全球半导体硅片市场高度集中,信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SK Siltron五巨头长期占据约九成份额,而中国厂商沪硅产业在全球格局中仅占约2%。在海外巨头谨慎扩产、供给持续紧张的背景下,中国厂商正通过大规模扩产与良率攻关加速追赶,但良率而非规模,才是决定追赶速度的关键变量

全球硅片格局:五巨头垄断,供需持续紧张

半导体硅片是芯片制造的基石,但供给端高度垄断。以沪硅产业为参照的全球竞争格局中,信越化学占比28%、SUMCO占比22%、环球晶圆占比15%、Siltronic与SK Siltron各占11%,五大巨头合计份额超过87%,而沪硅产业仅占2%。

厂商全球份额
信越化学28%
SUMCO22%
环球晶圆15%
Siltronic11%
SK Siltron11%
沪硅产业2%

这种垄断格局短期内难以撼动,原因在于硅片扩产周期极长——即使是信越、SUMCO等经验丰富的大厂,从建厂到量产也需要两到三年时间。受此前行业盲目扩张导致供需失衡的教训影响,头部厂商对扩产普遍谨慎,直到2021年下半年才陆续推出扩产计划。在下游新能源汽车、物联网等需求高速增长的背景下,硅片从2021年三季度起持续供不应求,预计要到2024年初新增产能才能陆续投产。

中国厂商的追赶路径:扩产与良率并进

海外大厂优先保障台积电、三星等头部晶圆厂供货,对大陆厂商供给相应减少,这反而为国产硅片企业提供了加速替代的窗口期。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,并纷纷抛出扩产计划:

  • 沪硅产业:子公司上海新昇已建12英寸产能30万片/月,满产后总产能将达60万片/月;同时拟定增募资不超过50亿元用于300mm高端硅片研发与先进制造项目。
  • 立昂微:拟定增募资不超过52亿元,投向年产180万片12英寸硅片等项目,并拟收购国晶半导体扩大12英寸生产规模。
  • 中环股份:12英寸已建产能17万片/月,新建产能43万片/月。

不过,材料环节技术壁垒极高,扩产只是第一步。硅片良率与规模关系不大,更多考验技术积累。日本头部企业12英寸(28nm以上)良率可做到95%以上,而国内企业良率普遍不到60%。良率达到70%以后规模效应才会凸显,目前国内12英寸良率表现最好的沪硅产业旗下上海新昇,正片率在60%至65%之间,刚刚实现盈亏平衡。

常见问题

中国硅片厂商与国际巨头的差距主要在哪里?

主要差距在良率而非产能规模。国内厂商的12英寸硅片良率普遍不到60%,而日本头部企业可达95%以上。良率是硅片环节最核心的技术壁垒,直接决定盈利能力和客户认可度。

国产替代的窗口期能持续多久?

海外大厂新增产能预计至少到2024年初才能陆续投产,在此之前硅片供不应求的形势难以缓解,这为国内厂商提供了宝贵的追赶窗口。但窗口期有限,厂商需在扩产的同时加速良率爬坡。

国内哪家硅片厂商的12英寸进展最快?

沪硅产业旗下的上海新昇是国内12英寸硅片(28nm以上)良率表现最好的厂商,正片率在60%至65%之间,已实现盈亏平衡;立昂微和中环的良率均在50%以下。