海外硅片大厂优先保障台积电、三星等头部晶圆厂,对大陆供给相应收紧,这恰恰是国内半导体材料厂商加速国产替代的窗口。 硅片是半导体产业的基石,全球市场长期由信越化学、胜高等五大巨头主导,2020年信越化学占28%、SUMCO占22%、环球晶圆占15%,沪硅产业仅2%。海外供给向大厂倾斜后,大陆硅片供不应求的形势更加严峻,反而为以沪硅产业、立昂微、中环股份为代表的国产厂商打开了替代空间,其中12英寸硅片的突破进度尤为关键。
卡脖子在哪:供给集中与扩产缓慢
硅片环节的紧张,源于供给端的高度集中与扩张节奏偏慢。头部厂商在经历早年的供需失衡后,对扩产普遍谨慎,直到2021年下半年才陆续推出扩产计划。而硅片扩产周期较长,即便是经验丰富的大厂,从建厂到量产也需两到三年,新增产能释放偏慢。
需求端则持续向上。据胜高(SUMCO)测算,2021年全球12英寸硅片需求已达720万片/月,未来几年将保持9%以上增速,到2026年有望超过1000万片/月;8英寸需求约600万片/月,保持3%—5%的增长。供需错配之下,海外大厂优先保障台积电、三星等大牌晶圆厂,对大陆厂商供给减少,大陆供不应求的局面更为突出。
突破进度:12英寸硅片已有实质进展
目前,以沪硅产业、立昂微、中环股份为代表的国产厂商,已经突破了12英寸半导体硅片;神工股份、上海超硅等厂商也在不同细分领域有所突破。从产能布局看,国内厂商正持续扩张、加速追赶。
| 厂商 | 相关进展(据公开资料) |
|---|---|
| 沪硅产业 | 子公司上海新昇已建12英寸产能30万片/月,预计2022年实现满产,建成后总产能达60万片/月 |
| 立昂微 | 硅片尺寸覆盖6—12英寸,已建12英寸产能15万片/月 |
| 中环股份 | 已建12英寸产能17万片/月,新建产能43万片/月 |
| 神工股份 | 以8英寸抛光片为主,12英寸低缺陷率单晶硅研发项目进展顺利 |
替代空间:良率是真正的分水岭
材料环节技术壁垒高,替代空间能否兑现,关键不在规模,而在良率。硅片上的微小瑕疵都会干扰芯片性能,良率更多考验厂家的技术积累。资料显示,日本两家头部企业12英寸片(28nm以上)良率可做到95%以上,国内企业普遍不到60%。良率通常要达到70%以后,规模效应才会凸显,因此对硅片企业而言,技术(良率)比规模更重要。
国内进展较快的沪硅产业旗下上海新昇,正片率在60%到65%之间,已能实现盈亏平衡,立昂微和中环的良率则在50%以下。这意味着国产替代的窗口已经打开,但从“能做”到“做好”,仍需长期的技术积累与良率爬坡。
常见问题
为什么海外大厂保供台积电、三星,反而利好国产硅片?
海外硅片大厂一般会优先保障台积电、三星这些大牌晶圆厂,对大陆厂商的供给相应减少,使大陆硅片供不应求的形势更加严峻。供给缺口为国内厂商提供了验证和导入的机会,加速了国产替代进程。
国内12英寸硅片目前进展到哪一步?
沪硅产业、立昂微、中环股份等已突破12英寸半导体硅片,其中上海新昇已建产能30万片/月,立昂微已建15万片/月,中环股份已建17万片/月并规划新建43万片/月。不过在良率上,国内企业与海外头部厂商仍有明显差距。
判断国产硅片厂商竞争力的核心指标是什么?
核心是良率而非单纯产能。资料显示,良率通常要达到70%以后规模效应才会凸显,国内12英寸片(28nm以上)良率普遍不到60%,提升良率需要长期的技术积累。