电子元器件行业深度分析：硅片供需缺口持续，国产替代前景可期

科技以及拟通过资产重组布局半导体外延材料的凤凰光学。

■风险提示：市场竞争加剧；下游需求衰减；国产替代不及预期。

内容目录
1. 硅片为制造芯片的核心载体材料 (6)
1.1 硅片是芯片制造的核心原材料，技术壁垒高 (6)
1.2 大尺寸化、制程升级为行业趋势，12 寸硅片占比持续提高 (8)
2. 半导体硅片景气高涨，供需缺口有望持续扩大 (9)
2.1 半导体景气高涨，带动上游材料市场需求扩张 (9)
2.2 半导体硅片是占比最高的材料，长期受益于大数据、汽车电子发展 (11)
2.3 半导体硅片迎量价齐升，海外龙头公司看好行业高景气延续 (14)
2.4 半导体硅片新增产能周期较长释放滞后于晶圆厂，供需缺口有望持续扩大 (15)
3. 海外巨头长期垄断硅片市场，国内企业奋起直追 (17)
3.1半导体硅片技术壁垒高，海外巨头长期垄断市场 (17)
3.2 国产替代空间广阔，国内厂商加速布局12寸硅片 (21)
4. 相关标的 (23)
4.1沪硅产业：国内半导体硅片龙头，引领12寸国产替代 (23)
4.2立昂微：盈利能力大幅提高，12寸硅片产能快速释放 (25)
4.3中环股份：光伏、半导体硅片齐头并进，12寸硅片产能快速提高 (27)
4.4神工股份：刻蚀单晶硅材料龙头，硅零部件、8寸硅片打开新增空间 (29)
4.5中晶科技：中小尺寸硅片的领先厂商 (31)
4.6凤凰光学：拟资产重组布局半导体外延材料 (32)
5. 风险提示 (33)
5.1市场竞争加剧 (33)
5.2下游需求衰减 (33)
5.3 技术研发不达预期 (33)
图表目录
图1：半导体行业产业链 (6)
图2：芯片制作的其他环节及下游应用 (6)
图3：硅片制备基本流程 (7)
图4：直拉法基本流程 (7)
图5：悬浮区熔法单晶生长示意图 (8)
图6：外延片结构 (8)
图7：SOI硅片结构 (8)
图8：全球不同半导体硅片出货面积 (9)
图9：不同尺寸硅片的出货比例（按面积计算） (9)
图10：不同制程芯片的市场占有率 (9)
图11：全球半导体材料市场规模及同比 (11)
图12：中国半导体材料市场规模及同比 (11)
图13：2020年全球晶圆制造材料市场结构 (12)
图14：全球半导体硅片市场规模 (12)
图15：中国半导体硅片市场规模及同比 (12)
图16：12寸硅片应用结构 (13)
图17：8寸硅片应用结构 (13)
图18：全球数据流量预测 (14)
图19：汽车电子占整车制造成本比例 (14)
图20：汽车电子对各尺寸硅片的需求 (14)
图21：全球半导体硅片出货量走势 (15)
图22：全球半导体硅片平均价格走势 (15)
图23：全球12英寸半导体硅片需求预测及现有产能 (15)
图24：全球12英寸半导体硅片供需情况预测 (16)
图25：半导体硅片市场竞争格局（2020年） (18)
图26：信越化学半导体硅片营业情况 (18)
图27：信越化学营收占比情况 (18)
图28：信越化学FY2022各业务营收占比 (19)
图29：信越化学FY2022各业务营收和利润情况（亿日元） (19)
图30：盛高营收及同比 (19)
图31：盛高净利润及同比 (19)
图32：环球晶圆营收及同比 (20)
图33：环球晶圆净利润及同比 (20)
图34：德国世创营收及同比 (21)
图35：德国世创净利润及同比 (21)
图36：SK siltron营收及同比 (21)
图37：SK siltron净利润及同比 (21)
图38：全球半导体产业的三次产业转移 (22)
图39：半导体硅片产能扩充速度高于全球 (22)
图40：沪硅产业主要客户 (24)
图41：沪硅产业营收及同比增速（单位：亿元） (25)
图42：沪硅产业利润情况（单位：亿元） (25)
图43：半导体硅片在半导体（硅基）产业链中的位臵 (26)
图44：半导体分立器件在半导体（硅基）产业链中的位臵 (26)
图45：2017-2021年立昂微主营业务构成（单位：亿元） (26)
图46：2021年立昂微主营业务构成 (26)
图47：立昂微营收及同比增速（单位：百万元） (27)
图48：立昂微归母净利润及同比增速（单位：百万元） (27)
图49：中环股份混改经过梳理 (27)
图50：中环股份产品应用领域 (28)
图51：2021年中环股份营收结构 (28)
图52：中环股份营收及同比增速（单位：亿元） (29)
图53：中环股份归母净利润及同比增速（单位：亿元） (29)
图54：神工股份营收结构 (30)
图55：神工股份营收及同比增速（单位：亿元） (31)
图56：神工股份归母净利润及同比增速（单位：亿元） (31)
图57：中晶科技营收结构（亿元） (31)
图58：中晶科技分业务毛利率 (31)
图59：中晶科技营收情况（亿元） (32)
图60：中晶科技盈利情况（亿元） (32)
图61：凤凰光学营收情况（亿元） (33)
图62：凤凰光学盈利情况（亿元） (33)
表1：半导体市场规模及预测 (10)
表2：2016-2022F IC 行业产能趋势（约当8英寸） (10)
表3：不同尺寸硅片的应用领域 (13)
表4：硅片生产主要设备 (17)
表5：国内主要硅片公司12英寸硅片扩产计划 (23)
表6：硅片生产主要设备 (24)
1. 硅片为制造芯片的核心载体材料
1.1 硅片是芯片制造的核心原材料，技术壁垒高
硅片是半导体制造核心原材料：半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料，是半导体产业链基础性的一环，其核心工艺包括单晶工艺、成型工艺、抛光工艺、外延工艺等，技术专业化程度颇高。

通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件，目前90%以上的半导体产品使用硅基材料制造。

半导体硅片行业属于技术密集型行业，具有研发投入高、研发周期长、研发风险大的特点，同时半导体硅片也是我国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一。

图1：半导体行业产业链
资料来源：公司公告，安信证券研究中心
硅片的质量直接决定下游晶圆生产的良率。

晶圆的加工是整个半导体产业的第二环节，而硅片的质量决定了下游IDM和Fountry厂商所生产的晶圆的良率，因此硅片厂商想要进入IDM和Fountry厂商的供应链需要经过较长时间的验证且一经确定后不会被轻易替代。

晶圆加工完成后再经过封测环节及可得到芯片。

而芯片按照用途不同主要可以分为传感器类芯片、计算类芯片、存储类芯片、连接器类芯片和模拟芯片等。

图2：芯片制作的其他环节及下游应用
资料来源：中芯国际招股书，安信证券研究中心整理
硅片制备流程复杂，技术难度高。

半导体产业使用的是单晶硅片，其生产流程为，首先从
硅矿中制备多晶硅，多晶硅在单晶炉内的培育生长生成单晶硅棒，单晶硅棒经过切割、倒角、研磨、刻蚀、抛光、清洗等环节，得到硅片成品。

制备过程的技术重难点包括硅片纯度、氧含量、表面颗粒、晶体缺陷、表面/体金属含量、翘曲度、平整度、体电阻率等参数的控制。

最终产出的硅片需要达到高纯度、低杂质含量、高平坦度的要求，并且具有特定的电学性能。

图3：硅片制备基本流程
资料来源：Siltronic，安信证券研究中心
单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的，目前制备单晶硅的方法主要有直拉法（ CZ 法）和悬浮区熔法（ FZ 法）；该技术的重点在于保证拉制出的硅锭保持极高纯度水平（纯度至少为99.999999999%）的同时，有效控制晶体缺陷的密度。

直拉法：在一个直筒型的热系统用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，再反转坩埚，籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程，得到单晶硅。

图4：直拉法基本流程
资料来源：SUMCO，安信证券研究中心
悬浮区熔法的原理是将圆柱形硅棒固定于垂直方向，利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区，这两个棒朝相反方向旋转；然后将在多晶棒与籽晶间只靠表面张力形成的熔区沿棒长逐步向上移动进行单晶生长，单晶棒的直径主要由顶部和底部的相对旋转速率控制。

相比悬浮区熔法，直拉法成本更低，生长速率较快，更适合大尺寸（12 英寸）单晶硅棒的拉制，目前约85%单晶硅片皆由直拉法制成，主要应用在逻辑、存储器芯片中。

悬浮区熔法很适合制作电力电子器件（因为产出的硅片电阻率较高），悬浮区熔法制备的单晶硅占有的市场份额较小（约 15%）。

图5：悬浮区熔法单晶生长示意图
资料来源：半导体材料，安信证券研究中心
按单晶硅棒后续处理的不同工艺，硅片可分为抛光片、外延片、SOI 硅片等。

抛光片（PW ）：由单晶硅棒经过切割、研磨、抛光等工艺而产出。

抛光片应用广泛，
目前半导体行业所使用的硅片70%都为抛光片，既可直接用于制作存储芯片与功率器
件等半导体器件，又可作为外延片、SOI 片的衬底材料。

外延片（EW ）：以抛光片为衬底，沿着原来的结晶方向生长出一层新单晶层（外延层）
而产出，即外延片=衬底+外延层。

随着半导体制造工艺的进步，外延片应用增加，占比逐渐上升，28nm 以上的制程都需要使用外延技术，故未来外延片将占据主流。

外延片被大规模应用于对稳定性、缺陷密度、高电压及电流耐受性等有高要求的半导体器件中，主要包括MOSFET 、晶体管等功率器件，以及CIS 、PMIC 等模拟器件，终端应用包括汽车、高端装备制造、能源管理、通信、消费电子等。

绝缘体上硅（SOI ）：在两个抛光片之间夹一层具有高电绝缘性的氧化物层，再将其粘
合在一起而产出。

SOI 共有三层结构：底层起支撑作用；顶层用于蚀刻电路；氧化层起到保护芯片上的晶体管，减小晶体管的静电电容，加快晶体管的状态切换，提高器件运行速度等作用。

SOI 具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、工艺简单、抗宇宙射线粒子的能力强等优点，适用于耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片上，如射频前端芯片、功率器件、汽车电子芯片、传感器以及星载芯片等。

图
6
：外延片结构
图7：SOI 硅片结构
资料来源：SUMCO ，安信证券研究中心
资料来源：SUMCO ，安信证券研究中心
1.2 大尺寸化、制程升级为行业趋势，12 寸硅片占比持续提高
硅片大尺寸化是大势所趋，12寸占比有望持续提高。

硅片尺寸越大，在单片硅片上制造的芯片数量就越多，同时硅片圆形边缘的相对损失越小，有利于降低单位芯片的成本。

并且芯片制造时遇到硅片缺陷的概率变低，可提高芯片良率。

从2008年起，12寸硅片市场份额超过8英寸硅片成为主流。

2020年12英寸硅片出货面积达到84.76亿平方英寸，占全
年全球市场出货总面积的69.15%。

IC Mtia预测，2021年12英寸出货面积将占总面积的
75%以上。

未来，随着落后产能的不断退出，小尺寸硅片产能将逐步转向8寸转移，而8
寸产能将逐步转向12寸，大尺寸硅片的占比将持续上升。

图8：全球不同半导体硅片出货面积图9：不同尺寸硅片的出货比例（按面积计算）
资料来源：SEMI，安信证券研究中心资料来源：SEMI，安信证券研究中心
芯片制程不断缩小是行业的另一个趋势。

芯片制程亦称为节点或特征线宽，即晶体管栅极
宽度的尺寸，用来衡量半导体芯片制造的工艺水准。

随着芯片制造企业工艺水平的不断提
升和加工成本的不断优化，芯片对先进制程的需求也在不断增加。

遵循摩尔定律，半导体
芯片的制程已经从上世纪70年代的1μm、0.35μm、0.13μm逐渐发展至当前的90nm、
65nm、45nm、22nm、16nm、10nm、7nm乃至5nm。

跟据IC Insights预计，2024年采
用20nm以下制程的芯片产品市场份额将达到56.1%，较2019年提升12.9%。

目前，
90nm及以下的制程主要使用12英寸半导体硅片，90nm以上的制程主要使用8寸或更小
尺寸的硅片。

2. 半导体硅片景气高涨，供需缺口有望持续扩大
2.1 半导体景气高涨，带动上游材料市场需求扩张
在5G、物联网、汽车电子、云计算等需求的带动下，半导体市场需求持续增长。

2020年
尽管受到疫情的影响，全球半导体市场规模依然同比增长6.8%，达到了4404亿美元，预
计2021年、2022年全球半导体市场规模分别为5530亿美元、6015亿美元，同比分别增
长25.6%、8.8%。

从分地区来看，2021年和2022年亚太市场规模增速将高于全球平均，
分别为26.7%、8.4%，在全球市场的占比分别为62.11%、61.90%。

表1：半导体市场规模及预测
Spring 2021 Amounts in US$M Y ear on Y ear Grow th in % 2020 2021 2022 2020 2021 2022 American 95366 118835 131084 21.3 24.6 10.3 E urope 37520 47126 50467 -5.8 25.6 7.1 Japan 36471 43581 47621 1.3 19.5 9.3 Asia Pacific 271032 343419 372317 5.1 26.7 8.4 Total World - $M
440389 552961 601490 6.8 25.6 8.8 Discrete Semiconductors 23804 30100 32280 -0.3 26.4 7.2 Optoelectronics 40397 43229 45990 -2.8 7.0 6.4 Sensors
14962 18791 20913 10.7 25.6 11.3 Integrated Circuits 361226 460841 502307 8.4 27.6 9.0 Analog 55658 72842 79249 3.2 30.9 8.8 Micro 69678 79102 83980 4.9 13.5 6.2 Logic 118408 150736 167396 11.1 27.3 11.1 Memory
117482 158161 171682 10.4 34.6 8.5 Total Products - $M
440389
552961
601490
6.8
25.6
8.8
资料来源：WSTS 、安信证券研究中心
半导体行业高景气，带动在晶圆厂大幅扩张资本开支，提高产能。

2019-2021年全球集成电路产能（约当8英寸）分别为2.10亿片、2.24亿片、2.43亿片，同比分别+4.1%、+6.5%、+8.5%，产能利用率分别为85.8%、85.5%、93.8%，预计2022年集成电路行业产能增长8.7%达到2.64亿片，产能利用率93.0%，接近2021年水平。

2022年新增产能主要来自于今年计划新增的10座300mm 晶圆厂（比2021年新增少3座）。

表2：2016-2022F IC 行业产能趋势（约当8英寸）
Y ear Total IC Wafer Capacity （M ）
IC Wafer Capacity % Chg Total IC
Wafer Starts (M)
IC Wafer Starts % Chg Total IC
Capacity Utilization
2016 178.9 4.0% 161.5 4.9% 90.3% 2017 190.5 6.5% 175.8 8.9% 32.3% 2018 201.6 5.8% 188.9 7.5% 93.7% 2019 209.8 4.1% 180.0 -4.7% 85.8% 2020 223.5 6.5% 191.1 6.2% 85.5% 2021 242.5 8.5% 227.5 19.0% 93.8% 2022
263.6
8.7%
245.1
7.7%
93.0%
资料来源：IC Insights ，安信证券研究中心
半导体材料直接销售的下游客户为各大晶圆厂，受益于半导体产能持续扩张，上游材料市场景气高涨。

根据SEMI 数据，受半导体产业整体大环境影响，2015-2019年全球半导体材料行业市场规模呈波动变化趋势，2018年在晶圆制造厂和封装厂出货增长和先进工艺发展的推动下，全球半导体材料市场首次超过500亿美元，在全球半导体产品的强烈需求的影响下， 2020年全球半导体材料市场的规模达到了554.8亿美元，同比增长6.41%，2021年达到了642.7亿美元，同比增长15.84%，增速进一步提高。

中国大陆半导体材料市场规模从2016年起逐年增长，2017年达到76亿美元，2020年增长至97.83亿美元，2017-2020年复合增长率为7.8%；2020年中国大陆半导体材料市场规模超过韩国成为全球第二，同比增速为19.45%，是全球仅有的两个增长市场之一，2021年中国大陆半导体材料市场规模达到119亿美元，同比增长21.94%。

图12：中国半导体材料市场规模及同比
资料来源：SEMI，安信证券研究中心
2.2 半导体硅片是占比最高的材料，长期受益于大数据、汽车电子发展
从半导体材料的市场结构来看，可以分为晶圆制造材料和封装材料，根据SEMI数据，2020年晶圆制造材料占比为63%，封装材料占比37%，晶圆制造材料占比较高。

硅片是份额最大的晶圆制造材料。

硅片又称硅晶圆，是以硅为材料制成的圆形薄片，是目前产量最大、应用最广的半导体材料，目前90%以上的芯片需要使用半导体硅片制造。

根据SEMI数据，2020年硅片市场份额约为晶圆制造材料的35%，是占比最高的半导体材料。

在全球晶圆出货量持续提高的带动下，上游硅片市场规模持续增长，从2015年的72亿美元增长至2020年的112亿美元。

根据SEMI统计，预计2021年全球半导体硅片市场规模140亿美元，同比增长25%，增速大幅提高。

图13：2020年全球晶圆制造材料市场结构
资料来源：SEMI ，安信证券研究中心
中国半导体硅片市场规模增速超过全球。

2010年至2013年，中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球市场一致。

2014年起，中国大陆半导体硅片市场步入快速发展阶段。

2016年至2021年间，中国大陆半导体硅片销售额从5亿美元上升至16.56亿美元，年均复合增长率高达27.08%，远高于同期全球半导体硅片的年均复合增长率。

图15
：中国半导体硅片市场规模及同比
资料来源：SEMI ，安信证券研究中心
不同尺寸硅片对应不同的下游需求。

12英寸硅片主要应用于制造智能终端中逻辑芯片和存储芯片等，8英寸硅片主要应用于汽车电子、工业自动化和指纹识别等成熟工艺的逻辑电路、模拟电路和功率器件MOSFET 、IGBT 等高端产品，6英寸及以下尺寸硅片主要应用于功率半导体中的低端产品（比如二极管晶闸管等）。

35%
13%
12%
8%
7% 6% 6% 2% 11% 硅片 电子特气 光掩膜
光刻胶配套试剂 湿法化学品 抛光材料 光刻胶 靶材 其他
12英寸 先进制程
10nm 高端智能手机处理器、高性能计算机、超高端显卡（CP U/GP U 等）
16/14nm 高端显卡（GP U ）、智能手机处理器、高端存储芯片、计算机处理器、FP GA 芯片 20-22nm
存储芯片、中低端智能手机处理器、计算机处理器、移动端影像处理器 12英寸 成熟制程
28-32nm WIFI/蓝牙通信芯片、音效处理芯片、存储芯片、FP GA 芯片、ASIC 芯片
45-65nm DSP 处理器、影像传感器、射频芯片、WIFI/蓝牙/GP S/NFC 通信芯片、存储芯片等 65-90nm 物联网MCU 芯片、射频芯片、模拟芯片、功率器件、面板驱动IC 、CIS 等 8英寸
90nm-0.13um
MCU 芯片、基站通信设备、射频芯片、模拟芯片、功率器件、面板驱动IC 、CIS 等 0.13-0.15um 指纹识别芯片、影像传感器、通信MCU 、电源管理芯片、功率器件、LE D 驱动IC 、传感器芯片等
0.18-0.35um
嵌入式非易失性存储芯片、ME MS 、MOSFE T 功率器件等 6英寸 及以下
0.35-0.5um MOSFE T 功率器件、IGBT 等
0.5-1.2um
MOSFE T 功率器件、IGBT 等、MEMS 、分立器件
资料来源：国际电子商情、安信证券研究中心
图16：12寸硅片应用结构 图17：8寸硅片应用结构
资料来源：SEMI ，安信证券研究中心
资料来源：SEMI ，安信证券研究中心
全球数据流量持续高速增长是半导体硅片需求成长的重要推动力。

随着云计算、大数据、人工智能、物联网等热门技术的大规模应用，数据流量呈现出指数级增长态势，根据SUMCO 数据，全球数据流量有望从2020年的不到60ZB 增长至2025年的约170ZB ，年复合增长率约25%。

数据流量的大规模增长需要性能更加强劲的逻辑芯片以及容量更加大、速度更加快的存储芯片支持。

根据SUMCO 的数据，逻辑芯片晶体管密度平均每年增长16%，与全球数据流量的25%的复合增速相比还差9%，这部分将由芯片面积的增长来弥补，进而带动半导体硅片需求增长。

25%
13%
20%
22%
20%
逻辑芯片 2D NAND 3D NAND
DRAM CIS 和其他
23%
21%
17%
16%
10%
8% 5%
模拟芯片
MOSFET 光电器件
分立器件
逻辑芯片
存储芯片 传感器
图18：全球数据流量预测
汽车电子是半导体硅片需求成长的另一动能。

随着未来电动化、自动驾驶、智能座舱等技术不断落地与渗透，汽车电子市场规模将逐年增长，这也为涉足汽车产业链的汽车电子、半导体企业提供了可观的发展机遇。

根据Statista，2020年全球汽车电子市场规模约2200亿美元，预计2028年规模将增涨至4000亿美元以上，年复合增长率8%。

在互联网、娱乐、节能、安全四大趋势的驱动下，汽车电子化水平日益提高，汽车电子在整车制造成本中的占比不断提高，预计2030年接近50%。

根据SUMCO，2020年汽车电子对8寸硅片
的需求约为75万片/月，预计将在2024年达到约150万片/月，实现翻倍。

图20：汽车电子对各尺寸硅片的需求
2.3 半导体硅片迎量价齐升，海外龙头公司看好行业高景气延续
半导体硅片市场增长可拆分为量价的双重提升。

出货量方面，2018至2020年，全球半导体硅片出货面积分别为127亿、118亿、124亿平方英寸，稳定在高位水平。

半导体硅片出货量在2019年经历低谷后，20-21年出货量加速提升。

2021年全球硅片出货量为140亿平方英寸，同比增长12.8%，2021年硅片出货量连续创下新高记录，主要源于移动设备、汽车、高效能运算等应用领域对联网装臵的需求不断增长。

预测2022-2024年将继续创造记录，出货量分别为149.0亿平方英寸、155.8亿平方英寸和160.3亿平方英寸。

价格方面，从2016年开始，半导体硅片价格上涨势头强劲，从2016年的0.67美元/平方英寸逐渐增长至2020年的0.90美元/平方英寸，2021年半导体硅片的平均价格为0.99美元/平方英寸，价格较2020年进一步提高。

2021年4月，信越化学等巨头开始集中提价10~20%。

由于半导体硅片厂商在2008-2016年低谷中纷纷减产，而新产线一般需要两年以上的时间才能建成，短期内硅片产能无法快速提升，供需失衡导致市场价格持续上升。

2021年4月，信越化学等巨头开始集中提价10~20%。

2022年2月9日，日本半导体硅片巨头SUMCO 在最新业绩说明会上表示，公司预计12英寸硅片的逻辑、存储器需求将进一步扩大，公司产能包括新工厂的增产，至2026年产能已全部被长期合同覆盖。

我们认为，随着下游需求的放量，全球性硅片上行周期已经开启。

2.4 半导体硅片新增产能周期较长释放滞后于晶圆厂，供需缺口有望持续扩大
从供应端来看，12寸半导体硅片扩产计划主要从2021年下半年开始陆续宣布，扩产产能基本预计于2023-2024年才能开出。

根据SUMCO 的数据，由于晶圆厂从2022开始陆续释放新增产能，半导体硅片需求增长领先于行业产能释放，行业供需缺口有望从2022年开始逐步扩大。

图23：全球12英寸半导体硅片需求预测及现有产能
资料来源：SUMCO ，安信证券研究中心
信越化学：半导体硅片方面，信越化学是该领域的龙头，公司将计划扩产半导体硅片。

日本盛高：公司表示2026年之前的产能均售完，并计划斥资2287亿日元加快生产12英寸硅片。

在这2287亿日元中，2015亿日元投资于佐贺县的新工厂，建筑开工和设备安装将于2022年开始，工厂计划于2023年下半年开始分阶段上线，2025年全面投产；其余的272亿日元用于扩充子公司的半导体硅片产能。

此外，盛高与台塑科技的合资公司台胜科技宣布将于台湾云林麦寮台塑工业园区内投资282.6亿元新台币（约合人民币60亿元），扩建新的12英寸半导体硅片厂预计将于2024年投产。

环球晶圆：公司表示2022年产能持续满载，全产全销，2022至2024年产能都已卖光。

在收购德国世创失败后，宣布将在现有工厂和新厂逐步扩产，包括SiC、GaN on Si等产品。

扩产计划涵盖亚洲、欧洲和美国地区的投资，总金额最高达1000亿台币，新产线产品产出将从2023年下半年开始逐季度增加。

目前，公司6英寸SiC基板月产能约为2000片，由于客户需求强劲，2023年6英寸SiC基板产能有望实现倍数增长，有望扩增至5000-8000片。

此外，2022年2月18日环球晶圆在意大利的子公司MEMC SPA宣布其诺瓦拉工厂增设12英寸硅片产线；其同在意大利的美拉诺工厂已经着手12英寸产能扩充，将从2023年中期开始生产，届时环球晶圆将在意大利拥有高度完整整合的12英寸生产线。

Siltronic：2021年7月份，Siltronic决定在新加坡扩建第二座12英寸硅片厂，新工厂的建设计划从2021年开始，预计到2024年底项目共投资20亿欧元。

SK siltron：2022年3月公司公告，计划扩产12英寸硅片，将在总部所在的龟尾工业园区内第三工业基地，三年内投资1.495万亿韩元增设半导体硅片厂。

其目标是在2022年上半年开始建设基础工程，并在2024年上半年量产。

台胜科技：公司表示2022年准备投资云林麦寮12吋硅晶圆新厂，该厂总投资额高达282.6亿元，预计将于2024年投产，今年将陆续启动投资。

图24：全球12英寸半导体硅片供需情况预测
资料来源：SUMCO，安信证券研究中心
3. 海外巨头长期垄断硅片市场，国内企业奋起直追
3.1 半导体硅片技术壁垒高，海外巨头长期垄断市场
技术和认证是进入半导体硅片行业的壁垒。

半导体硅片行业是一个技术高度密集型行业，
其核心工艺包括单晶工艺、成型工艺、抛光工艺、外延工艺等，技术专业化程度颇高。

半
导体行业的飞速发展对半导体硅片的生产技术和制造工艺提出了更高的要求，主要体现在：
（1）增大半导体硅片的尺寸；
（2）减少半导体硅片晶体缺陷、表面颗粒和杂质；
（3）提高半导体硅片表面平整度、应力和机械强度等方面。

鉴于半导体芯片的高精密性和高技术性，芯片生产企业对于半导体硅片的质量要求极高，
因此对于半导体硅片供应商的选择相当谨慎，并设有严格的认证标准和程序。

后进企业要
进入主流芯片生产企业的供应商队伍，除了需要通过业内权威的质量管理体系认证以外，
还需要经过较长时间的采购认证程序。

设备也是半导体硅片行业的关键壁垒。

硅片生产厂商往往对设备拥有严格的控制，如日本
的厂商多通过自身或控股子公司设计制造，不对外销售，其他厂商也拥有独立的设备供应
商并且签订严格的保密协议。

根据SEMI数据，2018年全球硅片设备市场规模为26.93亿
美元，单晶炉、CMP抛光机以及量测设备是硅片行业最为关键的三大设备，对应市场份额
分别为25%、15%、20%。

同时，越高制程的晶圆生产对硅片纯度、表面平整度等要求也
就越高，相应价格也会越高，所以实现技术的突破也需要公司长期的积累。

表4：硅片生产主要设备
设备用途份额国内厂商国际厂商
单晶炉拉晶25% 晶盛机电、南京晶能、北方华创德国CGS、美国KAYE X 、日本Ferotec
截断机、切割机切片10% 中电科45所东京精密、齐藤精机
外径磨削机外景磨削5% 晶盛机电东京精密、日本 Speedfan
倒角机倒角5% 晶盛机电东京精密、日本 Speedfan
研磨机双面研磨10% 晶盛机电、京仪世纪东京精密
湿刻蚀及清洗设备刻蚀、清洗10% 盛美半导体、北方华创、华林科纳日本迪恩士CMP抛光机CMP抛光15% 晶盛机电、华海清科日本Speedfan、东京精密
量测设备量测20% 中科飞测、长川科技日本Advantest、美国 MTI、韩国Fortix
资料来源：半导体行业观察，安信证券研究中心
半导体硅片被海外垄断，市场集中度高。

由于国内半导体硅片行业起步较晚，相比于境外
成熟的硅片供应商，国内硅片厂商的弱势贯穿技术到成本，市场份额很小。

根据IC
Insights发布的《2021-2025年全球晶圆产能报告》，2020年全球前五大半导体硅片厂商
分别为日本的信越化学，日本盛高（SUMCO），中国台湾的环球晶圆，德国的Siltronic以
及韩国的SK Siltron，五家厂商合计市场份额超过85%。