电子行业深度：半导体硅片景气度向好，国产厂商前景可期

半导体硅片景气度向好，国产厂商前景可期 电子 评级：看好 日期：2024.07.18 证券研究报告|行业深度 报告要点 半导体硅片是最重要的半导体材料，2023年市场规模达123亿美元。半导体硅片，又称硅晶圆片，是指以多晶硅为原材料，利用单晶硅制备方法形成硅 棒，再经过切割而成的薄片。硅片在半导体产业链中是芯片制造的重要核心材料，2022年半导体硅片在全球半导体材料中占比达到33%，是占比最大的半导体材料，2023年全球半导体硅片市场规模为123亿美元（不含SOI硅片）。 行业去库存化进入尾声，终端市场驱动半导体硅片需求长期增长。半导体硅片市场具有一定的周期性，由于受到2020年全球“缺芯潮”的影响，以及人 分析师王少南 登记编码：S0950521040001：0755-23375522 ：wangshaonan@wkzq.com.cn 行业表现2024/7/17 4% -3% -11% -18% -26% -34% 2023/72023/102024/12024/4 工智能（AI）、高性能计算（HPC）、5G、新能源汽车和工业应用的需求增电子上证综指 深证成指沪深300 加使得全球对芯片的需求不断提升，对半导体硅片的需求也随之增长，2022 年后受全球整体产能释放与市场需求疲软的影响，下游芯片行业出现库存过剩的情况，2023年半导体硅片行业处于周期底部，但随着行业库存逐渐恢复到正常水平，我们预计2024年会结束全球库存过剩的现状，需求逐渐恢复增长，2024-2026年将保持稳定增长态势。 全球半导体硅片需求逐渐回暖，预期2024年下半年恢复增长。2022年受到半导体行业高景气度的影响，全球对半导体硅片的需求量大幅增长，200mm 和300mm半导体硅片出货量也迎来历史新高，其中200mm硅片出货量约为71000千片/年，300mm硅片出货量约为93000千片/年。2023年半导体行业景气度有所下降，全球市场需求不振，半导体产出大幅降低，导致其上游半导体硅片的需求量也相对减少。展望未来，随着云服务、5G通信、AI、IoT等产业趋势的快速发展，全球数据流量需求的大幅增长，另一方面，新能源车销量持续提升，单车芯片用量提升亦对硅片需求起到正向拉动，半导体硅片需求有望在2024年下半年逐步向好。 国内厂商积极扩充产能，加速国产替代进程。根据SEMI预测，2025年全球 8英寸硅片需求将达到700万片/月，12英寸硅片需求达到920万片/月。全球半导体硅片厂商积极扩产，日本胜高、德国世创等头部厂商纷纷宣布扩产计划，以沪硅产业、立昂微为代表的中国半导体硅片企业同样积极推进新增产能生产线的建设。根据KnometaResearch数据，2024年将有15座300mm晶圆厂上线，其中13座用于生产IC芯片，预计到2025年会有17座开始投产，到2027年处于运营状态的300毫米晶圆厂数量将超过230座。尽管目前国际主要半导体硅片企业均已启动其扩产计划，但其预计产能长期来看仍无法完全满足全球范围内芯片制造企业对半导体硅片的增量需求，国内半导体硅片行业将迎来快速发展期。 投资建议：我们认为，随着消费终端库存水平回归合理水位，AI手机、AIPC、云服务、新能源车等新兴行业对芯片的需求拉动，半导体硅片行业有望迎来 机遇期。同时考虑到国产硅片厂商市占率仍然较低，国产替代空间大，因此中国半导硅片厂商有望充分受益。建议关注：沪硅产业、立昂微。 风险提示：1、下游需求不及预期；2、半导体硅片行业竞争加剧；3、国内厂商产品研发、技术发展不及预期。 资料来源：Wind，聚源相关研究 《半导体行业点评：本轮半导体周期走到哪 里了？》(2024/7/5) 《电子行业半月报：HarmonyOSNEXT发布，助力鸿蒙AI生态建设》(2024/7/3) 《AI手机百花齐放，苹果入局开启新气象》 (2024/6/25) 《电子行业半月报：苹果AI发布，开启端侧 AI新篇章》(2024/6/18) 《电子行业半月报：英伟达Q1财季营收再超预期，新平台Rubin正式预告》(2024/6/11) 《电子行业半月报：OpenAI、谷歌、微软纷至沓来，AI大模型开启价格战》(2024/5/23) 《电子行业半月报：台积电2024Q1营收略超预期，多项前沿技术领跑行业》(2024/5/8) 《电子行业半月报：Pura70闪耀登场，华为高端智能机再下一城》(2024/4/24) 《电子行业半月报：华为“三折”折叠屏专利 公布，高端机市场竞争力有望持续提升》 (2024/4/3) 《电子行业半月报：英伟达GTC2024,全新 Blackwell平台震撼亮相》(2024/3/20) 内容目录 1、半导体材料：芯片制造上游的重要支柱，行业景气上行5 1.1种类丰富多样，以晶圆制造材料和封装材料为主5 1.2市场规模稳步提升，中国为全球最大市场6 2、半导体硅片：芯片制造的核心材料8 2.1半导体硅片：最重要的半导体材料8 2.2半导体硅片：根据不同参数分类9 3、半导体硅片长期供不应求，国内厂商加速崛起15 3.1全球半导体硅片市场规模稳定增长，市场集中度高15 3.2供给端：去库存化进入尾声，出货量稳步增长16 3.3需求端：半导体硅片需求长期持续增长，国内厂商积极扩产19 4、全球主要硅片厂商23 4.1信越化学23 4.2胜高（SUMCO）26 4.3环球晶圆28 4.4世创30 4.5SKsiltron32 4.6Soitec33 4.7沪硅产业（688126.SH）35 4.8立昂微（605358.SH）36 5、投资建议39 5.1投资观点39 5.2建议关注39 5.2.1沪硅产业39 5.2.2立昂微39 6、风险提示39 图表目录 图表1：IC工艺流程及对应半导体材料5 图表2：半导体材料代际区分图6 图表3：半导体产业链6 图表4：全球半导体材料市场规模（亿美元）7 图表5：全球各个国家/地区半导体材料市场规模（亿美元）7 图表6：2022年全球半导体材料产品结构8 图表7：硅片8 图表8：半导体硅片产业链9 图表9：硅片尺寸进化史10 图表10：硅片尺寸及厚度变化10 图表11：硅片尺寸对比11 图表12：200mm与300mm硅片对应芯片数量11 图表13：半导体硅片尺寸（英寸）与制程变化11 图表14：2021年全球不同尺寸硅片占比11 图表15：2020年8英寸半导体硅片下游应用12 图表16：2020年12英寸半导体硅片下游应用12 图表17：硅片对应制程节点和终端应用领域12 图表18：半导体抛光片、外延片工艺流程13 图表19：SOI硅片工艺流程13 图表20：直拉法14 图表21：区熔法14 图表22：退火片14 图表23：外延片14 图表24：结隔离硅片15 图表25：SOI硅片15 图表26：全球半导体硅片市场规模（亿美元）15 图表27：中国大陆半导体硅片市场规模（亿美元）15 图表28：全球SOI硅片市场规模（亿美元）16 图表29：中国大陆SOI硅片市场规模（亿美元）16 图表30：2022年全球硅片市场格局16 图表31：300mm硅片产能和需求预测17 图表32：300mm硅片库存趋势17 图表33：全球半导体硅片出货面积（亿平方英寸）17 图表34：全球半导体硅片价格走势（美元/平方英寸）17 图表35：截至2023年中国半导体硅片行业主要企业产能汇总(单位:万片/月)18 图表36：全球300mm晶圆厂数量20 图表37：2023年启用300毫米晶圆工厂20 图表38：全球200mm晶圆厂数量21 图表39：2023年200mm晶圆厂产能占比21 图表40：2023-2029年全球数据流量预测（EB/月）21 图表41：DRAM对12英寸半导体硅片需求量22 图表42：NAND对12英寸半导体硅片需求量22 图表43：全球汽车销量预测22 图表44：全球200mm硅片出货量（千片/年）23 图表45：全球300mm硅片出货量（千片/年）23 图表46：信越化学公司发展历程24 图表47：信越化学营业收入（亿日元）及毛利率24 图表48：信越化学净利润（亿日元）及净利率24 图表49：2022年信越化学主要产品全球排名25 图表50：2023年信越化学营业收入（亿日元）占比（按业务划分）25 图表51：信越化学主要子公司及业务25 图表52：胜高公司发展历程26 图表53：胜高营业收入（亿日元）及毛利率27 图表54：胜高净利润（亿日元）及净利率27 图表55：2023年胜高产品销售额占比（亿日元，按国家/地区）27 图表56：胜高主要子公司及业务28 图表57：环球晶圆公司发展历程29 图表58：环球晶圆营业收入（亿新台币）及毛利率29 图表59：环球晶圆净利润（亿新台币）及净利率29 图表60：2023年环球晶圆产品销售额占比（百万新台币，按国家/地区）30 图表61：环球晶圆公司产品和下游应用领域30 图表62：环球晶圆主要子公司及业务30 图表63：世创公司发展历程31 图表64：世创营业收入（百万欧元）及毛利率31 图表65：世创净利润（百万欧元）及净利率31 图表66：2023年世创产品销售额占比（按地区）32 图表67：世创产品对应工艺制程水平32 图表68：SKsiltron公司发展历程32 图表69：SKsiltron营业收入（亿韩元）33 图表70：SKsiltron净利润（亿韩元）及净利率33 图表71：Soitec公司发展历程34 图表72：Soitec营业收入（百万欧元）及毛利率34 图表73：Soitec净利润（百万欧元）及净利率34 图表74：FY2024Soitec营业收入（百万欧元）占比（按业务划分）35 图表75：Soitec主要子公司及业务35 图表76：沪硅产业公司发展历程35 图表77：沪硅产业主要子公司及业务36 图表78：沪硅产业营业收入（百万元）及毛利率36 图表79：沪硅产业净利润（百万元）及净利率36 图表80：立昂微公司发展历程37 图表81：2023年立昂微营业收入（亿元）占比（按业务）37 图表82：立昂微营业收入（百万元）及毛利率38 图表83：立昂微净利润（百万元）及净利率38 1、半导体材料：芯片制造上游的重要支柱，行业景气上行 1.1种类丰富多样，以晶圆制造材料和封装材料为主 半导体材料具有可调控的电子性质，常温下导电性能介于导体与绝缘体之间，是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。 按照工艺进行分类，半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料。其中，晶圆制造材料主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、（通用）湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等，主要用于前道工艺，包括氧化、光刻、刻蚀、离子注入、退火、薄膜沉积、清洗、CMP抛光等；封装材料主要包括封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等，主要用于后道工艺，包括晶圆切割、贴片、引线键合、模塑等。 图表1：IC工艺流程及对应半导体材料 资料来源：前瞻产业研究院，中商产业研究院，五矿证券研究所 按照代际，半导体材料自19世纪发展至今已第四代半导体材料，各个代际半导体材料并存，各有所长并相互补充： 1）第一代半导体材料以硅（Si）、锗（Ge）作衬底，其构建的晶体管取代了笨重的电子管，促进了集成电路的快速发展。其应用最为广泛，包括手机、电脑、平板、可穿戴、电视、航空航天以及新能源车、光伏等产业。 2）第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、磷化镓、砷化铟、砷化铝及其合金为代表，其拥有良好的电子迁移率、带隙等特性，主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料，广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域，但是第二代半导体材料的资源较为稀缺，在价格昂贵的同时材料本身还带有毒性，对环境容易造成污染，以上