全球半导体硅片紧缺,国产企业如何抓住机遇“破冰逆袭”

硅单晶圆片的材料主要材料是硅,而且是单晶硅;形状是圆形片状。硅单晶圆片是最常用的半导体材料,是芯片生产过程中必不可少的、成本占比最高的材料。制造一个芯片,需要先将普通的硅制造成硅单晶圆片,然后再通过一系列工艺步骤将硅单晶圆片制造成芯片,其中电子级多晶硅是最高纯度等级的多晶硅产品,是整个半导体产业链的关键基础材料,由于提纯工艺复杂,导致进入壁垒高,行业的集中度比较高,企业垄断性利润空间大。

 
作为集成电路行业的“基石”,电子级多晶硅一直都是国家发展集成电路产业的战略原材料。目前世界范围内能完全生产电子级多晶硅产品,只有Wacker、hemlock和Mitsubishi等企业,关键性的技术主要掌握在德国、日本和美国为首的企业手中。
 
电子级多晶硅产品以8英寸和12英寸的硅片生产为主,8英寸硅片产品包括各种电源芯片、摄影/指纹识别等传感器、智能硬件中的MCU与无线通信芯片、智能卡等,涵盖消费类电子、通信、计算、工业、汽车等领域。而12英寸硅片主要用于制造CPU、逻辑IC、存储器等高性能芯片,多用于PC、平板、手机等领域。
 
上下游供给不足,半导体硅片市场价格战打响
 
整个单晶硅的产业链比较长,从最上游的多晶硅原料和设备等,到中游的单晶硅硅片,延伸至下游的电力电子器件、高效率太阳能光伏电池、射频器件和微电子机械系统、各种探测器和传感器等,最后到计算机、汽车、光伏等各大行业。
 
目前,主流半导体硅片市场的全球垄断已经形成,2016年日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LGSilitron等前5大硅片公司的销量占到92%。而在12英寸大硅片方面,垄断形势更加明显,2015年前六大半导体硅片厂的销售份额就已达到97.8%,市场主要被日本、台湾地区、德国和韩国控制。一些大型企业,如瓦克、SunEdison、三菱材料等,为保障上下游供货、出货的稳定,通过设立合资公司、交差参股等方式形成稳定的多晶硅、硅片一体化联盟,实现多晶硅企业、硅片企业进行多晶硅和硅片纵向一体化的格局。
全球半导体硅片紧缺,国产企业如何抓住机遇“破冰逆袭”
近几年来,随着消费电子的快速发展以及未来汽车产生的大量需求,预计未来几年对于硅片的消费量会保持现在的上升趋势。目前全球主要半导体供应商产能规划,未来三年供给端不能满足下游快速增长的需求,上游硅片供不应求成为常态。虽然半导体硅片产业经历了多年的低潮期,但2014年以来全球硅片的市场开始复苏,过剩产能得到消化,但由于下游终端行业需求的加大,硅片的缺口在不断加大,硅晶圆片供不应求,2017年价格已经上涨了60%以上。
全球半导体硅片紧缺,国产企业如何抓住机遇“破冰逆袭”
目前从产业链反馈情况来看,硅片缺口在继续扩大,根据目前全球各公司的产能增加计划和新建产能所需时间,2020年之前8英寸和12英寸硅晶圆片的供需缺口预计将持续存在。芯片需求走弱,之前极度缺货长达两年的原物料“硅晶圆硅片”,近期出现一个现象,就是供应商在台面上、台面下都一直扩产动作不断,这是因为业界担心硅晶圆硅片产能即将大增,但芯片需求却开始往下修正,硅晶圆硅片的价格就成为市场利润上的转折点。
 
全球硅片涨价趋势越演越烈
 
近两年,半导体硅片涨价对半导体芯片的价格传导、引发行业晶圆产能降阶抢夺,引发整个半导体产业链传导作用意义深远,很难去估量对行业所带来的巨变,硅片的涨价促使主要的晶圆代工厂商纷纷倾向与硅片供应商签订长期的保量不保价合约,以保证未来的扩产计划不受影响。
 
例如台积电紧急采取措施与供应商信越、胜高签订长约,三星也与环球晶圆签署供货合约。一些规模较小的半导体新进入者,只能通过溢价的方式来争抢货源,包括合肥晶合、合肥睿力等,都提出20%的溢价来和台积电争抢硅片原材料。
全球半导体硅片紧缺,国产企业如何抓住机遇“破冰逆袭”