半导体硅片行业研究：供需缺口持续，国产替代前景可期

（报告出品方/作者：安信证券，马良，郭旺）

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。

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。

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。

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。

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%）。

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。

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。

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%。

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）。

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%。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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 宣布将于中国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。（报告来源：未来智库）

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。

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%。

1. 信越化学

信越化学是全球第一大硅片生产商，成立于 1926 年, 主营业务包括半导体硅片业务、PVC 及化工产品、有机硅和电子材料等。作为高科技材料供应商，信越化学在半导体硅、聚氯 乙烯等原材料供应方面首屈一指,半导体硅片市场份额常年位居全球第一。为了确保高品质 产品的稳定供应，信越集团自行生产主要事业的主原料—金属硅，从而确立了从原料开始 的一贯式生产体制。在这种体制下，信越集团作为世界一流的供应商，在有机硅领域中采 取多元化发展战略，在 2001 年开始大量生产 300mm 半导体硅片。目前信越集团制造的高 性能有机硅产品多达 4000 多种，现已广泛应用于电子、电气、汽车制造、机械制造、化工、 纺织、食品工业以及建筑工程领域，并在所有产业方面提供了高附加价值的产品。

FY2017 到 FY2020，公司营业收入、营业利润和利润率均稳步增长，FY2021（2020 年 3 月到 2021 年 3 月）半导体硅片业务实现营收 3740.97 亿日元，同比增加-3.49%，半导体 硅片营业利润再创新高达到 1441 亿日元，5 年 CAGR 为 20.81%，利润率为 38.52%。

在 FY2022（2021 年 3 月到 2022 年 3 月），公司重新划分了营收分类标准，将其业务分为基础设施材料、电子材料、功能材料、加工及专业性服务四大板块，将原先的半导体硅 片业务归入电子材料板块中，并在此基础上增加了部分原电子与功能材料板块的业务。 FY2022，公司实现 20744.28 亿日元的营业收入，同比增长 38.6%，其中电子材料业务营 收 7089 亿日元，占总营收 34.18%，同比增长 19.0%，营业利润率 34.5%。

2. 日本盛高

日本盛高（SUMCO）是日本的高纯硅制造商、世界第二大硅晶圆生产商；它的半导体硅晶 片部门制造和销售用于半导体的各种硅晶片，包括用于制造存储器产品和微处理单元(MPU) 的抛光晶片，外延晶片和其它半导体。1999 年 7 月，公司由住友金属工业株式会社，三菱 材料公司和三菱材料硅公司共同投资成立硅晶圆联合制作所；2002 年与三菱硅材料合并， 2005 年更明株式会社 SUMCO，并于东京证券交易所上市；2017 年宣布投资 436 亿日元 进行扩产。2021 年 9 月 30 日，SUMCO 宣布斥资 2287 亿日元，扩建 300mm 先进硅片产 能，其中 2015 亿日元用于投建位于日本佐贺县现有设施旁的新厂房；其余 272 亿日元用于 SUMCO 子公司 SUMCO TECHXIV Corp.的工厂产能扩建；建筑施工和生产设备的安装将 于 2022 年开始，2023 年分阶段上线投产。

在行业景气度影响之下，2016 年至 2020 年盛高的营收和净利润都处于波动状态，2018 年 开始盛高营收和净利润都出现下滑情况；公司利润率在 2018 年达到 18.02%后呈下降趋势， 2021 年开始回升，财年利润率为 13.23%。FY2021（2021 年 1 月到 2021 年 12 月）公司 营收为 3356.74 亿日元，同比增长 15.22%，净利润为 411.20 亿日元，同比增长 61.22%。

3. 环球晶圆

环球晶圆是全球第三大半导体硅片制造商，主要经营地在中国台湾，前身为中美硅晶制品 股份有限公司的半导体事业处，中美硅晶集团于 1981 年成立于新竹科学工业园区，于 2011 年 10 月 1 日完成企业体的独立分割，正式将半导体事业处分割独立而成为环球晶圆 股份有限公司。环球晶圆为中国台湾半导体产业最大的 3 吋至 12 吋专业晶圆材料供应商，产品 应用已跨越电源管理元件、车用功率元件、资讯通讯元件、MEMS 元件等领域。 公司 2008 年到 2016 年先后收购美国 GlobiTech，日本 Covalent Materials，丹麦 Topisl 和 美国 SEMI。公司未来 2 年将针对 12 英寸产能启动去瓶颈与扩产计划投入 8 -9 亿美元(约 合新台币 223 至 251 亿元)，总产能将增加 10-15%。 受益行业高景气，2021 年，环球晶圆营收为 611.31 亿新台币，同比增长 10.43%，净利润 为 118.70 亿新台币，同比下降 9.41%。

4. 德国 Siltronic Siltronic

德国世创是全球排名第四的半导体硅片制造商，1990 年开展首个 300mm 硅晶片 项目，1998 年开始生产 300mm 硅片。除了各种晶片形状外，产品组合还包括抛光、外延 和 退 火处 理， 以及 其他 特殊 产品 设计 ；目 前 公司 有多 条硅 晶圆 生产 线： 德国 有 150/200/300mm 的产线，新加坡有两条（200mm 和 300mm），美国俄勒冈州的波特兰有 一座晶圆厂（200mm）。公司的合作伙伴包括三星，与三星在新加坡建立了合资企业。德 国世创在欧洲、美国和亚洲拥有生产和销售网点。

在半导体硅片高景气带动下， 2021 年公司实现营收 14.05 亿欧元，同比增长 16.40%；净 利润实现 2.90 亿欧元，同比增长 55.08%，利润率达到 33.2%。 为提升 2023 年外延晶圆产量，公司将增加弗莱堡工厂 300 毫米硅锭和外延的产能；此外， 公司 2021 年的资本支出已经由 4 月份的 2.5 亿欧元上调至 4 亿欧元。 公司计划的 300 毫 米晶圆厂已于 2021 年 10 月 26 日在新加坡开工，新晶圆厂将包括锭生长以及抛光和外延晶 圆设施，预计 2024 年初将有第一批晶圆出晶圆厂；根据目前的规划，到 2024 年底，新晶 圆厂的资本支出将约为 20 亿欧元。

5. 韩国 SK siltron SK siltron

是半导体工艺的必备材料硅晶片的专业制造商，公司前身是 LG siltron，2017 年 被 SK 集团收购后更名 SK siltron。公司以世界最高水平的结晶度、洁净度和平坦度技术为 基础，是唯一一家向全球半导体企业提供产品的韩国公司。截至 2018 年，全球晶片供应商 销售市场份额为 10.6％，位居全球第五。 2016 年至 2020 年 SK siltron 营业收入稳步提升，2021 年公司营业收入为 18496.35 亿韩 元，同比增长 8.76%。2016 年至 2018 年公司利润率大幅上涨，2018 年达到 21.24%后下 降，2021 年利润率为 9.35%。

3.2 国产替代空间广阔，国内厂商加速布局 12 寸硅片

全球半导体正在经历第三次产业转移，国内半导体企业迎来机会。全球半导体的三次产业 转移过程为：1）20 世纪 70 年代，从美国转至日本：在日本成就了世界级半导体材料企业， 直至今日垄断全球半导体材料供应；2）20 世纪 80 年代，从日本转至韩国和中国台湾：在 韩国成就了三星、LG、海力士等存储芯片巨头，中国台湾则成就了全球逻辑芯片代工龙头 台积电；3）21 世纪开始，从中国台湾转移至中国大陆：中国半导体企业机会来临，中国大 陆半导体材料、设备自主可控将是长周期趋势。

中国半导体硅片产能扩充速度高于全球，国内产商加紧布局 12 英寸。根据 IC Insights， 2018 年中国大陆硅片产能 243 万片/月（约当 8 英寸），占全球硅片产能的 12.5%。IC Insights 预测，随着硅片产能持续向中国转移，2022 年中国大陆硅片产能将达 410 万片/月， 占全球产能的 17.15%。其中，2022 年行业内 8 英寸片的扩产相对较少，包含规划项目产 能约 345 万片/月。在 12 英寸硅片开发与产业化方面，国内厂商 12 寸片的规划产线约 20 条，如果均如期投产，2023 年累计产能将达到 560 万片/月。

国内的 12 寸半导体硅片公司主要包括沪硅产业、中环股份、立昂微、奕斯伟等， 其中沪硅 是国内 12 寸硅片龙头，产能和技术均处于领先地位，中环、立昂微、奕斯伟等进展迅速， 产能处于快速提高阶段。 沪硅产业：公司为国内半导体硅片龙头，12 寸硅片产能快速提高，从 2018 年的 10 万片/月 提高到 2021H1 的 20 万片/月，2021 年底完成 30 万片产能建设。公司还通过定增继续扩产 30 万片/月的产能，此次扩产以面向 20-14nm 制程应用的 12 英寸半导体硅片产能扩充为主、 兼顾 10nm 及以下制程应用的 12 英寸半导体硅片产能，预计 2024 年有望达到 60 万片/月。 另外，通过此次定增公司还将投入研发 12 寸 SOI 硅片，目前 12 寸 SOI 硅片基本被海外垄断，项目实施完成后公司将建立 12 英寸 SOI硅片 40 万片/年的供应能力。

立昂微：一方面，公司衢州基地在 2021 年底已具有月产 15 万片的产能（抛光片 5 万片/月， 外延片 10 万片/月），2022 年规划在上半年开工建设每月 15 万片的 12 寸外延片的产能。 另一方面，公司收购国晶半导体，嘉兴工厂已完成 40 万片产能的基础设施建设，生产集成 电路用 12 英寸硅片全自动化生产线已贯通，目前处于设备安装调试、客户导入和产品验证 阶段。

中环股份：公司的 12 寸硅片生产基地主要分布在天津和江苏宜兴。根据公司公告，截止到 2021 年末公司已经形成 6 寸 50 万片/月，8 英寸 75 万片/月、12 英寸 17 万片/月产能。到 2023 年底，公司计划实现 6 英寸及以下 110 万片/月、8 英寸 100 万片/月、12 英寸 60 万片 /月的产能目标。

奕斯伟：公司是中国为数不多能够量产 12 寸硅片的企业之一，2021 年公司完成 B 轮融资， 融资金额超 30 亿元用于扩产，西安第一工厂的设计产能达到每月 50 万片，产品为抛光片 和外延片，主要用于逻辑芯片（Logic）、闪存芯片（3D NAND & Nor Flash）、动态随机 存储芯片（DRAM）、图像传感器（CIS）、显示驱动芯片（Display Driver IC）等，最终 目标产能 100 万片。（报告来源：未来智库）

4. 重点企业分析

4.1 沪硅产业：国内半导体硅片龙头，引领 12 寸国产替代

沪硅产业成立于 2015 年 12 月，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，也是中 国大陆率先实现 12 英寸半导体硅片规模化生产和销售的企业。公司通过外延并购进行扩张， 于 2016-2019 年先后收购并整合上海新昇、 Okmetic、新傲科技三家子公司，并于 2020 年在科创版成功上市。 公司主要产品为半导体硅片，产品类型涵盖 12 英寸抛光片及外延片、 8 英寸及以下抛光片、 外延片以及 8 英寸及以下的 SOI 硅片，服务客户既包括台积电、联电、格罗方德、意法半 导体、 Towerjazz 等国际芯片厂商，也包括中芯国际、华虹宏力、华力微电子、长江存储、 武汉新芯、长鑫存储、华润微等国内所有主要芯片制造企业。

公司已掌握包含 12 英寸半导体硅片在内的半导体硅片生产的整套核心技术，具体包括单晶 生长技术、切割技术、化学腐蚀技术、研磨技术、抛光技术、清洗技术、外延技术、 SOI 技术与量测技术。公司已在技术上实现 300mm 硅片 14nm 及以上逻辑工艺与 3D 存储工艺 的全覆盖和规模化销售、在客户上实现国内主要芯片制造厂商的全覆盖、在下游应用上实 现了逻辑芯片/CIS 芯片/射频芯片以及包括 DRAM、 3D-NAND、NORFlash 在内的存储芯 片的全覆盖，解决了国内 300mm 大硅片供应的“卡脖子”问题。公司掌握的半导体硅片生 产的核心技术包括但不限于 300mm 硅片、 200mm 及以下硅片相关的直拉单晶生长、磁场 直拉单晶生长、热场模拟和设计、大直径硅锭线切割、高精度滚圆、高效低应力线切割、 化学腐蚀、双面研磨、边缘研磨、双面抛光、单面抛光、边缘抛光、硅片清洗、外延等技 术；以及 SOI 硅片生产领域内最全的技术，包括拥有自主知识产权的 SIMOX、 Bonding、 Simbond 等先进的 SOI 硅片制造技术，并通过授权方式掌握了 SmartCutTM 生产技术。

从公司产品结构来看，8 英寸硅片是目前收入主要来源，销量稳步增长，12 英寸占比迅速 提高。根据公司公告，2021 年，8 英寸以下半导体硅片（含 SOI 硅片）收入 14.21 亿元， 同比增长 15.78%，占营收比 57.59%，主要是由于 2021 年上半年市场需求增加，同时 Okmetic 和新傲科技产能较上年同期有所提升，因此 200mm 及以下半导体硅片（含 SOI硅 片）销量持续增加。12 英寸半导体硅片收入 6.88 亿元，同比提高 117.94%，占营收比27.91%，12 英寸占比持续提高，主要由于市场需求增加以及上海新昇的产能逐步扩大，产 品规格档次较上年同期进一步提升。

从公司的财务数据来看，公司业务发展迅速，收入规模不断扩大，市场份额持续提升。 2019-2021 年，公司营业收入分别约为 14.9 亿元、 18.1 亿元和 24.7 亿元，占全球市场份 额分别约为 1.8%、 2.3%和 2.7%，市场占有率逐步提高。同时，2019-2021 年毛利率分别 为 14.55%、 13.10%、 15.96%，净利率分别为-6.78%、 4.97%、 5.90%，随着公司 8 英 寸硅片盈利能力比较稳定、12 英寸硅片盈利能力明显改善，公司 2021 年整体毛利率有所 提高。

22Q1 公司实现营业收入 7.86 亿元，同比增长 47.09%；归母净利润亏损 1515.22 万元，较 去年同期有所下滑；扣非归母净利润亏损 328.05 万元，较上年同期减亏 4231.08 万元，亏 损幅度明显收窄。Q1 公司营收高增长主要原因为 12 寸产销量快速提高，12 寸收入较上年 同期增加了 122%。从盈利能力来看，22Q1 盈利能力持续提高，毛利率 21.19%，同比 +7.69pct，环比+2.16pct，毛利率持续提高，主要原因为 12 寸硅片规模效应凸显，毛利率 快速提高。

公司 12 英寸硅片产能持续提高，从 2018 年的 10 万片/月提高到 2021H1 年的 25 万片/月； 2021 年末，30 万片/月的产线建设已经完成。公司通过定增继续扩产 30 万片/月的产能，此 次扩产以面向 20-14nm 制程应用的 12 英寸半导体硅片产能扩充为主、兼顾 10nm 及以下 制程应用的 12 英寸半导体硅片产能，预计 2024 年有望达到 60 万片/月。另外，通过此次 定增公司还将投入研发 12 英寸 SOI 硅片，目前 12 英寸 SOI 硅片基本被海外垄断，项目实 施完成后公司将建立 12 英寸 SOI硅片 40 万片/年的供应能力。

4.2 立昂微：盈利能力大幅提高，12 寸硅片产能快速释放

杭州立昂微电子股份有限公司成立于 2011 年， 前身为成立于 2002 年的立昂有限。公司专 注于半导体材料、芯片及相关产品的研发与制造领域。经过多年奋力发展，在半导体硅片、 分立器件芯片及分立器件成品方面拥有了自主产品。 公司主营业务主要分为三大板块：半导体硅片、半导体功率器件、化合物半导体射频芯片， 主要产品包括 6-12 英寸半导体硅抛光片和硅外延片、6 英寸肖特基芯片和 MOSFET 芯片、 6 英寸砷化镓微波射频芯片等三大类。公司产品主要的应用领域包括通信、计算机、汽车、 消费电子、光伏、智能电网、医疗电子以及 5G、物联网、工业控制、航空航天等产业。

公司涵盖了包括硅单晶拉制、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片、功率器件等半导体行业上 下游多个生产环节，形成了一条相对完整的半导体产业链。这有利于发挥产业链上下游整 合的优势，贯通半导体硅片与功率器件的上下游产业链，使公司能够从原材料端开始进行 质量控制与工艺优化，缩短研发验证周期，保障研发设计弹性，在保证盈利水平的同时抵 御短期供需冲击。

从收入结构来看，2021 年公司半导体硅片、功率器件、砷化镓芯片收入分别为 14.59 亿元、 10.07 亿元、0.44 亿元，同比分别+50%、+100%、+473%，毛利率分别为 45.45%、 39.63%、-93.77%，同比分别提高 4.79pct、6.17pct、152.17pct，各项业务营收及毛利率 同比均大幅提高。

从公司的财务数据来看， 公司近几年营收以及归母净利润呈现快速提高趋势，营收从 2018 年的 12.23 亿元提高到 2021 年的 25.41 亿元，归母净利润从 2018 年的 2.09 亿元提高到 2021 年的 6.22 元。2021 年公司业绩全年营收及归母净利润大幅提高，主要原因为半导体 行业高景气，国产替代加快，公司销售订单饱满，新增产能不断释放，主要产品量价齐升， 带动公司营收和净利润大幅提高。

22Q1 公司实现收入 7.56 亿元，同比上升 63.86%，环比下降 4.06%；归母净利润 2.38 亿 元，同比上升 214.02%，环比提高 21.43%；扣非归母净利润 2.34 亿元，同比上升 253.16%，环比提高 11.43%。公司 Q1 营收同比大幅提高，环比接近持平，主要原因为公 司新增产能释放，产品与去年同期相比迎来量价齐升。从盈利能力来看，公司 Q1 归母净利 润环比提高超过 20%，Q1 毛利率以及净利率分别为 50.26%、32.85%，同比分别提高 9.29pct、15.56pct，环比提高 3.51pct、6.96pct，盈利能力持续提高，主要来自公司整体规模效应凸显以及产品价格提高。公司整体毛利率以及净利率从 20Q4 开始，迎来连续多个季 度持续提高。展望 2022 年，半导体硅片高景气有望延续，随着公司 12 寸新增产能快速释 放，公司业绩有望持续高增长。

在半导体硅片上，根据公告，公司 6 英寸硅片产线、8 英寸硅片产线长期处于满负荷运转 状态，特别是公司具有特色的 6 英寸、8 英寸特殊规格的重掺硅外延片更是供不应求。12 英寸硅片在 2021 年底已达到年产 180 万片的产能规模，已经实现大规模化生产销售，技 术能力已覆盖 14nm 以上技术节点逻辑电路，图像传感器件和功率器件覆盖客户所需技术 节点且已大规模出货，目前主要销售的产品包括抛光片测试片及外延片正片，同时正在持 续开展客户送样验证工作和产销量爬坡。随着 12 寸的客户导入以及新增产能释放，出货有 望快速起量。

另外，公司的控股子公司金瑞泓微电子拟收购国晶半导体，国晶半导体主要产品为集成电 路用 12 英寸硅片，目前已完成月产 40 万片产能的全部基础设施建设，生产集成电路用 12 英寸硅片全自动化生产线已贯通，目前处于设备安装调试、客户导入和产品验证阶段。本 次收购有利于快速扩大公司现有的集成电路用 12 英寸硅片的生产规模，提高公司在集成电 路用 12 英寸硅片尤其是存储、逻辑电路用轻掺硅片的市场地位。（报告来源：未来智库）

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

天津中环半导体股份有限公司成立于 1988 年 12 月，从 2019 年启动集团层面混改，历时 一年完成。混改结束后，公司间接控股股东变更为 TCL 科技集团，持股比例为 29.80% （其中通过中环集团间接持股 27.23%，直接持股 2.57%），身份从国企转换为民企。 2021 年 6 月 20 日公司发布了混改后第一次股权激励方案，主要包括期权激励计划和员工 持股计划，助力公司长期、稳定、健康发展。

公司主要产品包括半导体材料、半导体器件、半导体光伏材料、光伏电池及组件；高效光 伏电站项目开发及运营。光伏硅片板块，主要从事光伏硅片的研发、生产和销售，产品主要包括新能源光伏单晶硅棒、硅片。 在半导体材料板块，公司主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，产品涵盖 4-12 英寸化 腐片、抛光片、外延片等，是我国大陆地区规模最大、技术最先进的半导体硅片企业之一， 也是我国大陆地区唯一同时掌握全系列 FZ 和 CZ 晶体工艺的半导体材料企业。公司凭借全 面的产品结构优势服务于全球过百家芯片客户，覆盖中国大陆、中国台湾地区、日韩、欧美等 主要半导体生产地区和国家。

公司营收主要由光伏硅片、光伏组件、半导体材料三部分构成，2021 年公司光伏硅片、光 伏组件、半导体材料营收分别为 317.97 亿元、61.19 亿元、20.34 亿元，同比分别 124.54%、+129.32%、+50.61%，占公司整体收入比例分别为 77.35%、14.89%、4.95%； 毛利率分别为 22.73%、13.26%、24.20%，同比+3.44pct、2.77pct、1.17pct。

从公司的财务数据来看，2018-2021 年公司的营收和归母净利润稳步增长，营收从 137.56 亿增长到 411.05 亿，归母净利润从 6.32 亿增长到 40.30 亿。2021 年，公司全年实现营业 收入 410.25 亿元，同比增长 115.28%，实现归母净利润 40.20 亿元，同比增长 269.14%， 主要系公司通过技术创新以及工艺优化，公司单台炉产效率业内领先，单位产品硅料消耗 率同比下降明显，通过细线化、薄片化工艺改善，硅片出片率及 A 品率大幅提升。

2022 年第一季度，公司营收和归母净利润持续保持增长，2022Q1 实现营收 133.68 亿元， 同比增长 79.12%，实现归母净利润 13.11 亿元，同比增长 142.33%

。 在光伏方面，公司作为光伏硅片领域龙头企业，2021 年末晶体产能达 88GW，G12 先进产 能占比约 70%，硅片外销市场市占率全球第一。后续随着银川项目陆续投产，预计 2022 年末公司晶体产能将超过 140GW，G12 先进产能占比约 90%，成为全球单晶规模 TOP1 厂商。

在半导体材料方面，公司在 8 英寸产品技术及量产质量控制能力可对标国际先进厂商，8 英 寸及以下产品已基本实现国内客户全覆盖；12 英寸产品处于增量和突破期，加快 CIS 及特 色 Logic（DDIC、PMIC）量产速度，产品维度加速升级，已成为多家客户 Baseline，主要 客户销售占比逐步提高。产能方面，根据公司公告，截止到 2021 年末公司已经形成 6 寸 50 万片/月，8 英寸 75 万片/月、12 英寸 17 万片/月产能。到 2023 年底，公司计划实现 6 英寸及以下 110 万片/月、8 英寸 100 万片/月、12 英寸 60 万片/月的产能目标。随着天津市、 江苏宜兴市的新增投资项目的顺利推进，公司产能将进一步有效释放，有望持续受益行业 高景气及国产替代趋势。

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

锦州神工半导体股份有限公司成立于 2013 年 7 月，2020 年 2 月于科创板上市。公司专注 于集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售，主营大直径单晶硅材料，成功进入国 际先进半导体材料产业链体系并取得领先地位。同时，公司积极开展硅电极产品和硅片产 品的研发和销售拓展。 在大直径硅材料方面，公司产品按直径覆盖了从 14 英寸至 22 英寸所有规格，主要销售给 日本、韩国等国的硅零部件加工厂，因此也可称之为“集成电路刻蚀用大直径硅材料”， 公司在技术、品质、产能和市场占有率等方面处于世界领先水平，也是公司的主要营业收 入来源。

在硅电极方面，公司是具备“从晶体生长到硅电极成品”完整制造能力的一体化厂商，拥 有全球领先的大直径硅材料晶体制造技术，是等离子刻蚀机设备厂家硅零部件产品的上游 材料供应商。 在半导体硅片方面，公司瞄准 8 寸硅片市场，以生产技术门槛高，市场容量比较大的轻掺 低缺陷抛光硅片为目标，致力于满足该产品的国内需求。轻掺低缺陷硅片主要用于低电压 高性能电子产品，如手机等。

从营收结构来看，公司的主要营收来源为刻蚀用单晶硅材料，且单晶硅材料大径化趋势明 显，大尺寸材料业务占比持续提高。2021 年刻蚀硅材料营收约 4.54 亿元，同比增长 148%， 占公司整体收入比例约 94%，其中 16 英寸及以上单晶硅材料实现收入 1.2 亿元，同比增长 175.7%，占公司整体收入比例达到 26.3%，占比进一步提高。 另外，公司硅零部件产品从 2020 年开始营收，2021 年营收 575 万元，占比仍然较小，但 较 2020 年有较大提升；硅片业务仍处于研发建设阶段，尚无营收。（报告来源：未来智库）

从公司的财务数据来看，2019 年公司营收和归母净利润均出现下滑，主要是因为中美贸易 摩擦，智能手机、数据中心和汽车电子等终端市场需求放缓，全球半导体行业进入下行周 期。2020 年，随着下游应用需求端的增长，尽管有新冠疫情的影响，公司的营收和归母净 利润都出现了反弹。

2021 年，半导体行业进入上行周期，全球集成电路产业蓬勃发展，行业景气度提升，订单 需求大幅增加，公司业绩大幅增长，实现营业收入 4.74 亿元，同比增长 146.69%，归母净 利润 2.18 亿元，同比增长 117.84%，扣非归母净利润 2.14 亿元，同比增长 138.86%。 2022 年第一季度，公司保持增长，实现营收 1.42 亿元，同比增长 69.05%，归母净利润 0.50 亿元，同比增长 28.21%。 在半导体硅片上，公司客户验证以及产能建设进展顺利，其中公司的 8 英寸测试硅片已经 通过了某些国内客户的评估认证， 8 英寸轻掺低缺陷高阻硅片，正在客户端评估中，进展 顺利。在产能方面，公司已经建成了 8 英寸产能为每月 5 万片的生产线，产量为 8,000 片/ 月，大多数的技术指标和良率已经达到或基本接近业内主流大厂的水准。另外，公司还提 前订购了每月 10 万片的生产设备，为未来扩产提前准备。

4.5 中晶科技：中小尺寸硅片的领先厂商

公司目前的主要产品为半导体硅材料及其制品，在半导体用单晶硅棒、研磨硅片、高压整 流器件三个细分产业具有市场领先地位，形成以研磨硅片、抛光硅片、芯片元件为核心业 务的三大产业板块。3—6 英寸研磨硅片及硅棒是公司主要的产品，公司还通过募投项目布 局 8 寸硅片。另外，在芯片元件上，公司控股子公司江苏皋鑫承接南通皋鑫的资产及业务， 在高压整流器件细分领域占市场领先地位，目前江苏皋鑫订单交付紧张。 从营收结构来看， 2021 年公司半导体单晶硅片、半导体单晶硅棒、半导体功率器件及芯片 （2021 年新设项目）分别为 2.82 亿元（YoY+48.46%）、0.85 亿元（+7.16%）、0.62 亿 元，，占公司整体收入比例分别为 64.47%、19.37%、14.24%；毛利率分别为 49.58%、 43.22%、37.79%。

从经营情况来看，2021 年公司营业收入 4.37 亿元，同比增长 60.13%。归属于上市公司股 东的净利润 1.31 亿元，同比增长 51.44%。归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净 利润 1.26 亿元，同比增长 52.75%。 2022 年 Q1 公司营业收入 9572 万元，同比增长 12.92%；归属于上市公司股东的净利润 2040.25 万元，同比减少 41.87%。22Q1 公司盈利能力大幅下滑，主要收到上游多晶硅涨 价影响，不过已经相比 21Q4 有所改善。

在 8 英寸硅片的项目上，公司目前进展顺利，已经完成了厂房建设与设备安装调试等工作，随着后续的通线和量产，公司成长空间将进一步打开。 2022 年 5 月 11 日，公司发布股权激励计划草案，拟向 70 名核心管理和技术人员授予的限 制性股票总量为 1,257,880 股，占本激励计划草案公告时公司股本总额 99,760,000 股的 1.26%，无预留份额。此次限制性股票的授予价格为每股 22.01 元，业绩考核目标为以 2021 年业绩为基准，2022-2024 年营业收入增长率或净利润增长率分别不低于 15%、50%、 100%。此次股权激励计划设定了较高的业绩考核目标，彰显了公司对于长期发展的信心。

4.6 凤凰光学：拟资产重组布局半导体外延材料

公司目前的主要产品为半导体硅材料及其制品，产品涵盖半导体晶棒、研磨片、化腐片、 抛光片、半导体功率芯片及器件等，2021 年公司全年实现营业收入同比增长 25.15%，其 中重点布局的光学产品业务和控制器产品业务的同比增幅均在 30%以上，保持了良好的上 升趋势。

2021 年 9 月 30 日，公司发布重大资产出售及发行股份购买资产并募集配套资金，拟以现 金的方式向中电海康或其指定的全资子公司，出售公司母公司层面全部货币资金、无法转 移的税项和递延所得税负债、英锐科技 100%股权、凤凰光电 75%股权、丹阳光明 17%股 权、江西大厦 5.814%股权之外的全部资产及负债。同时，公司拟向电科材料、中电信息、 睿泛科技、盛鸿科技、盛芯科技发行股份购买其合计持有的国盛电子 100%股权，拟向电科 材料、天创海河、良茂投资、鸿基控股、汇得丰投资、磊聚投资、宝联控股、中电信息及 刘志强等 26 名自然人发行股份购买其持有的普兴电子 100%股权。

国盛电子成立于 2003 年，经营范围包含半导体材料、电子元器 件、集成电路芯片、电子 产品相关业务，2020 年实现营业收入 7.05 亿元；普兴电子成立于 2000 年，主要从事集成 电路外延材料、电子产品材料及相关部件等业务，2020 年实现营业 收入 7.09 亿元。重组 完成后公司将注入半导体外延材料领域的优质资产，实现业务板块的进一步扩张，提升核 心竞争力。

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