海外硅片大厂优先保障台积电、三星等头部晶圆厂,对大陆厂商的供给相应减少,这使得大陆硅片本已偏紧的供需形势更加严峻,也直接改写了半导体材料产业链上下游的供给格局:上游硅片的议价能力与稀缺性上升,中游晶圆制造的扩产节奏被材料供给牵制,下游芯片设计则要面对更长的配套周期;与此同时,国内硅片企业获得了加速替代的窗口,但能否接住需求,关键不在产能而在良率。
一、供给挤出:从“全球紧”到“大陆更紧”
半导体硅片的供给高度集中,全球市场主要由信越化学、胜高等五大巨头主导(SEMI、中金公司研究部,2020年全球半导体硅片行业竞争格局)。在需求端,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1000万片/月;8英寸需求约600万片/月,增速约3%—5%。
问题出在供给弹性上。经历早年的盲目扩张与价格连年下跌后,头部厂商对扩产非常谨慎,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,即便信越、胜高这类经验丰富的大厂,从建厂到量产也需两到三年,新增产能预计至少要到2024年初才能陆续投产。供给本就吃紧,再叠加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,大陆硅片供不应求的形势因此更加严峻。
二、产业链重塑:议价权上移与配套节奏变化
硅片是半导体产业的基石,处在产业链最上游,向下依次连接中游晶圆制造与下游芯片设计。供给挤出之下,这条链条的关系正在被重新排列:
| 产业链环节 | 供给挤出下的变化 |
|---|---|
| 上游硅片 | 稀缺性上升,海外大厂优先保障头部晶圆厂,国内厂商迎来加速替代窗口 |
| 中游晶圆制造 | 材料供给成为扩产与排产的重要约束,配套节奏需与硅片供给能力对齐 |
| 下游芯片设计 | 需适配上游材料与制造环节的实际供给节奏 |
对国内硅片企业而言,这是窗口期,也是技术大考。 目前以沪硅产业、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、上海超硅等也在不同细分领域有所突破,并持续扩张产能。但材料环节技术壁垒高,良率与规模关系不大,更考验长期技术积累:日本两家头部企业12寸片(28nm以上)良率可达95%以上,国内企业良率普遍不到60%;良率通常要达到70%以后规模效应才会凸显。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,刚刚能实现盈亏平衡。
常见问题
海外硅片大厂优先保障台积电、三星,对大陆厂商意味着什么?
意味着大陆厂商在海外采购硅片时面临供给减少,大陆硅片供不应求的形势更加严峻。这既抬高了上游材料的稀缺性,也把替代机会交到了国内硅片企业手中。
国内硅片企业接住替代机会的关键是什么?
关键在良率而非单纯堆产能。硅片材料技术壁垒高,良率要达到70%以后规模效应才会凸显,而国内企业良率普遍不到60%,仍需长期技术积累。
硅片供给紧张会如何传导到中游晶圆制造?
硅片扩产周期较长,头部厂商新增产能预计至少要到2024年初才能陆续投产,中游晶圆制造的扩产与排产节奏因此需要与上游材料的实际供给能力相匹配。