半导体硅片产业链的利润,核心卡在中游硅片制造这一环。全球半导体硅片由信越化学、SUMCO(胜高)、环球晶圆、Siltronic、SK Siltron五大巨头主导,按2020年全球半导体硅片行业竞争格局,五家合计份额约87%,其中信越化学28%、SUMCO 22%、环球晶圆15%、Siltronic 11%、SK Siltron 11%。这一环节技术壁垒高、扩产周期长,上游高纯多晶硅与设备供应相对分散,下游晶圆代工与存储厂虽体量大,却对硅片供给高度依赖,利润因此向中游硅片厂集中。

上游与下游,为何都难拿到定价主动权

上游是高纯多晶硅原料与拉晶、切片、抛光等设备。半导体硅片对纯度要求极高——单晶硅需9-11个9,区熔级要求12个9以上,远高于光伏硅片的6-8个9。这种纯度门槛,使上游原料与设备必须围绕中游硅片厂的技术路线配套,议价空间有限。

下游是晶圆代工与存储厂。12英寸硅片主要用于90nm以下制程,如逻辑芯片和存储芯片;8英寸硅片多用于传感器、功率器件等90nm以上制程。下游制程越先进,对硅片缺陷容忍度越低,可替代供应商越少,硅片厂在长协谈判中因此占据有利位置。

利润卡点:良率而非规模

硅片环节真正的护城河在良率。硅片企业普遍面临良率挑战,而良率与规模关系不大,更考验技术积累。日本两家头部企业在硅片行业深耕多年,12英寸片(28nm以上)良率可做到95%以上,国内企业良率普遍不到60%。 通常良率达到70%以后规模效应才会凸显,这意味着单纯堆产能难以转化为利润。

沪硅产业的2%份额意味着什么

按2020年竞争格局,沪硅产业份额约2%,在链条中处于追赶位置。其子公司上海新昇从建厂至今良率每年提升约10个百分点,正片率在60%到65%之间,刚刚能实现盈亏平衡;国内其他厂商良率多在50%以下。份额小、良率爬坡中,使国内厂商在长协定价与客户结构上议价能力偏弱,这也是产业链利润分布不均的直接体现。

常见问题

硅片环节的利润主要来自哪里?

主要来自技术壁垒带来的供给稀缺性。头部厂商扩产谨慎,08年之后行业盲目扩张导致供需失衡、价格连续多年下跌,此后头部厂商对扩产保持克制,新增产能从建厂到量产通常需要两到三年,供给弹性低使价格与利润更易维持。

为什么国内厂商份额难以快速提升?

硅片是材料环节,技术壁垒主要体现在良率上。国内12英寸片良率普遍不到60%,而良率达到70%以后规模效应才会凸显。良率提升依赖长期技术积累,并非短期扩产可以解决。

下游晶圆厂能否向上挤压硅片利润?

难度较大。海外硅片大厂一般优先保障台积电、三星等大牌晶圆厂,对大陆厂商供给相应减少,说明硅片供给本身紧张。在下游需求旺盛、硅片厂满产的格局下,下游对硅片的依赖度高于硅片厂对单一客户的依赖度。