全球半导体硅片供给端高度集中,按2020年全球半导体硅片行业竞争格局数据,信越化学占28%、SUMCO(胜高)占22%、环球晶圆占15%、Siltronic占11%、SK Siltron占11%,前五大厂商合计约87%;沪硅产业约占2%。国产厂商的突围路径并非正面争夺海外大厂的核心客户,而是抓住海外大厂优先保障台积电、三星等晶圆厂、对大陆供给相应减少所形成的缺口,以12英寸硅片为突破口加速替代,同时把重心放在良率爬坡而非单纯堆产能上。
一、格局:五大巨头主导,国产份额仍低
从竞争格局看,硅片是半导体材料中集中度极高的环节。信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SK Siltron五家合计约87%的份额,构成第一梯队;Soitec占6%,沪硅产业占2%,其他厂商合计5%。这一结构意味着国产厂商短期内难以改变整体格局,增量空间主要来自两点:一是全球硅片自2021年三季度起供不应求,二是国内晶圆厂对本土供应链的导入意愿提升。
二、突围:缺口、突破与良率三道关
第一道是需求缺口。 海外大厂扩产谨慎,且一般优先保障台积电、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更加严峻,这为国内企业提供了加速替代的窗口。硅片扩产周期较长,即使经验丰富的大厂从建厂到量产也需两到三年,供给紧张的缓解需要时间。
第二道是技术突破。 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进展。沪硅产业子公司上海新昇已建12英寸产能30万片/月,产品覆盖6—12英寸,类型包括抛光片、外延片、SOI硅片等,客户涵盖中芯国际、华虹宏力、长江存储等国内芯片制造企业。
第三道是良率。 材料环节技术壁垒高,良率比规模更关键。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%。良率通常要达到70%以后规模效应才会凸显。国内进展最快的是上海新昇,正片率在60%—65%之间,刚能实现盈亏平衡;立昂微和中环的良率在50%以下。
三、观察国产替代的三个维度
| 维度 | 关注要点 |
|---|---|
| 产能落地 | 12英寸产线建设与满产进度,如上海新昇预计实现30万片/月满产、建成后总产能达60万片/月 |
| 良率爬坡 | 能否从60%—65%向70%的规模效应门槛推进 |
| 客户导入 | 国内晶圆厂的验证与放量节奏 |
常见问题
沪硅产业在全球硅片市场处于什么位置?
按2020年全球半导体硅片行业竞争格局数据,沪硅产业约占2%的份额,与信越化学28%、SUMCO 22%等头部厂商相比仍有明显差距。其子公司上海新昇是国内12英寸硅片进展较快的平台,正片率在60%—65%之间。
国产硅片突围的关键是产能还是良率?
良率更关键。硅片良率与规模关系不大,更考验技术积累,通常要达到70%以后规模效应才会凸显。国内企业良率普遍不到60%,因此扩产之外更需长期技术积累。
12英寸硅片主要用在哪些领域?
12英寸(300mm)硅片主要用于90nm以下制程产品,如逻辑芯片和存储芯片;8英寸硅片主要用于传感器、功率器件等,制程工艺一般在90nm以上。