臺風“山竹”近日席卷港粵澳地半導體硅晶圓大廠勝高千歲、三菱材料多晶硅廠相繼停產。對此，分析人士一致認為，受臺風影響，硅晶圓供應將更吃緊，硅晶圓至少會缺貨到明年底，價格也將一路漲到明年底。

硅材料具有高度壟斷性，全球一半以上的半導體硅材料產能集中在日本。圖1為2015年全球半導體硅材料產能分布。可以發現，日本SUNMCO和信越是全世界半導體舉足輕重的兩大龍頭企業。

圖1 2015年全球半導體硅材料產能分布

圖2所示為半導體全產業鏈示意圖，半導體芯片制造最重要的基礎原材料就是硅晶圓，據估計，晶圓制造材料成本占比近30％。目前，硅晶圓尺寸越大、純度越高，價格越高，壟斷情況越嚴重，12英寸硅晶圓已經長期缺貨，8英寸、6英寸也處于供貨吃緊狀態。

圖2 半導體全產業（圖片來源：中泰證券研究所）

 晶圓尺寸及其供給問題

我們常說的晶圓尺寸是什么？晶圓尺寸與其應用情況是怎樣的？主流的硅晶圓為12英寸、8英寸、6英寸，其中，12英寸占65~70％左右，8英寸占25~27％左右，6英寸占6~7％左右。

12英寸：主要用于高端產品，如CPU/GPU等邏輯芯片和存儲芯片

8英寸：主要用于中低端產品，如電源管理IC、LCD/LED驅動IC、MCU、功率半導體MOSFE、汽車半導體等

6英寸：功率半導體、汽車電子等

圖3 2014~2020年不同尺寸硅片市場占比變化

（數據來源：智研咨詢發布的《2018-2024年中國硅晶圓行業市場調查及投資戰略研究報告》，其中2017年之后數據為預測數據）

根據圖3顯示，大尺寸硅晶圓片在所有硅晶圓中占比越來越高。這是因為科技產品電子化程度提高，存儲器、CPU/GPU產品需求大增，使得12 英寸晶圓需求增加。目前，12英寸硅晶圓處于長期缺貨狀態，其供給緊張帶來的價格上漲在進一步向8英寸、6英寸硅晶圓蔓延。

此外，晶圓生產的難易程度與其尺寸密切相關。尺寸越大，拉晶對速度與溫度的要求更高，因此高品質12英寸晶圓工藝難度比小尺寸晶圓更大。這也進一步加劇了供需的失衡。

根據目前已知及其預測數據匯總，從需求端來看，全球2017年12英寸硅片需求550萬片/月，2018年預計需求達到570萬片/月。未來兩年12英寸硅片需求將持續增加，2020年新增硅片月需求預計超過750萬片/月，較2017年增加200萬片/月以上，需求提升36%。

供給端來看，12英寸硅晶圓2017年產能為525萬片/月、2018年預計產能540萬片/月，供小于需。由于2017年之前硅片供大于需，且擴產費用較高，投資周期長，各大廠擴產意愿低，所以全球硅片的產量增長緩慢。

在全球供給形式嚴峻背景下，國內由于自身產能不足，市場缺口更大。方正證券通過對國內已投產、在建以及擬建的晶圓廠產能系統梳理，得出2018到2020年，國內晶圓廠8英寸、12英寸硅片實際需求為每月173萬片和341萬片。但是，8英寸、12英寸硅片的產能僅為74萬片和31萬片，這意味著8英寸硅片目前有近100萬的缺口，而12英寸硅片缺口達到310萬片。

圖4 方正證券調研及預測數據，其預計2020年前國內12英寸半導體硅片產能缺口近310萬片（圖片來源：方正證券）

到目前為止，諸如SUMCO（世界第二大硅晶片供應商）已經計劃在2019年上半年增產11萬片/月，以及Siltronic（全球第四大硅晶圓廠）計劃到19年中期擴產7萬片/月。不過，這樣體量的擴產并不能解決目前的供需失衡，在最近的法人說明會上，SUMCO表示，短期來看，半導體廠客戶對硅晶圓的采購意愿不變，所有尺寸硅晶圓的需求強勁，市場配銷狀況持續，硅晶圓缺貨將到2021年。

??國內硅晶圓產業發展面臨問題?

??技術難度高

  制造高純大硅片的技術障礙主要是硅的純度和大尺寸硅片的良率問題。對于先進工藝的半導體單晶硅片，純度需要達到11個9以上（即99.999999999％），目前國內還無法實現，同時大尺寸硅片對倒角、精密磨削等加工工藝要求很高，國內還沒有掌握高良率的技術能力。

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投資周期長

  與晶圓代工不同的是，蓋一座新硅晶圓廠的成本需4~5億美金，硅晶圓樣品出來后，后續還需晶圓廠、封測廠等下游產業鏈測試認證。蓋廠加認證，估計1.5~2年才能量產。此外，硅晶圓面臨技術更新換代，18英寸晶圓目前已經實現小規模量產，第一批客戶只有英特爾一家，預計18英寸晶圓將保持持續增長趨勢，根據IC Insights的報告，12英寸晶圓代工廠將會在2021年左右達到高峰，之后市場份額將逐步為18英寸晶圓取代。因此，對于廠商而言，基于對技術和趨勢的不確定性，要投資12寸還是18寸肯定是考量重點。因此，由于較長投資周期以及前景不確定性，在之前硅晶圓行業低谷期，各大廠商投資建廠的意愿普遍較低。

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??缺貨問題??

中國大陸的半導體12英寸硅晶圓基本依賴進口，而硅晶圓供給又是不足的，可以看到一些大廠像臺積電、聯電為了保證生產，和硅晶圓主要供應商日本信越、SUMCO簽訂了1-2年的供貨合約。這會使得國內一些議價能力低、資金實力弱的公司面臨無硅晶圓可用的局面。

以中國臺灣地區硅晶圓生產大廠環球晶為例，其董事長徐秀蘭表示，環球晶產能到2020年全部排滿，至少四年看不到價格反轉跡象，且搶貨潮從主流的12寸一路向下延伸到8寸、甚至6寸。此外，徐秀蘭透露，環球晶訂單已經談到2021年到2025年，且價格不會低于2020年的價格。量價齊升的硅晶圓市場使得其生產廠商甚至出現惜售情況。

??國內硅晶圓產業發展情況??

??  目前，國內至少已有9個硅片項目，包括上海新昇、重慶超硅、寧夏銀和、浙江金瑞泓、鄭州合晶、宜興中環晶盛項目、西安高新區項目等。合計投資規模超520億元人民幣，正在規劃中的12寸硅片月產能已經達到120萬片，遠期看可緩解硅片缺貨的問題，預計大硅片行業未來幾年仍將會有新玩家加入。??

新昇半導體是目前業界最為關注的硅晶圓生產公司，其專注于12英寸硅片的制造。根據其官網披露信息，2017年新昇開始試生產，向各類客戶提供測試片。在此期間新昇還提供了正片認證樣品，在許多客戶進行產品認證，并不斷提高其硅片產量。新昇過去六個月每月產出數萬片，目前正在進行第一階段每月10萬硅片產能的建設，并將在今年下半年開始下一階段每月20萬硅片產能的建設，預計將在2019年完成。

天津中環股份（002129）是一家擁有六十年歷史，主營單晶硅和半導體器件研發、生產和銷售的上市公司。中環股份的大直徑區熔硅單晶技術已經實現產業化，8英寸區熔硅片實現量產；在內蒙地區建立8-12英寸半導體直拉單晶研發、制造中心擴充大直徑直拉單晶產能，12英寸晶體部分也進入了工藝評價階段。在半導體區熔單晶及拋光片方面，8英寸半導體拋光片項目產能已陸續釋放，2018年3月，8英寸拋光片產能已達到10萬片/月，預計項目2018年10月建成后產能將達到 30萬片/月，實現國內最大市場占有率；同時建立12英寸拋光片試驗線，預計2018年底實現產能2萬片/月。

圖5 上海超硅百億投資項目奠基儀式（圖片來源：上海超硅）

上海超硅半導體成立于2008年，與重慶超硅半導體、成都超硅半導體為超硅（AST）旗下企業。2018年7月30日，300mm全自動智能化生產線項目，開工建設。該項目建設周期為1.5年，一期投資60億元，總投資預計達到100億元。項目建成后將形成年產360萬片300mm拋光片和外延片以及12萬片450mm拋片生產能力，對于構建完整的集成電路產業鏈具有重要的戰略性意義。

總結

硅晶圓由于對純度要求超高，行業壁壘極高、呈現高度壟斷格局。目前以日本信越半導體、日本三菱住友SUMCO、環球晶圓、德國Siltronic、韓國SK Siltronic，為代表的五家公司掌握90%以上的市場份額。

12英寸晶圓隨著CPU/GPU等邏輯芯片、Memory存儲芯片市場快速增長，出貨量和市場占有率猛增，不論是SUMCO、環球晶等生產廠商，還是方正證券、中泰證券等行業研究機構，均一致看好未來幾年硅晶圓行情。作為集成電路制造業最大宗的關鍵材料，中國大陸的12英寸硅片一直依賴進口，主要原因在于目前國內還沒有完全掌握大規模量產IC集成電路用的高純大硅片技術。

由于硅晶圓投資周期長，17年之前的行業低谷期有產能擴充意向的企業少，加上部分大廠商跑馬圈地，與大供應商簽訂了較長合同，因此12英寸晶圓在未來2年內預計仍為高度缺貨狀況，對于8英寸、6英寸及更小尺寸晶圓供給仍將吃緊，具體還得看國內外企業產能情況。

不過，為了彌補半導體硅晶圓的供應缺口，降低進口仰賴程度，我們看到了諸如新昇半導體、上海超硅、天津中環半導體等一大批國內企業正在迎頭奮進，積極邁向8英寸與12英寸硅晶圓制造，多項重大投資也在不斷推進中，故我們期待著中國能夠在半導體上游基礎材料中，擁有更多的話語權。

參考文獻

全球硅晶圓片的產業狀況分析；海通證券研究所，陳平。

By：火宣