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2021年中国半导体硅材料行业概览2021 China Semiconductor Silicon Material Industry Overview2021年中国半導体材料産業概要报告标签：半导体、晶圆、芯片、硅材料报告作者：莫子庆2021/06 硅片是半导体产业链的起点，会直接影响芯片的制造质量。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。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%，全球半导体材料市场份额达36%。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。半导体产业链的起点，半导体晶圆制造材料最大宗产品“硅片”01 根据制造工艺分类，半导体硅片可分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料。抛光片可直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等。外延片常在CMOS 电路中使用，如通用处理器芯片、图形处理器芯片等。SOI硅片适合应用在要求耐高压、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、传感器以及星载芯片等。半导体硅片分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料，不同的硅片应用于不同领域02 自“02专项”起，中国半导体产业相关政策的陆续发布与实施，增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化，促进中国半导体产业链自主可控化。在良好的政策环境下，国家产业投资基金及民间资本也以市场化的投资方式进入半导体产业，中国半导体设备行业将迎来前所未有的发展契机，有助于中国半导体设备行业技术水平提高。国家政策大力扶持下，国产替代迎来曙光03中国将成为全球最大半导体设备市场，带动半导体材料需求中国半导体产业供需缺口大，进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G 等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，将直接带动相关半导体材料的需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳并有望持续增长。摘要2021 LeadL400-072-558832021 LeadL400-072-5588 名词解释-7 中国半导体硅材料行业综述-8定义及应用分类-9技术工艺分类-10SOI硅片-11市场规模-12竞争格局-13 半导体硅材料行业产业链分析-14产业链全景图-15上游：多晶硅材料-16中游：半导体硅片-18下游：晶圆代工-19 半导体硅材料发展趋势及前景-21行业发展趋势-22需求端-24政策端-25 中国半导体材料行业企业推荐-27沪硅产业-28中环股份-30立昂微-32 方法论-33 法律声明-34目录CONTENTS42021 LeadL400-072-5588 Terms-9 Overview of Semiconductor Silicon Material-10The Operating Principle of Semiconductor Silicon Material-11Technology of Semiconductor Silicon Material-12SOI Semiconductor Silicon Material-13Market Size-14Competition Situation-15 Analysis of Semiconductor Silicon Material-16Full Vision-17Upstream-18Midstream-20Downstream-21 Development Prospects of Semiconductor Silicon Material-23Development Trend of Thin Film Deposition-24Demand-26Policy-27 Enterprise Recommendation of Semiconductor Silicon Material-29NSIG-30TJSEMI-32LION-34 Methodology-35 Legal Statement-36目录CONTENTS52021 LeadL400-072-5588图表1：硅片对应制程节点和终端应用领域-11图表2：半导体硅片（抛光片、外延片）工艺流程图-12图表3：SOI硅片制作工艺-13图表4：全球SOI硅片市场规模，2013-2019年-13图表5：全球半导体硅片销售额，2013-2019年-14图表6：中国半导体硅片销售额，2012-2018年-14图表7：全球半导体硅片行业市场份额，2018年-15图表8：中国主要半导体硅片生产商-15图表9：行业产业链-17图表10：中国多晶硅年产能，2011-2019年-18图表11：中国多晶硅进口量及占比-18图表12：全球半导体硅片出货面积及增长率，2013-2019年-19图表13：不同尺寸半导体硅片市场占有率，2014-2019年-19图表14：全球半导体硅片价格走势，2009-2018年-20图表15：不同尺寸半导体硅片市场占有率，2014-2019年-20图表16：全球晶圆代工行业市场规模，2021-2025年预测-21图表17：全球晶圆管代工行业市场份额，2019年-21图表18：全球晶圆管代工厂产能分别占比，2019年-22图表19：全球晶圆代工行业营收分别占比，2019年-20图表20：全球半导体行业市场规模，2015-2020年-23图表21：半导体行业经济产值图-24图表22：半导体设备市场规模，2015-2020年-24图表目录List of Figures and Tables62021 LeadL400-072-5588图表23：半导体行业周期-25图表24：中国半导体产业相关政策，2013-2020年-27图表25：中国半导体产业相关政策，2013-2020年（续）-28图表26：沪硅产业核心产品-30图表27：硅集团控股公司情况-31图表28：沪硅产业产品产能和产量情况，万片-31图表29：主要营收构成-32图表30：营收规模及归母净利润，2016-2020年-32图表31：中环股份拟实施定增以推进半导体大硅片计划-33图表32：核心产品-34图表33：营收规模及归母净利润，2016-2020年-34图表目录List of Figures and Tables72021 LeadL400-072-5588硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大产率越高。SOI硅片：绝缘体上硅，是常见的硅基材料之一，其核心特征是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层。多晶硅：是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。单晶硅：单晶硅通常指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。名词解释82021 LeadL400-072-5588行业综述010203050492021 LeadL400-072-5588来源：头豹研究院硅片对应制程节点和终端应用领域中国半导体硅材料行业综述定义及应用分类 硅片作为半导体产业链的起点，直接影响芯片的制造质量。主流单晶硅圆片为8和12英寸，半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的主要发展方向头豹洞察硅片是半导体产业链的起点，会直接影响芯片的制造质量。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。半导体晶圆制造材料市场中半导体硅片是最大宗产品，占晶圆制造材料市场规模比例31%，全球半导体材料市场份额达36%。单晶硅圆片按其直径主要分为6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等，目前主流硅片尺寸为8和12英寸。半导体硅片向大尺寸演进是硅片制造技术的发展方向，可提高生产效率并降低成本。硅基材料由于抗辐射、耐高温性能好、可靠性高、兼容性强等特点，在上世纪60年代后期逐步取代锗基材料成为主流半导体材料，目前95%以上的半导体芯片和器件由硅基材料制造。尺寸制程应用领域12英寸先进制程7nm高端智能手机处理器、高性能计算机、显示卡（CPU、GPU 等）10nm16/14nm高端显示卡（GPU）、智能手机处理器、高端存储芯片、计算机处理器、FGPA 芯片等20-22nm存储芯片、中低端智能手机处理器、计算机处理器、移动端影像处理器等12英寸成熟制程28-32nmWi-Fi/蓝牙通信芯片、音效处理芯片、存储芯片、FPGA 芯片、ASIC 芯片等45nm-65nmDSP 处理器、影响传感器、射频 ixnp、WIFI/蓝牙/GPS/NFC 通信芯片、存储芯片等65nm-90nm物联网 MCU 芯片、射频芯片、模拟芯片、功率器件等8英寸90nm-0.13um汽车 MCU 芯片、基站通信设备、物联网 MCU 芯片、射频芯片、模拟芯片、功率器件等0.13um-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、LED 驱动 IC、传感器芯片等0.18um-0.25um影像传感器、嵌入式非易失性存储芯片等6英寸0.35um-0.5umMOSFET 功率器件、IGBT 等0.5um-1.2umMOSFET 功率器件、IGBT 等、MEMS、分立器件102021 LeadL400-072-5588来源：头豹研究院半导体硅片（抛光片、外延片）工艺流程图头豹洞察中国半导体硅材料行业综述技术工艺分类 半导体硅片分为抛光片、外延片与以 SOI 硅片为代表的高端硅基材料，不同的硅片应用于不同的领域，由于SOI硅片拥有极高性能，被广泛应用于高端芯片中半导体单晶硅片生产工艺可分为直拉法、外延法和区熔法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。根据制造工艺分类，半导体硅片可分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。抛光片经过外延生长形成外延片，抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成 SOI 硅片。抛光片可直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等。外延片是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层，掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层。外延片常在CMOS 电路中使用，如通用处理器芯片、图形处理器芯片等。SOI硅片即绝缘体上硅，是常见硅基材料之一，SOI硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、抗宇宙射线粒子的能力强等优点。因此，SOI硅片适合应用在要求耐高压、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、传感器以及星载芯片等。硅锭加工拉晶环节成型环节抛光环节外延环节硅锭加工多晶硅熔化接入籽晶旋转拉晶单晶硅锭硅锭去头径向滚圆定位边/槽研磨硅锭研磨切片双面研磨倒角刻蚀双面抛光边缘抛光最终抛光抛光片外延生长外延片抛光片/外延片清洗检测包装出货112021 LeadL400-072-5588来源：沪硅产业招股说明书，头豹研究院SOI硅片制作工艺中国半导体硅材料行业综述SOI硅片全球SOI硅片市场规模，2013-2019年 中国RF-SOI产业链发展不均衡，射频前端模块和器件大部分依赖进口，国产RF-SOI硅片以出口为主2016年至2018年全球SOI硅片市场销售额从4.4亿美元增长至7.2亿美元，年均复合增长率27.5%；同期，中国SOI硅片市场销售额从0.02亿美元上升至0.11亿美元，年均复合增长率132.46%。目前，中国仅有少数芯片制造企业具有基于RF-SOI工艺制造射频前端芯片的能力，因此国产RF-SOI硅片目前以出口为主，根据Soitec预测数据，2024年全球SOI硅片市场规模将达到16至24亿美元。将一片硅片通过高温氧化在表面形成氧化硅通过离子注入的方式将大量的氢离子打入硅片中需要剥离的深度将另一片硅片和氧化硅片进行键合工艺，使之形成三明治（氧化层在中间）结构加热至摄氏600度使得离子注入的氢离子断裂，去除上层多余硅片加热到摄氏 1,000 度以上进行退火通过化学机械抛光CMP工艺将正面研磨到制作需要的厚度，制作完成SOI硅片SOI硅片价格高于一般硅片4至5倍；制作方法需使用两片硅片，导入多道工艺。SOI硅片工艺一般采用智慧切割法（Smart Cut）制作：SOI 硅片的制作概念类似制作三明治，将一个抛光片和外延片互相粘结，在硅片中间形成氧化层。SOI硅片主要应用为5G射频前端（RF-SOI）占比为60%；Power-SOI和PD-SOI各占20%。根据Soitec产业高峰论坛信息：SOI硅片具备绝缘性和信号完整的优势，特别适合LTE和5G应用；依照目前SOI晶圆市占情形，通讯射频前端RF-SOI应用占整体SOI晶圆销售额约60%、高功率Power-SOI元件和其余各占20%。作为特殊硅基材料，SOI硅片生产工艺更复杂、成本更高和应用领域更专业，全球范围内仅有Soitec、信越化学、环球晶圆、SUMCO和硅产业集团等少数企业有能力生产。43.74.34.415.47.176.81-7.5%16.2%2.6%22.4%32.8%-5.0%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%0123456782013201420152016201720182019销售额YOY单位：亿美元122021 LeadL400-072-5588来源：SEMI，头豹研究院全球半导体硅片销售额，2013-2019年中国半导体硅材料行业综述市场规模 全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的需求，半导体硅材料市场规模增速将稳定提升中国半导体硅片销售额，2012-2018年单位：亿美元单位：亿美元中国半导体硅片市场占全球份额不到10%，但中国半导体大硅片市场实现突破性增长，2018年同比增速近50%，受益于中国半导体制造强势崛起，叠加产业链自主可控，为材料设备提供发展机会。2018年中国硅片市场规模为9亿美元，同比增长近50%；芯片将维持快速扩产，产能增速高于全球，受益于中国大陆芯片加速扩产和芯片国产化推动下，国内大硅片市场规模将同步增长。根据SEMI数据，2019年全球硅片市场规模为112亿美元，由于全球经济放缓2019年全球半导体硅片市场规模些微下降，但大硅片出货量依然维持增长，硅晶圆尺寸量创2018年历史新高同比增长6；2020年，尽管受到新冠疫情带来巨大冲击，但受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片需求，半导体硅材料行业复苏得以支撑将重新回稳。5444569012345678910201220132014201520162017201875 76 72 72 87 114 112 0204060801001202013201420152016201720182019132021 LeadL400-072-5588来源：沪硅产业招股说明书、头豹研究院中国半导体硅材料行业综述竞争格局 全球半导体硅片市场呈现日本企业为主导局面，中国半导体硅片企业技术较为薄弱，市场份额较小，中国硅产业集团为规模最大领先企业全球半导体硅片行业市场份额，2018年单位：百分比全球半导体硅片（含SOI硅片）行业销售额合计达120亿美元。半导体硅片行业呈现以日本半导体硅片企业为主导地位，其中日本信越化学占比28.5%，日本SUMCO占比25.15%，德国Siltronic占比14.22%，中国台湾环球晶圆占比14.04%，韩国SKSiltron占比10.16%。TOP5企业合计占全球半导体硅片行业销售额比重达92.07%。中国主要半导体硅片生产商28.50%25.15%14.22%14.04%10.16%3.99%2.63%2.20%信越化学SUMCOSiltronic环球晶圆SK SiltronSOITEC合晶科技硅产业集团公司硅产业是中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一，亦是中国大陆率先实现300mm半导体硅片规模化销售的企业，并且在特殊硅基材料 SOI 硅片领域具有较强的竞争力中环股份主要产品包括高效光伏电站、太阳能电池片、太阳能单晶硅棒/片、半导体硅锭、76.2-200mm抛光片、TVS保护二极管GPP芯片。2019 年募集资金建造月产15万片300mm抛光片生产线立昂微电主营业务为半导体硅片以及半导体分立器件芯片的研发、生产和销售，产品包括150-200mm半导体硅片、肖特基二极管芯片、MOSFET芯片上海/重庆超硅半导体公司主营业务包括为硅片制造、蓝宝石制造和人工单晶生长等，具备抛光片、外延片产品生产技术有研半导体材料公司主要从事硅材料的研究、开发、生产，主要产品包括集成电路用、功率集成电路125-200mm硅单晶及硅片 150mm 及以下区熔硅单晶及硅片、集成电路工艺设备用超大直径硅单晶及硅部件等南京国盛电子公司主营产品包括100-200mm各类外延片普兴电子科技公司主要从事高性能半导体材料的外延研发和生产，其主要产品为150-200mm硅基外延片、氮化镓外延片和碳化硅单晶及外延片142021 LeadL400-072-5588产业链0102030504152021 LeadL400-072-5588行业产业链下游晶圆代工下游晶圆代工上游多晶硅材料上游多晶硅材料中游半导体硅片中游半导体硅片来源：头豹研究院半导体硅材料行业产业链分析全景图 随着半导体市场晶圆代工持续扩产，对于晶圆制造中不可缺失的基础材料将会有着非常大的需求拉动，其中制造材料半导体硅片占比最大中国厂商FoundryIDM主要生厂商Foundry:不从事IC设计，只接受IC设计公司委托制造的公司。由于属于重资产且竞争激烈，目前集中度很高。主要成本集中在设备与材料。2019年，台积电占全球IC晶圆制造市场份额达55%。2021年全球半导体市场规模的预计至4,883亿美元，同比增长10.9%。IDM：即垂直整合制造工厂。垂直整合制造 指从设计,制造,封装测试到销售自有品牌IC都一手包办的半导体垂直整合型公司，资本投入巨大，且需要长期维持投入，目前存在企业较少。半导体IDM及Foundry产能进入新一轮扩张周期，根据统计2021-2024年中国在建及规划的晶圆厂达到29座，计划投资金额超过4,000亿元。37%13%12%7%7%5%6%2%11%硅片电子气体光掩膜光刻胶配套化学品抛光材料光刻胶湿法化学品溅镀靶材其他半导体制造材料占比硅片按制造工艺可以分为：抛光片、外延片、退火片、节隔离片以及绝缘体上硅片。半导体硅片的工艺技术难度非常高，研发周期长认证壁垒高。常见半导体材料包括硅、锗等元素半导体及砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等化合物半导体。相较于砷化镓，硅安全无毒、对环境无害，而砷元素为有毒物质；并且锗、砷化镓均没有天然氧化物。多晶硅产能占比19%18%16%15%9%4%3%3%13%保利协鑫永祥股份新特能源新疆大全东方希望亚洲硅业鄂尔多斯内蒙东立其他高耗能：多晶硅使用改良西门子法生产的综合电耗包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗，属于高耗能行业。高技术壁垒：硅料环节存在技术壁垒，主要表现在生产工艺复杂，安全性和环保要求较高，进入门槛高。资金密集：整个产业链中资金投资最大的环节，且能耗高，适合投资的地点较少。扩产时间长：多晶硅扩产时间在12-18个月，产能爬坡期在3-6个月，多晶硅扩产周期远高于下游环节。https:/ LeadL400-072-5588来源：SEMI，头豹研究院中国多晶硅年产能，2011-2019年半导体硅材料产业链分析上游多晶硅材料 中国多晶硅产能占全球产能达80%，随着中国多晶硅新增产能得到持续释放，将维持国产替代趋势，全球加速步入“硅基时代”，中国作为制造业输出大国必将成为全球“硅输出”的重要源头中国多晶硅进口量及占比，2021年预测单位：万吨单位：万吨、百分比051015202530354045502011201220132014201520162017201820192020年中国多晶硅产能在全球产能占比约80.9%，中国多晶硅产能逐渐快速提升，目前国内供应还暂时无法完全满足国内需求，仍需要进口但占比逐年降低。随着国内多晶硅新增产能继续释放，将维持国产替代趋势，我国对于进口多晶硅料的依赖度将不断下降，硅业分会预计2021年进口多晶硅料占比进一步下降到19.8%左右。2019年，中国多晶硅产能达46.6万吨，产量达34.2万吨。2011-2019年，中国多晶硅产能年复合增长率达14.3%。2017-2018年，保利协鑫、通威股份、新特能源、新疆大全、东方希望5家厂商为主力，合计扩产规模约20万吨，多晶硅产能在2017-2019年快速提升，但多晶硅投产时间较长，从项目新建到产能投产一般需要1-2年，短期硅料将持续趋紧。55.60%42.3%25.3%19.8%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%55%60%02468101214162018201920202021E进口量占比172021 LeadL400-072-5588来源：SEMI，沪硅产业招股说明书、头豹研究院全球半导体硅片出货面积及增长率半导体硅材料产业链分析中游半导体硅片（1/2）半导体硅片向大尺寸方向演进，受益于半导体技术的发展和市场需求的变化，大硅片市场规模将持续稳定增长不同尺寸半导体硅片市场占有率，2014-2019年单位：亿平方英尺、百分比单位：百分比自2000年全球第一条300mm芯片制造生产线建成以来，300mm半导体硅片市场需求增加，出货面积不断上升。2018年，受益于汽车电子、工业电子、物联网等应用领域强劲需求，以及功率器件、传感器等生产商将部分产能从150mm转移至200mm，带动200mm硅片继续保持增长，200mm硅片出货面积同比增长6.25%，300mm硅片更是同比增长达64%。虽然半导体硅片向大尺寸方向演进，但200mm半导体硅片的需求依然存在。2015至2019年，全球半导体硅片出货面积从10,738百万平方英寸增长至12,732百万平方英寸，年均复合增长率 8.89%。全球300mm半导体硅片出货面积占全部半导体硅片出货面积67.22%，是市场上主流的半导体硅片类型。在半导体产业链中，生产功率半导体主要使用6英寸和8英寸硅片，微控制器使用8英寸硅片，逻辑芯片和存储芯片则需要12英寸硅片，因此随着半导体技术的发展和市场需求的变化，目前硅片正向大尺寸趋势发展。91.2101.5104.3107.4118.1127.3118.111.3%2.8%3.0%10.0%7.8%-7.2%-10%-5%0%5%10%15%0204060801001201402013201420152016201720182019出货面积YOY0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201420152016201720182019300mm200mm150mm182021 LeadL400-072-5588来源：SEMI，沪硅产业招股说明书、头豹研究院全球半导体硅片价格走势，2010-2019年半导体硅材料产业链分析中游半导体硅片（2/2）中国作为全球半导体材料重要需求市场，对半导体材料严重进口依赖并国产自给率非常低，国产替代空间巨大不同尺寸半导体硅片市场占有率，2016-2019年单位：美元/平方英寸单位：百万片/每月就技术角度来看，12英寸硅片需求主要被NAND和DRAM所驱动，从市场角度来讲，智能手机的存储量逐渐增长以及对数据传输的依赖，促进固态硬盘（SSD）对原有机械硬盘（HDD）的替代；传感器在智能手机中的运用也起到了一定的作用。8英寸硅片被更多的运用在了汽车电子领域，如ADAS系统与车载娱乐的普及，加剧了市场对逻辑电路以及高精度元器件的需求，长期来看8英寸硅片也依然有巨大需求。2016至2019年，全球半导体硅片销售单价从0.67美元/英寸上升至0.95 美元/英寸，年均复合增长率达 15.39%。由于半导硅片企业在上一个行业低谷中纷纷减产，而新产线建成一般至少要两年时间，短期内半导体硅片产能无法快速提升。芯片企业选择接受逐渐上涨的硅片价格而避免缺少原材料带来的机会成本。因此，目前的半导体硅片市场还处于紧平衡状态，半导体硅片进一步涨价的趋势将延续。1.041.090.960.830.760.690.670.740.890.9500.20.40.60.811.2201020112012201320142015201620172018201901234567201620172018201912英寸硅片需求量8英寸硅片需求量192021 LeadL400-072-5588来源：头豹研究院全球晶圆代工行业市场规模，2021-2025年预测薄膜沉积产业链分析晶圆管代工厂（1/2）全球晶圆代工市场呈现一超多强现状，国内先进制程技术与国外代工厂有明显差距待突破全球晶圆管代工行业市场份额，2019年单位：亿美元单位：百分比CAGR2016-202011.5%2020-2025E9.08%601 687 623 928 1,034 1,153 1,285 1,433 1,597 02004006008001,0001,2001,4001,6001,80020172018201920202021E2022E2023E2024E2025E51.0%18.0%8.0%7.0%5.0%1.0%1.0%1.0%7.0%台积电三星电子格芯联华电子中芯国际HHGraceVISPSMCOther2019年台积电以51%的市场占有率处于绝对领先的地位，三星和格芯分列第二、第三，中国厂商中芯国际暂列第五。中芯国际受限于美国出口的管制条例，在先进制程28nm-14nm等领域份额较小。随着中芯国际产能扩张和技术成熟，未来有望将制程扩展到12nm制程以上，从而提升市场份额。2019年全球代工厂市场规模为684亿美金，同比下滑9.32%，主要是受到智能手机出货下降的影响。2020年在5nm/7nm高端制程及产能利用率提升背景下，全球晶圆代工市场产值达到928亿元，同比增长49%.，预计2025年晶圆代工行业规模达1,597亿美元。202021 LeadL400-072-5588来源：头豹研究院全球晶圆市场需求端分析头豹洞察薄膜沉积产业链分析晶圆管代工厂（2/2）全球集成电路市场空间广阔，在电子设备、通讯和军事等方面得到广泛运用，在需求端主要以低制程晶圆为主28nm是成熟制程与先进制程分水岭，28nm及以上被称为成熟制程，主要用于MCU、移动设备、物联网和汽车电子等；28nm以下则是先进制程，应用于智能手机、CPU、矿机ASIC等。台积电2020年5nm实现量产。预计在2022年，3nm进行规模化量产。格芯和联华电子均已宣布暂缓10nm以下制程的研发。目前芯片先进制程领域竞争只剩下台积电和三星两家。中国凭借着巨大市场需求、丰富的人口红利好、稳定的经济增长及有利的产业政策环境等众多优势条件，中国集成电路产业实现快速发展，2012年-2018年CAGR达20.3%，市场增速明显高于全球整体水平。全球晶圆管代工厂产能分别占比，2019年全球晶圆代工行业营收分别占比，2019年54.0%7.0%10.0%24.0%5.0%other12-20nm22-32nm40-65nm10nm&sub10nm32.0%21.0%14.0%16.0%17.0%Other40-65nm22-32nm12-20nm10nm&sub10nm从制程工艺来看，领先工艺（5nm+7nm）占据约12%的市场份额，全球晶圆需求主要为40nm以上制程晶圆为主。目前全球晶圆代工市场仍是处于供应不求的局面，成熟制程需求端持续增长，将迎来量价齐升态势。从收入结构方面，40-65nm和12-20nm是当前占比最大的制程节点。5G、新能源汽车和物联网的渗透率提升将加大成熟制程的晶圆需求，最高制程7nm市场规模预计达85亿美元。212021 LeadL400-072-55880102030504发展前景222021 LeadL400-072-5588来源：Wind，头豹研究院半导体行业经济产值图中国半导体硅材料行业发展趋势（1/2）半导体行业支撑数十万亿经济产值，在半导体设备领域技术不断突破下，全球半导体设备市场规模持续增长，中国大陆已成为全球第二大半导体设备市场半导体设备市场规模，2015-2020年半导体设备位于产业链的上游端，其市场规模随着下游半导体的技术发展和市场需求而波动。2015至2020年，在智能手机和消费电子快速发展的推动下，半导体设备进入持续上升行业周期，全球半导体设备市场规模从356.3亿美元增长至711.9亿美元，GACR达14.8%。2020年，中国成为最大的半导体设备市场，市场空间达187.2亿美元。2020年，受到新冠疫情影响下，中国是唯一保持持续增长的地区，市场规模在全球占比逐年提升，GACR达30.7%.半导体设备是半导体制造的基石，对行业发展有先导性。半导体行业的制造理论，半导体产品制造需超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品。因此半导体设备行业是芯片制造基石，擎起整个现代电子信息产业，是半导体行基础和核心。目前，晶圆制造主流工艺制程为7nm，则对应半导体制造设备行业目前至少已在研发5nm甚至3nm节点工艺，需要超前一代至两代。半导体制造产业链中，半导体设备价值普遍占比较高，一条制造先进半导体产品的生产线投资中制造设备价值约占总投资规模75%以上，因此半导体产业的高速发展衍生出巨大的设备需求市场。软件、网络、电商、传媒、大数据应用电子系统半导体制造半导体设备年产值十万亿美元年产值十万亿美元年产值万亿美元年产值万亿美元年产值千亿美元年产值千亿美元年产值百亿美元年产值百亿美元356.3412.4566.2645.3597.5711.915.7%37.3%14.0%-7.4%19.1%-20%0%20%40%60%80%100%0200400600800201520162017201820192020全球半导体设备销售额YOY49.064.682.3131.1134.5187.231.8%27.4%59.3%2.6%39.2%0%20%40%60%80%100%050100150200201520162017201820192020中国半导体设备销售额YOY单位：亿美元232021 LeadL400-072-5588来源：头豹研究院半导体行业周期中国半导体硅材料行业发展趋势（2/2）新冠疫情影响边际逐渐减弱，全球经济复苏刺激消费需求下，晶圆制造厂进入新一轮投资周期，半导体设备行业高度景气，中国芯片制造强势崛起，叠加产业链自主可控，为半导体材料提供发展机会中国晶圆代工行业市场规模利润下降利润下降资本支出减小资本支出减小供给减少价格上升供给减少价格上升利润提升利润提升资本支出提升资本支出提升供过于求价格下降供过于求价格下降行业萧条期行业萧条期行业景气期行业景气期随着全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设发展，带动相关芯片需求，推动了整个半导体行业进入行业景气期。需求端:(1)2020年全球共销售13.4亿部智能手机，同比下降2.28%，5G手机销量3.26亿部，渗透率24%。智能手机销量虽然下降，5G手机硅含量相比4G增加35%，若按此计算，智能手机对半导体需求为正向拉动。(2)受新冠疫情影响下，服务器云计算等需求同比增长15%。(3)全球汽车销量同比下降15%，电动车销量324万量，同比增长50%，与智能手机情况相近，芯片端需求大幅提升。供给端：2019年，全球半导体行业资本支出为946亿美元，同比下降11.7%。2019年全球晶圆厂并无积极扩产，导致产能出现下滑。2020年在5nm/7nm高端制程及产能利用率提升背景下，全球晶圆代工市场产值达928亿美元，同比增长49%.，预计2025年晶圆代工行业规模达1,597亿美元。半导体制造设备在新建的晶圆厂资本支出中占比80%，是最主要资本支出项目，其中在晶圆加工设备中，刻蚀机设备、光刻机设备和薄膜沉积设备分别占比为30%、27%、25%，其余设备共占18%。近年来，下游晶圆代工厂加速扩建扩产能，目前全球晶圆代工市场仍处于供应不求的局面，将直接带动半导体硅材料需求并有望持续增长。712 900 1,126 1,448 1,818 2,149 2,560 03006009001,2001,5001,8002,1002,4002,7002014201520162017201820192020单位：亿元242021 LeadL400-072-5588来源：海关总署官网、头豹研究院中国半导体行业主要驱动因素头豹洞察中国半导体硅材料行业驱动因素需求端 在全球半导体设备需求持续上升和中国政策支持助力驱动下，加速中国半导体设备国产替代进程。从长远来看，伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升纵观半导体行业的发展历史，虽然呈现明显周期性波动，但整体趋势并未发生变化，而每一次技术革是驱动行业持续增长的主要力。以物联网为代表的新需求所带动的如云计算、人工智能大数据等新应用的兴起，逐渐成为半导体行业新一代技术变革力量。从长远来看，伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升。全球半导体产能向中国转移，2017至2020年，全球新建62条晶圆生产线，其中中国新建26座晶圆厂，为全球之最，推动中国设备行业大力发展。半导体设备行业投资周期长，研发投入大是典型的资本密集行业，为保持技术优势，需要长期、持续不断的研发投入。市场需求国产替代中国半导体产业供需缺口大，进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、5G 等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020年，中国成为最大半导体设备市场，2015至2020年中国半导体设备市场从49亿美元增长至187.2亿美元，CAGR达30.7%，远高于全球增长速度平均水平。从供给端分析，对比旺盛的中国市场需求，中国国产半导体集成电路市场规模较小，2018年自给率约为15%。2019年中国集成电路进口额已达3,050亿美元，出口额1,017亿美元，集成电路贸易逆差为2,033亿美元，中国在集成电路贸易领域长期劣势地位也更凸显了国产替代空间之大。中国半导体设备市场快速增长，海外厂商仍高度垄断，前五大半导体设备制造厂商商（应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体）占据全球半导体设备市场65%，国产替代需求显得更加迫切。252021 LeadL400-072-5588来源：中国政府网，头豹研究院中国半导体产业相关政策，2013-2020年头豹洞察中国半导体行业发展前景政策端（1/2）中国半导体产业相关政策的陆续发布与实施，增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化，促进中国半导体产业链自主可控化2020年7月，中共中央及国务院颁发关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策 该政策减免半导体企业税率、提供资金支持力度，极大地促进和规范了半导体硅片行业的健康发展。2018年8月，工业和信息化部发布扩大和升级信息消费三年行动计划,该政策加快提升产业供给能力、扩大信息消费覆盖范围、优化发展环境，充分释放发展活力和内需潜力。中国相继推出多项半导体产业相关政策，增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化，促进中国半导体产业链自主可控化。政策名称颁布日期颁布主体政策要点新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策2020-07国务院国家鼓励集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业