。第一代半導(dǎo)體以硅基、鍺基半導(dǎo)體為首，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。第一代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)取代了電子管，引領(lǐng)了以集成電路為核心的微電子工業(yè)的發(fā)展和 IT 行業(yè)的飛躍。
▲第一、二、三代半導(dǎo)體材料的總結(jié)與對(duì)比硅基半導(dǎo)體始終是市場(chǎng)首選。三代半導(dǎo)體材料之間并非替代關(guān)系，而是根據(jù)不同的特性，彼此相互補(bǔ)充，各自具有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。硅片主要用于制造各類(lèi)集成電路，技術(shù)成熟，成本穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛，是目前市場(chǎng)的主流選擇。以 SiC、GaN 為首的第三代半導(dǎo)體材料在高溫、高功率、高頻和抗輻射等環(huán)境里表現(xiàn)更好，目前在射頻器件、功率器件等方面得到廣泛應(yīng)用。
▲半導(dǎo)體硅片和 SiC、GaN 市場(chǎng)規(guī)模對(duì)比（億美元）
02.終端需求旺盛賦能硅片成長(zhǎng)動(dòng)力▲2020 年半導(dǎo)體細(xì)分下游市場(chǎng)占比分器件來(lái)看，用 8 英寸晶圓與 12 英寸晶圓生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件有所不同。由于先進(jìn)制程工藝主要在 12 英寸 Fab 廠進(jìn)行生產(chǎn)，12 英寸晶圓主要用于生產(chǎn)高算力的邏輯器件、DRAM 存儲(chǔ)器、3D NAND 存儲(chǔ)器、CMOS 圖像傳感器等；8 英寸晶圓主要用于生產(chǎn) CMOS 圖像傳感器、功率分立器件、MCU、模擬器件、電源管理芯片、顯示驅(qū)動(dòng)芯片等成熟制程芯片。
▲2020 年 12 英寸晶圓下游分器件占比▲2020 年 8 英寸晶圓下游分器件占比由于用 8 英寸晶圓和 12 英寸晶圓所生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件不同，其終端應(yīng)用領(lǐng)域也有較大差別。從終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，8 英寸晶圓下游主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槠?chē)、工業(yè)、智能手機(jī)、白色家電、IoT 等，其中汽車(chē)占比為 33%，工業(yè)占比為 27%，智能手機(jī)占比為 19%；12 英寸晶圓下游主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄苁謾C(jī)、PC、平板電腦、服務(wù)器、游戲、汽車(chē)、工業(yè)等，其中智能手機(jī)占比最大，達(dá)到 32%，PC、服務(wù)器分別占比為 20%、18%。
▲2020 年 12 英寸晶圓終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模占比▲2020 年 8 英寸晶圓終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模占比從晶圓面積需求來(lái)看，終端需求的旺盛將帶動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)晶圓面積需求的長(zhǎng)期增長(zhǎng)。根據(jù)Siltronic 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 年 12 英寸晶圓面積需求最大的終端市場(chǎng)為智能手機(jī)市場(chǎng)，占比25%，其次為 PC、工業(yè)、服務(wù)器、汽車(chē)市場(chǎng)。對(duì)晶圓面積需求最大的半導(dǎo)體器件為邏輯器件，占比 34%，其次為 3D NAND 存儲(chǔ)器、DRAM 存儲(chǔ)器、功率等其他器件。
▲2014-2021 年全球 12 英寸晶圓需求趨勢(shì)（萬(wàn)片/月）根據(jù) SUMCO 發(fā)布的全球 12 英寸晶圓需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021 年全球 12 英寸晶圓需求將達(dá)到720 萬(wàn)片/月，到 2025 年將達(dá)到 910 萬(wàn)片/月，其中需求占比最大的終端應(yīng)用為智能手機(jī)，其次為數(shù)據(jù)中心、PC/平板電腦、汽車(chē)，數(shù)據(jù)中心和汽車(chē)對(duì) 12 英寸晶圓的需求增長(zhǎng)最為快速。
▲2021-2025 年全球 12 英寸晶圓分終端需求預(yù)測(cè)（萬(wàn)片/月）根據(jù) SUMCO 數(shù)據(jù)顯示，2Q21 全球 8 英寸晶圓需求達(dá)到 590 萬(wàn)片/月，受上述產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的帶動(dòng)，模擬器件、功率分立器件、CMOS 圖像傳感器等細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步增長(zhǎng)，為 8 英寸硅片需求增長(zhǎng)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。
▲全球 8 英寸晶圓需求趨勢(shì)（萬(wàn)片/月）▲全球 8 英寸晶圓產(chǎn)能及預(yù)測(cè)（百萬(wàn)片/月）
▲5G 手機(jī)對(duì) 12 英寸硅片面積需求變化5G 手機(jī)市場(chǎng)滲透率不斷提升將帶動(dòng)硅片需求長(zhǎng)期增長(zhǎng)。2020 年是 5G 手機(jī)大規(guī)模普及的元年，但由于疫情影響，全球智能手機(jī)銷(xiāo)量有所下降，5G 手機(jī)的普及速度也不及預(yù)期，全年滲透率不及 20%。但隨著全球手機(jī)市場(chǎng)回暖、5G 手機(jī)滲透率的不斷提升，預(yù)計(jì)今年全球 5G智能手機(jī)滲透率將提升至 40%，智能手機(jī)市場(chǎng)將長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)硅片需求增長(zhǎng)。據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)，2022 年全球智能手機(jī)市場(chǎng)對(duì) 12 英寸硅片的需求將超過(guò) 150 萬(wàn)片/月。
▲2019-2024 年全球智能手機(jī)銷(xiāo)量預(yù)測(cè)（百萬(wàn)臺(tái)）▲2019-2024 年智能手機(jī)對(duì) 12 英寸晶圓需求（百萬(wàn)片/月）
▲2020 年 2 季度起 PC 銷(xiāo)量大幅提升（百萬(wàn)臺(tái)）▲ 20 年 2 季度起平板電腦銷(xiāo)量大幅提升（百萬(wàn)臺(tái)）根據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021 年全球 PC 平板電腦出貨量將達(dá)未來(lái)五年峰值水平，PC 出貨量將超過(guò) 3 億臺(tái)，帶動(dòng) PC 平板電腦對(duì)全球 12 英寸硅片需求將在 2021 年有大幅增長(zhǎng)，達(dá)到超過(guò) 900 萬(wàn)片/月，其中 NAND 存儲(chǔ)器在 PC 中的需求增長(zhǎng)最大。但隨著 3D NAND 存儲(chǔ)器的堆疊層數(shù)不斷提高，單位晶圓面積的存儲(chǔ)容量也將不斷提升，因此后續(xù) PC 市場(chǎng) NAND存儲(chǔ)器對(duì) 12 英寸硅片需求貢獻(xiàn)度將有小幅下滑。
▲全球 PC/平板電腦 12 英寸硅片需求預(yù)測(cè)（萬(wàn)片/月）數(shù)據(jù)中心需求增長(zhǎng)是 12 英寸硅片需求長(zhǎng)期增長(zhǎng)的另一大動(dòng)力。短期來(lái)看，2020 年疫情影響，在線(xiàn)會(huì)議、在線(xiàn)網(wǎng)課等需求帶動(dòng)全球服務(wù)器出貨量在 2020 年 Q2 快速攀升，同比增長(zhǎng)達(dá) 18%。
▲全球自動(dòng)駕駛汽車(chē)出貨量預(yù)測(cè)（萬(wàn)輛）
▲全球硅片出貨面積（億平方英寸）2017 年開(kāi)始硅片價(jià)格重回上升通道。2009-2011 年在后金融危機(jī)影響下，全球主要硅片制造商取消擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃導(dǎo)致供給端收縮，因此硅片價(jià)格呈小幅上升趨勢(shì)。但 2012 年開(kāi)始，硅片價(jià)格開(kāi)始不斷下滑，硅片價(jià)格由 2012 年的 0.96 美元/平方英寸下降至 2016 年的 0.67 美元/平方英寸，主要由于制造商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃順利實(shí)施使得硅片市場(chǎng)產(chǎn)能過(guò)剩。在經(jīng)歷了六年的持續(xù)下滑后，硅片價(jià)格在 2017 年重回上升通道，2017-2019 年硅片價(jià)格由 0.74 美元/平方英寸上漲至 0.95 美元/平方英寸，主要由于新能源汽車(chē)等新興市場(chǎng)快速發(fā)展、5G 手機(jī)的快速滲透帶來(lái)半導(dǎo)體終端市場(chǎng)需求強(qiáng)勁，市場(chǎng)供需結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
▲全球半導(dǎo)體硅片價(jià)格（美元/平方英寸）2020 年下半年以來(lái)，全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度持續(xù)高漲，上游硅片市場(chǎng)亦不例外。受益于下游需求持續(xù)旺盛，全球半導(dǎo)體硅片大廠自 2020 年底紛紛表示漲價(jià)意愿。2020 年 12 月，環(huán)球晶圓率先提出提高現(xiàn)貨市場(chǎng)硅晶圓價(jià)格的意向，并表示公司 12 英寸、8 英寸、6 英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)均處在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。
▲全球前五大硅片制造商市場(chǎng)份額目前國(guó)內(nèi)晶圓需求端占據(jù)全球市場(chǎng) 6%左右，若包括國(guó)外在大陸建廠的晶圓廠商，總體需求占比約為全球晶圓需求的 15%。根據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)，未來(lái)需求仍會(huì)持續(xù)穩(wěn)定提升。根據(jù)芯思想統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)對(duì) 12 英寸硅片需求量為每月 100 萬(wàn)片，預(yù)計(jì)到 2021 年 12 月能達(dá)到 130-140 萬(wàn)片。根據(jù) SEMI 的預(yù)測(cè)，全球的半導(dǎo)體制造商預(yù)計(jì)將在 2022 年前開(kāi)建 29 座高產(chǎn)能晶圓廠，其中 16 家分布在中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣，而其中絕大部分將為 12 英寸晶圓廠，因此晶圓廠對(duì) 12 英寸硅片的需求不斷增長(zhǎng)。
▲中國(guó)硅晶圓產(chǎn)能情況（百萬(wàn)片/月）目前全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)被日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)的五家廠商壟斷近九成市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片行業(yè)起步較晚，2017 年以前 12 英寸半導(dǎo)體硅片幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。2018 年滬硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)子公司上海新昇作為中國(guó)大陸率先實(shí)現(xiàn) 12 英寸硅片規(guī)?；N(xiāo)售的企業(yè)，打破了 12 英寸半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率幾乎為 0%的局面。
▲中國(guó)大陸硅片制造廠商在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，硅片處于最上游，貫通整個(gè)芯片制造的前道和后道工藝，沒(méi)有硅片半導(dǎo)體行業(yè)將為無(wú)水之源。2020年以來(lái)，大數(shù)據(jù)、新能源、人工智能等趨勢(shì)開(kāi)啟了新一代電子產(chǎn)品更新，支撐硅片需求爆發(fā)式增長(zhǎng)。近來(lái)市場(chǎng)出現(xiàn)的缺芯潮，進(jìn)一步全球硅片市場(chǎng)進(jìn)入新一輪的增長(zhǎng)。在多種因素作用下，現(xiàn)在或是中國(guó)硅片產(chǎn)業(yè)最好的發(fā)展機(jī)遇。
▲半導(dǎo)體硅片所處的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球晶圓制造材料市場(chǎng)總額達(dá) 349 億美元。其中，硅片和硅基材料的銷(xiāo)售額占比達(dá)到 36.64%，銷(xiāo)售額約為 128 億元。半導(dǎo)體硅片在晶圓制造材料市場(chǎng)中占比最高，是半導(dǎo)體制造的核心材料。
▲2020 年全球半導(dǎo)體制造材料銷(xiāo)售額（億美元）▲半導(dǎo)體制造材料銷(xiāo)售結(jié)構(gòu)光伏行業(yè)對(duì)硅片純度要求低，僅需達(dá)到 99.9999%，而用于半導(dǎo)體器件加工的硅片對(duì)純度有著極高要求，需達(dá)到 99.999999999%。此外，半導(dǎo)體硅片還對(duì)硅片的平整度、光滑度有較高要求。正因如此，半導(dǎo)體硅片的提純和加工技術(shù)門(mén)檻極高，全球的半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)形成高度壟斷。據(jù) Siltronic 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球前五大硅片制造商為日本信越、SUMCO、環(huán)球晶圓、SK Siltron 和世創(chuàng)，他們共同占據(jù)著半導(dǎo)體硅片市場(chǎng) 87%的份額。
▲全球硅片前五大公司的市場(chǎng)份額我國(guó)硅片產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)積累不及海外。目前國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體硅片企業(yè)主要生產(chǎn) 6 英寸及以下的半導(dǎo)體硅片，少數(shù)企業(yè)具有 8 英寸和 12 英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力，在 2017 年以前，12 英寸半導(dǎo)體硅片幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。2018 年，滬硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)子公司上海新昇作為中國(guó)大陸首家實(shí)現(xiàn) 12 英寸硅片規(guī)模化銷(xiāo)售的企業(yè)，打破了 12 英寸半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率幾乎長(zhǎng)期為 0%的局面。
▲半導(dǎo)體硅片尺寸發(fā)展歷程硅片的尺寸越大，芯片單位成本越低，因而目前 8 英寸、12 英寸的大尺寸硅片是行業(yè)主流，其中 12 英寸硅片格外受歡迎，出貨面積連年保持增長(zhǎng)。據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，2019 年 12 英寸硅片的出貨面積達(dá) 79.3 億平方英寸，占全部半導(dǎo)體硅片出貨面積的 67.2%。根據(jù) IC Insights預(yù)測(cè)，2021 年 12 英寸硅片產(chǎn)能占比有望提升至 71.2%。
▲全球不同尺寸半導(dǎo)體硅片出貨面積（億平方英寸）▲全球不同尺寸半導(dǎo)體硅片出貨面積占比18 寸（450mm）硅片是 12 寸（300mm）硅片發(fā)展的下一階段，技術(shù)上目前已成功突破。但由于目前 8 寸和 12 寸的硅片已可以較好地滿(mǎn)足目前的市場(chǎng)需求，且 18 寸硅片涉及的生產(chǎn)設(shè)備量產(chǎn)難度大，所需的固定成本投入高，產(chǎn)業(yè)鏈上下游對(duì)升級(jí) 18 寸硅片產(chǎn)線(xiàn)的動(dòng)力非常有限。在可預(yù)期的將來(lái)，市場(chǎng)的主流硅片尺寸仍將保持在 8 英寸和 12 英寸。
▲按應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)硅片的分類(lèi)半導(dǎo)體材料發(fā)展至今共有三代。第一代半導(dǎo)體以硅基、鍺基半導(dǎo)體為首，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。第一代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)取代了電子管，引領(lǐng)了以集成電路為核心的微電子工業(yè)的發(fā)展和 IT 行業(yè)的飛躍。
▲第一、二、三代半導(dǎo)體材料的總結(jié)與對(duì)比硅基半導(dǎo)體始終是市場(chǎng)首選。三代半導(dǎo)體材料之間并非替代關(guān)系，而是根據(jù)不同的特性，彼此相互補(bǔ)充，各自具有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。硅片主要用于制造各類(lèi)集成電路，技術(shù)成熟，成本穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛，是目前市場(chǎng)的主流選擇。以 SiC、GaN 為首的第三代半導(dǎo)體材料在高溫、高功率、高頻和抗輻射等環(huán)境里表現(xiàn)更好，目前在射頻器件、功率器件等方面得到廣泛應(yīng)用。
▲半導(dǎo)體硅片和 SiC、GaN 市場(chǎng)規(guī)模對(duì)比（億美元）02.終端需求旺盛賦能硅片成長(zhǎng)動(dòng)力
▲2020 年半導(dǎo)體細(xì)分下游市場(chǎng)占比分器件來(lái)看，用 8 英寸晶圓與 12 英寸晶圓生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件有所不同。由于先進(jìn)制程工藝主要在 12 英寸 Fab 廠進(jìn)行生產(chǎn)，12 英寸晶圓主要用于生產(chǎn)高算力的邏輯器件、DRAM 存儲(chǔ)器、3D NAND 存儲(chǔ)器、CMOS 圖像傳感器等；8 英寸晶圓主要用于生產(chǎn) CMOS 圖像傳感器、功率分立器件、MCU、模擬器件、電源管理芯片、顯示驅(qū)動(dòng)芯片等成熟制程芯片。
▲2020 年 12 英寸晶圓下游分器件占比▲2020 年 8 英寸晶圓下游分器件占比由于用 8 英寸晶圓和 12 英寸晶圓所生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件不同，其終端應(yīng)用領(lǐng)域也有較大差別。從終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，8 英寸晶圓下游主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槠?chē)、工業(yè)、智能手機(jī)、白色家電、IoT 等，其中汽車(chē)占比為 33%，工業(yè)占比為 27%，智能手機(jī)占比為 19%；12 英寸晶圓下游主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄苁謾C(jī)、PC、平板電腦、服務(wù)器、游戲、汽車(chē)、工業(yè)等，其中智能手機(jī)占比最大，達(dá)到 32%，PC、服務(wù)器分別占比為 20%、18%。
▲2020 年 12 英寸晶圓終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模占比▲2020 年 8 英寸晶圓終端應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模占比從晶圓面積需求來(lái)看，終端需求的旺盛將帶動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)晶圓面積需求的長(zhǎng)期增長(zhǎng)。根據(jù)Siltronic 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 年 12 英寸晶圓面積需求最大的終端市場(chǎng)為智能手機(jī)市場(chǎng)，占比25%，其次為 PC、工業(yè)、服務(wù)器、汽車(chē)市場(chǎng)。對(duì)晶圓面積需求最大的半導(dǎo)體器件為邏輯器件，占比 34%，其次為 3D NAND 存儲(chǔ)器、DRAM 存儲(chǔ)器、功率等其他器件。
▲2014-2021 年全球 12 英寸晶圓需求趨勢(shì)（萬(wàn)片/月）根據(jù) SUMCO 發(fā)布的全球 12 英寸晶圓需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021 年全球 12 英寸晶圓需求將達(dá)到720 萬(wàn)片/月，到 2025 年將達(dá)到 910 萬(wàn)片/月，其中需求占比最大的終端應(yīng)用為智能手機(jī)，其次為數(shù)據(jù)中心、PC/平板電腦、汽車(chē)，數(shù)據(jù)中心和汽車(chē)對(duì) 12 英寸晶圓的需求增長(zhǎng)最為快速。
▲2021-2025 年全球 12 英寸晶圓分終端需求預(yù)測(cè)（萬(wàn)片/月）根據(jù) SUMCO 數(shù)據(jù)顯示，2Q21 全球 8 英寸晶圓需求達(dá)到 590 萬(wàn)片/月，受上述產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的帶動(dòng)，模擬器件、功率分立器件、CMOS 圖像傳感器等細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步增長(zhǎng)，為 8 英寸硅片需求增長(zhǎng)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。
▲全球 8 英寸晶圓需求趨勢(shì)（萬(wàn)片/月）▲全球 8 英寸晶圓產(chǎn)能及預(yù)測(cè)（百萬(wàn)片/月）
1、智能手機(jī)
智能手機(jī)市場(chǎng)對(duì)硅片需求增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自 5G 手機(jī)替換潮。隨著 5G 通信的商業(yè)化應(yīng)用鋪開(kāi)，5G 手機(jī)的市場(chǎng)滲透率也不斷提高。相比 4G 手機(jī)而言，5G 手機(jī)擁有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、更高的計(jì)算性能、更大的存儲(chǔ)容量、更優(yōu)秀的高清視頻處理能力等優(yōu)勢(shì)，在處理器 SoC、DRAM 存儲(chǔ)器、NAND Flash 存儲(chǔ)器、CMOS 圖像傳感器、基帶處理器、射頻前端、電源管理芯片等芯片的性能需求上有較大的提升。據(jù) SUMCO 數(shù)據(jù)顯示，5G 手機(jī)比 4G 手機(jī)單機(jī)硅片面積需求量提升了 70%，帶動(dòng)了智能手機(jī)市場(chǎng)對(duì)硅片的需求大幅增長(zhǎng)。
▲5G 手機(jī)對(duì) 12 英寸硅片面積需求變化5G 手機(jī)市場(chǎng)滲透率不斷提升將帶動(dòng)硅片需求長(zhǎng)期增長(zhǎng)。2020 年是 5G 手機(jī)大規(guī)模普及的元年，但由于疫情影響，全球智能手機(jī)銷(xiāo)量有所下降，5G 手機(jī)的普及速度也不及預(yù)期，全年滲透率不及 20%。但隨著全球手機(jī)市場(chǎng)回暖、5G 手機(jī)滲透率的不斷提升，預(yù)計(jì)今年全球 5G智能手機(jī)滲透率將提升至 40%，智能手機(jī)市場(chǎng)將長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)硅片需求增長(zhǎng)。據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)，2022 年全球智能手機(jī)市場(chǎng)對(duì) 12 英寸硅片的需求將超過(guò) 150 萬(wàn)片/月。
▲2019-2024 年全球智能手機(jī)銷(xiāo)量預(yù)測(cè)（百萬(wàn)臺(tái)）▲2019-2024 年智能手機(jī)對(duì) 12 英寸晶圓需求（百萬(wàn)片/月）
2、PC/數(shù)據(jù)中心
疫情引起“宅經(jīng)濟(jì)”，催動(dòng) PC、平板電腦需求增長(zhǎng)。2020 年的疫情使得人們的學(xué)生、生活方式發(fā)生了一定改變，人們對(duì)遠(yuǎn)程居家辦公、在線(xiàn)教育、線(xiàn)上娛樂(lè)的需求帶動(dòng)了 PC、平板電腦需求增長(zhǎng)，自 2Q20 起，全球 PC、平板電腦的銷(xiāo)量逐步提升，4Q20 全球 PC 銷(xiāo)量達(dá)9159 萬(wàn)臺(tái)，平板電腦銷(xiāo)量達(dá) 5220 萬(wàn)臺(tái)，均創(chuàng)近年來(lái)歷史記錄。雖然由于 PC 市場(chǎng)季節(jié)性影響，1Q21 出貨量環(huán)比下降 8.3%，但此次為 2012 年以來(lái)第一季度跌幅最小的一次。
▲2020 年 2 季度起 PC 銷(xiāo)量大幅提升（百萬(wàn)臺(tái)）▲ 20 年 2 季度起平板電腦銷(xiāo)量大幅提升（百萬(wàn)臺(tái)）根據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021 年全球 PC 平板電腦出貨量將達(dá)未來(lái)五年峰值水平，PC 出貨量將超過(guò) 3 億臺(tái)，帶動(dòng) PC 平板電腦對(duì)全球 12 英寸硅片需求將在 2021 年有大幅增長(zhǎng)，達(dá)到超過(guò) 900 萬(wàn)片/月，其中 NAND 存儲(chǔ)器在 PC 中的需求增長(zhǎng)最大。但隨著 3D NAND 存儲(chǔ)器的堆疊層數(shù)不斷提高，單位晶圓面積的存儲(chǔ)容量也將不斷提升，因此后續(xù) PC 市場(chǎng) NAND存儲(chǔ)器對(duì) 12 英寸硅片需求貢獻(xiàn)度將有小幅下滑。
▲全球 PC/平板電腦 12 英寸硅片需求預(yù)測(cè)（萬(wàn)片/月）數(shù)據(jù)中心需求增長(zhǎng)是 12 英寸硅片需求長(zhǎng)期增長(zhǎng)的另一大動(dòng)力。短期來(lái)看，2020 年疫情影響，在線(xiàn)會(huì)議、在線(xiàn)網(wǎng)課等需求帶動(dòng)全球服務(wù)器出貨量在 2020 年 Q2 快速攀升，同比增長(zhǎng)達(dá) 18%。
3、汽車(chē)電子
汽車(chē)智能化程度的提升對(duì)汽車(chē)芯片性能提出了更高要求。隨著汽車(chē)智能化及車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，ADAS、座艙娛樂(lè)、V2X 都對(duì)汽車(chē)芯片的運(yùn)算能力和連接能力有更高的要求，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛技術(shù)需要處理大量圖像信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)等并在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算、融合、決策，座艙娛樂(lè)需要智能手機(jī)、平板電腦級(jí)的處理器芯片，V2X 需要汽車(chē)在極短的延遲時(shí)間內(nèi)與其他車(chē)輛或路端、云端進(jìn)行實(shí)時(shí)連接。自動(dòng)駕駛級(jí)別的增長(zhǎng)要求算力指數(shù)級(jí)別的增長(zhǎng)和傳感器等感知芯片的數(shù)量增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)汽車(chē)所需芯片面積的增長(zhǎng)。
▲全球自動(dòng)駕駛汽車(chē)出貨量預(yù)測(cè)（萬(wàn)輛）
▲全球硅片出貨面積（億平方英寸）2017 年開(kāi)始硅片價(jià)格重回上升通道。2009-2011 年在后金融危機(jī)影響下，全球主要硅片制造商取消擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃導(dǎo)致供給端收縮，因此硅片價(jià)格呈小幅上升趨勢(shì)。但 2012 年開(kāi)始，硅片價(jià)格開(kāi)始不斷下滑，硅片價(jià)格由 2012 年的 0.96 美元/平方英寸下降至 2016 年的 0.67 美元/平方英寸，主要由于制造商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃順利實(shí)施使得硅片市場(chǎng)產(chǎn)能過(guò)剩。在經(jīng)歷了六年的持續(xù)下滑后，硅片價(jià)格在 2017 年重回上升通道，2017-2019 年硅片價(jià)格由 0.74 美元/平方英寸上漲至 0.95 美元/平方英寸，主要由于新能源汽車(chē)等新興市場(chǎng)快速發(fā)展、5G 手機(jī)的快速滲透帶來(lái)半導(dǎo)體終端市場(chǎng)需求強(qiáng)勁，市場(chǎng)供需結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
▲全球半導(dǎo)體硅片價(jià)格（美元/平方英寸）2020 年下半年以來(lái)，全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度持續(xù)高漲，上游硅片市場(chǎng)亦不例外。受益于下游需求持續(xù)旺盛，全球半導(dǎo)體硅片大廠自 2020 年底紛紛表示漲價(jià)意愿。2020 年 12 月，環(huán)球晶圓率先提出提高現(xiàn)貨市場(chǎng)硅晶圓價(jià)格的意向，并表示公司 12 英寸、8 英寸、6 英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)均處在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。
▲全球前五大硅片制造商市場(chǎng)份額目前國(guó)內(nèi)晶圓需求端占據(jù)全球市場(chǎng) 6%左右，若包括國(guó)外在大陸建廠的晶圓廠商，總體需求占比約為全球晶圓需求的 15%。根據(jù) SUMCO 預(yù)測(cè)，未來(lái)需求仍會(huì)持續(xù)穩(wěn)定提升。根據(jù)芯思想統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)對(duì) 12 英寸硅片需求量為每月 100 萬(wàn)片，預(yù)計(jì)到 2021 年 12 月能達(dá)到 130-140 萬(wàn)片。根據(jù) SEMI 的預(yù)測(cè)，全球的半導(dǎo)體制造商預(yù)計(jì)將在 2022 年前開(kāi)建 29 座高產(chǎn)能晶圓廠，其中 16 家分布在中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣，而其中絕大部分將為 12 英寸晶圓廠，因此晶圓廠對(duì) 12 英寸硅片的需求不斷增長(zhǎng)。
▲中國(guó)硅晶圓產(chǎn)能情況（百萬(wàn)片/月）目前全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)被日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)的五家廠商壟斷近九成市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片行業(yè)起步較晚，2017 年以前 12 英寸半導(dǎo)體硅片幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。2018 年滬硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)子公司上海新昇作為中國(guó)大陸率先實(shí)現(xiàn) 12 英寸硅片規(guī)?；N(xiāo)售的企業(yè)，打破了 12 英寸半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化率幾乎為 0%的局面。
▲中國(guó)大陸硅片制造廠商在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，硅片處于最上游，貫通整個(gè)芯片制造的前道和后道工藝，沒(méi)有硅片半導(dǎo)體行業(yè)將為無(wú)水之源。2020年以來(lái)，大數(shù)據(jù)、新能源、人工智能等趨勢(shì)開(kāi)啟了新一代電子產(chǎn)品更新，支撐硅片需求爆發(fā)式增長(zhǎng)。近來(lái)市場(chǎng)出現(xiàn)的缺芯潮，進(jìn)一步全球硅片市場(chǎng)進(jìn)入新一輪的增長(zhǎng)。在多種因素作用下，現(xiàn)在或是中國(guó)硅片產(chǎn)業(yè)最好的發(fā)展機(jī)遇。
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