海外大厂优先保供台积电、三星,确实为国产硅片腾出了一块结构性替代空间,但能撑起多大,取决于需求增速与国产良率爬坡的赛跑。 据胜高(SUMCO)测算,全球12英寸硅片需求在2021年已达720万片/月,未来几年保持9%以上增速,到2026年有望超过1000万片/月;8英寸硅片需求约600万片/月,年增速3%—5%。需求端由新能源汽车、物联网等新兴领域驱动,供给端海外五大厂商扩产谨慎、优先保障台积电和三星等大牌晶圆厂,对大陆厂商供给相应减少,大陆硅片供不应求的形势更加严峻,由此给国内企业带来加速替代的机会。

需求端:两条曲线同时向上

12英寸是增量主战场。90nm以下制程的逻辑芯片、存储芯片大多使用12英寸硅片,2021年其产能占比已达67.2%。SUMCO测算其需求从2021年的720万片/月升至2026年超1000万片/月,对应9%以上的年复合增速。

8英寸则提供稳健基本盘。8英寸硅片主要用于传感器、功率器件,制程工艺一般在90nm以上,需求约600万片/月,年增3%—5%。由于8英寸产线建设较早、多数已完成折旧,在成熟制程和特色工艺上仍有优势,需求会继续增长。

供给端:挤出效应如何放大替代空间

全球半导体硅片由信越化学、胜高等五大巨头主导。2020年竞争格局中,信越化学占28%、SUMCO占22%、环球晶圆占15%、Siltronic占11%、SK Siltron占11%、Soitec占6%,沪硅产业为2%。

经历早期盲目扩张导致的供需失衡后,头部厂商扩产普遍谨慎,直到2021年下半年才陆续公布扩产计划;而硅片扩产周期长达两到三年,新增产能预计至少要到2024年初才能陆续投产。产能已被锁定、扩产又需时日的背景下,海外大厂优先保障台积电、三星等大牌晶圆厂,对大陆厂商的供给相应减少——这正是“挤出效应”转化为国产替代订单的直接路径。

国产承接能力:产能已铺开,良率是胜负手

以沪硅产业、立昂微、中环股份为代表的国产厂商已突破12英寸半导体硅片,神工股份、上海超硅等也在细分领域有所突破,并持续扩张产能。

但材料环节壁垒高,竞争关键在良率。日本两家头部企业12英寸片(28nm以上)良率可达95%以上,国内企业普遍不到60%。良率一般要达到70%以后规模效应才会凸显,因此技术(良率)比规模更重要。国内进展最快的是沪硅产业旗下上海新昇,正片率在60%到65%之间,刚能实现盈亏平衡,立昂微和中环的良率则在50%以下。

常见问题

挤出效应能撑起多大的市场空间?

空间的方向明确、幅度取决于两个变量:一是12英寸需求以9%以上年复合增速扩张、8英寸以3%—5%稳步增长,二是海外大厂优先保供台积电、三星导致对大陆供给减少。两者叠加放大了国产硅片的需求缺口,但实际能承接多少,还要看国产厂商良率提升的速度。

为什么说良率比产能更关键?

芯片制程已精细到纳米级别,硅片上极微小的瑕疵都会严重干扰芯片性能。国内企业良率普遍不到60%,而良率要达到70%以后规模效应才会凸显,在此之前单纯堆产能难以转化为有效供给和盈利。

12英寸和8英寸,哪个更值得关注?

12英寸对应90nm以下先进制程,是需求增速最快、替代空间最大的环节;8英寸对应90nm以上成熟制程,需求约600万片/月、年增3%—5%,基本盘稳健。两者驱动逻辑不同,可结合国产厂商在各尺寸上的产能与良率进展分别观察。