半导体硅片行业之沪硅产业：短缺涨价景气周期，盈利能力大幅改善

（报告出品方/作者：中信建投证券，刘双锋、孙芳芳）

一、沪硅产业：半导体硅片生产规模、技术均领先全国

1.1 硅片龙头企业，300mm 硅片国产化先驱

上海硅产业集团属于半导体/集成电路行业，位居产业链上游。主营业务为半导体硅片及其他材料的研发、 生产和销售，是目前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 300mm 半导体硅片 规模化生产和销售的企业。自 2015 年成立以来，坚持面向国家半导体行业的重大战略需求，坚持全球化布局， 坚持紧跟国际前沿技术，突破了多项半导体硅片制造领域的关键核心技术，率先打破了我国 300mm 半导体硅片 国产化率几乎为 0%的局面。

上海硅产业集团的主要产品类型涵盖 300mm 抛光片及外延片、200mm 及以下抛光片、外延片及 SOI 硅片。 产品主要应用于存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、功率器件、传感器、射频芯片、模拟芯片、分立 器件等领域。截止 2021 年上半年，子公司上海新昇 300mm 半导体硅片产能已达到 25 万片/月，2021 年底实现 30 万片/月的产能目标；子公司新傲科技和 Okmetic 200mm 及以下抛光片、外延片合计产能超过 40 万片/月；子 公司新傲科技和 Okmetic 200mm 及以下 SOI 硅片合计产能超过 5 万片/月。

采用以销定产的生产模式，全部产品均通过直销模式销售。大部分产品按订单批量生产，同时进行少量备 货式生产。在自主生产为主的同时，上海硅产业集团结合市场情况和自身产能利用情况，在部分非关键性技术 生产环节适当配以外协加工进行辅助，以最大化满足市场需求。由于半导体硅片的行业壁垒较高，生产企业和 主要下游客户较为集中，通常采取主动开发潜在客户并与客户直接谈判的方式获取订单，也通过少量代理商协 助开展中小客户的接洽工作。

1.2 外延式并购整合业务，实现产品全面升级

上海硅产业集团股权较为集中，为控股型公司。由国盛集团、产业投资基金等于 2015 年 12 月成立，主要 专注于硅材料行业投资。通过投资、并购和国际合作等外延式发展方式来提升综合竞争力，最终发展为全球化 的半导体材料集团公司。目前，前十大股东合计持股 75.02%，前二大持股股东分别为上海国盛集团以及国家集 成电路产业投资基金股份有限公司，各持股 22.86%，剩下八大股东持股都在 10%以下。

上海硅产业集团有全资子公司 2 家及 2 家控股子公司，已成为国内半导体行业国际化较高的企业之一。2016 年收购并控股 Okmetic、上海新昇，2019 年 3 月完成新傲科技的控股，子公司 Okmetic 主要生产经营地在欧洲， 子公司新傲科技、上海新昇主要生产经营地在中国大陆，在欧洲、美洲、亚洲均建立了销售团队，参股子公司 法国 Soitec 是全球最重要的 SOI 硅片供应商，持有 10.9%股权。

上海新昇：于 2014 年开始建设，是国内首个 300mm 大硅片项目的承担主体，填补了中国大陆 300mm 半 导体硅片产业化空白。在吸收国际 300mm 半导体硅片先进技术的基础上，通过自主研发创新，完善中国的集成 电路产业链。新昇承担并已全面完成“40-28nm 技术节点的 300mm 硅片技术研发”的国家 02 科技重大专项任务， 又承担了“20-14nm 300mm 硅片成套技术研发与产业化”的专项任务。生产的 300mm 硅片产品可广泛用于存储器 芯片、逻辑芯片、模拟芯片、IGBT 功率器件及通信芯片等集成电路产业。目前一期逐步满产，正在建设二期 30 万片/月产能，随着达产将形成产能规模效应。为充分满足我国集成电路产业对硅衬底材料的迫切需求，解决 大硅片的国产化的问题，未来新昇将立足临港新片区，实现 100 万片/月产能建设最终目标。

Okmetic：是一家位于芬兰的硅晶圆生产商，1985 年成立，是全球排名第七的硅晶圆生产商。提供先进的 定制化硅片来满足微机电和传感器，及射频和功率产品等应用的制造需求，基于高科技的专业技术，拥有业内 最广泛的 150 毫米和 200 毫米产品线，包含 SOI，高阻 RFSi®，图形化硅片，以及单面抛光片和双面抛光片。解 决方案在智能手机和便携式器件，汽车电子，工业控制，健康医疗，物联网及功率和节能等领域有广泛的应用。

上海新傲：成立于 2001 年，是中国领先的 SOI 材料生产基地，也是世界上屈指可数的 SOI 材料规模化供应商之一。是致力于高端硅基材料研发与生产的高新技术企业，由中科院上海微系统所牵头，联合中外投资者 设立。拥有 SIMOX（注氧隔离）、Bonding（键合）和 Simbond（完全自主开发的 SOI 新技术）和 Smart-cut 四 类 SOI 晶片制造技术，能够提供 100mm（4 英寸）、125mm（5 英寸）和 150mm（6 英寸）SOI 晶片和 SOI 外延 片，能批量提供 8 英寸 SOI 片。产品系列包括高剂量、低剂量、超薄、高阻 SIMOX 晶片，Bonding 晶片，Simbond 晶片和基于 Smart-cut 技术的晶片，并可根据用户需求外延到所需的表层硅厚度。

上海新硅：成立于 2020 年 12 月，致力于异质集成材料衬底研发、生产及销售。目前主要产品有高性能微 声芯片材料、高速光通讯芯片材料。形成相关专利 40 余项，具有完整的产品自主研发知识产权。

上海硅产业集团自成立以来，就肩负起我国半导体硅片“国产化”的重要任务。为实现产品全面升级，推动 提升半导体硅片的国产化率，并为我国乃至全球半导体企业提供品质一流的半导体硅片产品的目标，提出了“一 二三”发展战略。“一站式”硅材料服务商——实现“一站式”硅材料供应目标；“两个平台”：以 300mm 硅片为核心 的大尺寸硅材料平台和以 SOI 硅片为核心的特色硅材料平台；“三条路径”：自我发展创新，对外合作并购，建 设生态体系。

践行“产、学、研一体化”的研发模式。技术是半导体企业的立身之本，上海硅产业集团紧跟全球半导体行 业发展的趋势，通过自主研发、合作研发等方式，不断研发新产品和新工艺，丰富核心技术，提升现有产品的 性能与品质。与科研机构紧密合作，也将积极参与产业链上下游的“创新中心”联合研发计划，在公司改进自身 技术的同时，促进上下游的技术共同进步。

计划持续扩大先进产品产能。随着下游移动通信设备、物联网、汽车电子的繁荣发展，人工智能、云计算 等新兴终端产品的不断涌现，芯片制造企业产能的持续扩张，半导体硅片面临的市场需求将进一步增长。子公 司上海新昇计划在保持现有半导体硅片业务的基础上，通过半导体硅片的扩产和技术升级，以实现能够覆盖全 尺寸、全品类的半导体硅片产品布局；子公司 Okmetic 启动了两项新的扩产项目，以巩固公司在 200mm 高端先 进硅片产品市场建立的优势；子公司新傲科技将建立各种尺寸 SOI 材料的供应能力，以更好的满足市场需求。

1.3 半导体市场需求旺盛、产能攀升，立足研发驱动营收快速增长

营收增幅较大系 300mm 半导体硅片销量带动，亏损增加系 300mm 硅片依旧处于产能爬坡阶段。2020 年， 上海硅产业集团实现营业收入为 181,127.78 万元，较上年同期增长 21.36%；营业收入的增长，主要系公司 300mm 半导体硅片销量增加的带动，以及公司 2019 年 3 月并购新傲科技的综合影响。归属于上市公司股东的扣除非经 常性损益的净利润为-28,064.76 万元，较上年同期亏损增加 4,327.31 万元，亏损增加主要是由于公司 300mm 半导体硅片业务仍处于产能爬坡阶段，固定成本持续增加，同时公司始终保持对于 300mm 半导体硅片研 发的高投入导致研发费用较上年同期增幅较大所致。2021 年上半年度，实现营业收入为 11.23 亿元，较上 年同期营业收入 8.54 亿元增长 31.44%，因半导体市场需求旺盛及公司产能攀升，产量大幅增加所致，公 司 200mm 及 300mm 硅片业务收入均有所增长。

2.2.1 全球硅晶圆市场创新高

再融资、去瓶颈化等手段，增速产能建设。2021 上半年度，公司向特定对象发行股票进行 50 亿元融资的 项目完通过上海证券交易所审核，进入证监会注册阶段，对应的募投项目之一为拟以子公司上海新昇为实施主 体的“集成电路制造用 300mm 高端硅片研发与先进制造项目”，将在前期 30 万片/月产能基础上，进一步新增 30 万片/月的 300mm 硅片产能。子公司 Okmetic 和新傲科技通过去瓶颈化和提高生产效率的方式，进一步提升 200mm 及以下尺寸产品的产能，优化产品结构，并启动较为紧缺的汽车电子用外延片的适度扩产计划，以满足 国内下游用户的需求。

在扩产的同时，持续投入新项目新技术的研发。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。公司持续推进国家重大科研项目及公司自研项目的研发工作，2020 年研发支 出 13,096.56 万元，研发投入总额占营业收入比例为 7.23%；研发费用较 2019 年度增加了 4,680.83 万元，增幅 为 55.62%，主要系 2020 年公司持续增加 300mm 尺寸硅片的研发投入。公司研发投入占销售收入的比重高于 同行业上市公司平均值，且并未受到疫情、盈利情况等影响，2020 年研发支出仍然保持在较高水平。

技术是公司最核心的竞争力，公司掌握了半导体硅片生产的多项核心技术。上海硅产业集团掌握的技术包 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。

累计承担了 7 项国家级重大专项项目，技术水平和科技创新能力国内领先。子公司上海新昇 300mm 大硅 片技术水平国内领先，实现了 3 个全覆盖，即 14nm 及以上逻辑工艺与 3D 存储工艺的全覆盖和规模化销售、主 流硅片产品种类的全覆盖、国内主要客户的全覆盖；子公司 Okmetic 200mm 及以下尺寸 MEMS 用抛光片技术 水平和细分市场份额全球领先；子公司新傲科技 200mm 及以下尺寸外延片的技术水平和细分市场份额国内领先； 公司子公司新傲科技和 Okmetic 是国际 200mm 及以下尺寸 SOI 硅片的主要供应商之一，技术处于全球先进水平。 根据 2021 年中报告，累计有 814 个发明专利在申请，累计获得 436 个发明专利。

二、大硅片市场迎来上行周期，供需失衡带来涨价趋势

2.1 半导体硅片是最重要的半导体材料，产品制造工艺要求高

半导体硅片作为芯片制造的关键原材料，技术门槛较高，属于技术密集型行业。产业链下游的半导体芯片 制造通常采用不同工艺制程完成，不同的芯片制程工艺技术节点，对应于不同的特征尺寸和最小线宽，对半导 体硅片晶体原生缺陷和杂质控制水平、硅片表面和边缘平整度、翘曲度、厚度均匀性等提出了不同的技术指标 要求。下游芯片制程的技术节点越先进，特征尺寸越小，对应的硅片上述指标控制越严格，不同的技术节点对 应的指标控制参数甚至会相差几个数量级。

通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。单晶硅是硅的单晶体，是 一种比较活泼的非金属元素，具有基本完整的点阵结构。其不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材 料。单晶硅圆片按其直径可以分为 4 英寸、6 英寸、8 英寸、12 英寸等，尺寸越大，对设备和工艺的要求则越 高。在摩尔定律的影响下，硅片制造正不断向着大尺寸的方向发展。

受成本效益和技术进步驱动，半导体硅片具有从小尺寸到大尺寸、从成熟技术节点到先进技术节点发展的特点。目前商业化供应的半导体硅片尺寸主要为 100mm、125mm、150mm、200mm 和 300mm，其中 300mm 占 据主流，以面积计接近总出货面积的 70%。从技术上看，目前国际上能商业化供应的最先进的逻辑产品用硅片 技术节点为 5nm。半导体硅片企业重视知识产权保护，目前仅有国际前五大半导体硅片厂 商和公司自身具备 300mm 硅片大规模量产供应能力。硅片尺寸不断加大的原因是因为规模效应。对于 300mm 硅片来说，其面积 大约比 200mm 硅片多 2.25 倍，200mm 硅片大概能生产出 88 块芯片而 300mm 硅片则能生产出 232 块芯片。从 各个尺寸的晶圆月产情况占比来看，大尺寸硅片市场持续扩大，挤压 200mm 及以下市场空间。近年来 300mm 硅片占比持续提升，从 2014 年的 61.1%上升到 2020 年的 68.4%。150mm 和 200mm 硅片的市场将被逐步挤压， 预计 2020 年二者合计占比由 2014 年的 40%左右下降到 2020 年的 30%左右上海硅产业集团作为国内技术最先 进的半导体硅片企业，能供应从 100mm 到 300mm 各种尺寸的半导体硅片，其中 300mm 半导体硅片产品已实 现 14nm 及以上技术节点的全覆盖。

集成电路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。 随着半导体制程的不断缩小，芯片制造工艺对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度不断降低。对应在半导体硅片 的制造过程中，需要更加严格地控制硅片表面微粗糙度、硅单晶缺陷、金属杂质、晶体原生缺陷、表面颗粒尺 寸和数量等技术指标，这些参数将直接影响半导体产品的成品率和性能。一般来讲，300mm 芯片制造对应的是 90nm 及以下的工艺制程，包括常见的 90nm、65nm、55nm、45nm、28nm、16/14nm、10/7nm 等；200mm 芯片 制造对应的是 90nm 以上的工艺制程，包括常见的 0.13μm、0.15μm、0.18μm、0.25μm 等。依照摩尔定律，集成 电路朝着面积更小、速度更快、价格更便宜、能耗更低的方向前进。与此同时，大量应用如射频器件、传感器、 功率器件等，考虑到实际技术需求和成本、可靠性等，可以在 28nm 及以上技术节点的成熟工艺生产线上制造， 无需遵循摩尔定律。因此 28nm 以上的成熟技术节点硅片，仍存在大量需求。总的来说，未来随着 5G/6G、人 工智能、云计算、物联网、智能汽车等多种技术的发展和应用的拓展，半导体（硅片）一方面仍然会沿着摩尔 定律向更先进的 5nm、3nm、2nm 制程前进，另一方面 28nm 以上的成熟制程仍将在很长一段时间内继续发展。

2.2 行业驱动力强劲，供需失衡带来涨价趋势

2.2.1 全球硅晶圆市场创新高

半导体硅片是半导体制造的核心材料，亦是半导体产业的基石，约占半导体制造材料的三分之一。半导体 硅片又称硅晶圆片，是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路 和各种半导体器件。目前 90％以上的半导体产品使用硅基材料制造。

2021 年全球硅片出货面积与营收双创历史新高，预计 2022 年硅片出货量增长 4.6%。据 IC Insights 统计数 据，2018-2020 年，全球半导体硅片产能稳步增长。2020 年，全球半导体硅片产能达 2.60 亿片，同比增长 8.0%。 据 SEMI 统计，2020 年全球半导体硅片出货面积达 124.07 亿平方英尺，较 2019 年增长 5%，接近 2018 年创下 的历史高位。2021 年全球硅片出货面积与营收双创历史新高。2021 年全球硅片出货面积成长 14%，达 1,4165 百万平方英寸，营收增长 13%至 126 亿美元，双双创下历史最高纪录。2021 年第四季硅片营收同时呈现季成长 与年成长，且连续两季创新高；出货量已连续三季成长，第四季出货量虽与第三季持平，但成长力有望延续至 2022 年。SEMI 预估 2022 年硅片出货量可望增长 4.6%。

半导体硅片的市场规模同步全球半导体景气波动，预计 2022 年全球半导体市场规模将达到 6000 亿美元。 半导体硅片行业的市场波动基本同步于整个半导体行业的波动周期，整体上呈周期性波动和螺旋式上升的趋势。 根据世界半导体贸易统计（WSTS）数据，2011-2020 年全球半导体市场规模呈波动变化趋势，2017-2018 年连 续两年保持高速增长后，2019 年受中美贸易问题、下游消费电子市场疲软等影响市场规模下降 12.1%。从 2020 年下半年起，受益于 5G、数据中心、远程办公等驱动，半导体行业复苏，并进入全行业供应紧张状态。 2021 年，半导体硅片行业市场规模在半导体行业的拉动下恢复增长，强劲需求将延续至 2022 年底。据 SEMI 统计， 预计 2022 年半导体全球市场规模平均成长率达 8.4%，并有望跨越 6000 亿美元的里程碑。

此外，2022 年全球前端晶圆厂的资本支出创历史新高，进一步推动半导体景气周期向上。在 AI 和高效能 运算的浪潮之下，2022 年全球前端晶圆厂设备支出总额激增 10%，达 980 亿美元，破历史新高也创下再次连续 三年成长的纪录。其中，资本支出最多的前三大地区为韩国、中国与中国台湾，占全球总晶圆厂设备支出约 73%。

2.2.2 终端硅量需求大幅提升

按照硅片尺寸分类，全球市场主流的产品是 200mm（8 英寸）、300mm（12 英寸）直径的半导体硅片，由 于 8 英寸、12 英寸晶圆制程工艺不同，其终端应用领域差别较大。其中，8 英寸及以下半导体硅片的需求主要 来源于高精度模拟电路、射频前端芯片、嵌入式存储器、CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器、高压 MOS 等特殊产品，以及功率器件、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片等， 终端应用领域主要为移动通信、汽车电子、物联网、工业电子等；12 英寸半导体硅片的需求主要来源于存储芯 片、图像处理芯片、通用处理器芯片、高性能 FPGA（现场可编程门阵列）与 ASIC（专用集成电路），终端应 用主要为智能手机、计算机、云计算、人工智能、SSD（固态存储硬盘）等较为高端领域。

随着云服务、5G 通信、AI、IoT、自动驾驶等带动 12 寸硅片增长，算力将从 2021 年的 13ZB/年增长到 2025 年的 160ZB/年，对应的复合增长率达到 84%，与此同时，预计 2021-2025 年对 12 寸硅片市场需求复合增长率达到 10.2%。

5G 手机对硅片的需求相较 4G 手机有较大提升，硅片需求四年复合增长率将达到 9.4%。据 SUMCO 数据 显示，5G 手机比 4G 手机单机硅片面积需求量提升了 70%，占全球销量的 23%，带动了智能手机市场对硅片的 需求大幅增长。主要原因系 5G 手机相较 4G 手机对处理器 SoC、DRAM 存储器、NAND Flash 存储器、CMOS 图像传感器、基带处理器、射频前端、电源管理芯片等半导体器件的性能需求、数量需求、存储容量需求有较 大提升。根据 Ericsson Mobility Report 预计 2027 年全球 5G 用户将达到 44 亿，同时 SUMCO 预计 2025 年 5G 手机渗透率将达到 57%，手机用的 12 寸硅片需求复合增长将达 9.4%。

5G 网络部署持续加速，2027 年 5G 将涵盖全球 75%的人口，且有望成为有史以来推行最快的通信技术。 据统计，现今通信技术下的移动数据流量为 2011 年的 300 倍。5G 将成为市场主流，硅片市场规模也将持续扩大。

在 5G 的普及应用外，数据中心需求增长和汽车智能化、网络化的发展是硅片需求增长的强大驱动力。随着云服务、5G 通信、AI、IoT 等产业趋势的快速发展，全球数据流量呈现爆发式增长，2021-2025 年算力复合 增长率达到 84%。据 SUMCO 与 CISCO 预测，2022 年全球 IP 流量将达到 2019 年的 2 倍，达到 400EB/月。全 球数据流量增长带动数据中心需求增长，从而带动数据中心对高性能计算芯片、存储芯片及配套芯片需求增长， 带动硅片需求增长。根据 SUMCO 预测数据，2025 年 16nm 及以下制程高性能计算对 12 英寸硅片需求将超过 160 万片/月，2021- 2025 年 CAGR 约为 14.7%。

2.2.3 供需失衡驱动硅片涨价

供不应求市场环境带来景气周期，四年内将新增约 30 家 300mm 晶圆厂。疫情持续加速社会的数字化转型， 包括 5G、IoT、物联网的加速发展，数字货币及区块链技术关注度提升，智能汽车进入发展快车道等上述各领 域的快速发展全面带动半导体需求提升。300mm 晶圆厂数量持续增长，增速稳定，根据 IC Insights 数据，预计 2025 年达到 170 家。随着 12 寸晶圆厂建成，预计 2025 年将对硅片的需求达到 280 万片/月。

目前半导体行业处于高景气周期，半导体硅片供应紧张，下游厂商签订长约保障供给，半导体硅片厂商逐 步发布扩产计划。德国世创计划新建新加坡新工厂“FabNext”，2021 年开工，2024 年建成。环球晶圆旗下中德 分公司预计将于两年内完成厂房兴建、机台安装和产品量产。SUMCO 预测，硅片短缺将持续到 2026 年，并预 计全年 12 英寸硅片月产能在 2026 年将达到 1000 万至 1100 万片左右。但由于各大厂商的不断扩产导致半导体 设备供应商的订单暴增，交货时间越来越长，并且采购设备越来越困难，半导体设备的短缺阻碍了晶圆的切片 工艺，供应链存在重大瓶颈。因此，尽管半导体厂商从 2018 年开始大幅度投资增加产能，但从 2023 年下半年 开始才会开始看到总体产能的逐步提升，直到 2025 年产能才会实现质的飞跃。同时，为了更好的满足硅片的供 需关系，各大晶圆厂商不得不开始升级设备。在 2008 年和 2009 年，硅片的月产能只有 200 万片。因此，10% 的月产能增长仅是 20 万片。目前市场已经接近每月 1000 万片的水平， 10%的月产能增长高达 100 万片，提升 了四到五倍，这将需要更大的投资额。因此，硅片厂商很难将产能提升到预期水平。

硅片环节扩产滞后于半导体制造环节是造成硅片价格上涨的重要原因。据 SEMI 统计，从 2016 年开始半导 体硅片价格步入复苏通道，且上涨势头强劲，从 2016 年的 0.67 美元/平方英寸逐渐上涨至 2019 年的 0.95 美元/ 平方英寸。2017 年受益存储等产品拉动，半导体需求旺盛，晶圆厂积极扩产，半导体设备销售额同比增长 37%， 但硅片厂商资本开支的大幅增长则是在 2018 年，扩产的滞后性造成硅片产能在其后的 2-3 年内持续紧张，硅片 价格持续上涨。

硅片产能供给紧张，硅片供应商纷纷表示供应吃紧并宣布调涨价格。半导体硅片大厂 SUMCO 的半导体硅 片订单已排到 2026 年，并且已不接受 8/12 英寸硅片的长期订单。环球晶圆今年产能持续满载，全产全销。需 求拉动下，半导体硅晶圆迎来涨价潮，早在 2020 年底，环球晶圆率先提高现货市场硅晶圆价格约 10%，2021 年，信越化学、SUMCO、Siltronic 等厂商陆续涨价 10%至 20%，预计 2022 年硅晶圆长约比重与价格都有望重 回巅峰。虽然 SK Siltron 目前产品价格变动不大，但公司计划于 2022 年大幅度上调硅片价格。同时，国产厂商 立昂微和沪硅产业也纷纷调涨。SUMCO 的 8 英寸硅片价格已于去年上涨 10%，12 英寸硅片价格则上涨 15%， 但仍无法扩大生产满足下游的强劲需求。在最近发布的 2022 年一季报中表示，公司预计在 2022 至 2024 三年间 每年价格平均上调 10%，预计于 2025 至 2026 年价格持平。

硅片厂商扩产节奏滞后于半导体制造厂商。据 SEMI 预计，2021 年至 2025 年全球将新增 30 余家 300mm 芯片制造厂。半导体制造厂商从 2021 年开启大幅扩产，全年设备开支同比增 39%；而硅片厂商扩产滞后，2021 年上半年硅片厂商资本开支同比下降 23%，主要扩产规划预计于 2022 年开始实施。SEMI 数据显示，2022 年全 球前端晶圆厂设备支出激增 10%，破历史记录达 980 亿美元。硅片新建产能需要 2 年左右时间达产。全球前五 大硅片厂商中，SUMCO、德国世创至 2021 年下半年才宣布较大规模的扩产计划，从 23 年下半年开始才有望逐步达产。（报告来源：未来智库）

精选报告来源：【未来智库】。

半导体硅片行业兼具技术密集型、资本密集型与人才密集型的特征。行业龙头企业通过多年的技术积累和 规模效应，已经建立了较高的行业壁垒。通过并购的方式实现外延式扩张是一些半导体硅片龙头企业发展壮大 的路径。且随硅片尺寸的增加（200mm 到 300mm），行业的垄断性加强。长期以来，全球半导体硅片的市场由 日本信越化学、胜高(SUMCO)、我国台湾环球晶圆、德国世创、韩国 SK Siltron 五大公司把控，合计占据超过 90%的市场份额，呈现寡头垄断的格局。上海硅产业集团近几年业务发展迅速、收入规模不断扩大，在全球半 导体硅片市场份额持续提升。近三年（2018-2020 年）来，公司营业收入分别约为 10.1 亿元、14.9 亿元和 18.1 亿元。全球市场份额分别约为 1.3%、1.8%和 2.3%，市场占有率逐步提高。

从半导体硅片企业业务竞争力来看，胜高、环球晶圆、德国世创、Soitec 与合晶科技半导体硅片业务占比 较高，其中，信越化学半导体硅片业务占比虽较小，但具备 300mm 半导体硅片技术水平及规模化供应能力较强， 竞争力相对较强。信越化学和 SUMCO 的硅片比较全面，基本能够满足所有的硅片要求，两家日企在 12 英寸大 硅片上占到 50%多的市场份额；德国 Siltronic 在欧洲半导体行业市场环境不好的情况下寻求突破，2008 年与三 星在新加坡形成合作；环球晶圆累计 4 次并购，分别收购美国 GlobiTech、日本东芝集团的 Covalent、丹麦的 Topsil、 美国 MEMC 的半导体公司（SEMI）；韩国 Siltron 属于 LG，2016 年被 SK 收购，其客户端主要在 memory；Soitec 是全球第六大半导体硅片制造商，也是全球最大的 SOI 硅片制造商，主要经营地在法国。

（1）信越化学（Shin-Etsu）：于 1926 年成立，1949 年在东京证券交易所上市交易。是综合型化工企业， 全球第一大硅片生产商。经半个多世纪的发展，稳居高科技材料的超级供应商行列，其半导体硅、聚氯乙烯等 原材料的供应在全球首屈一指。公司六大事业部分别为 PVC/氯碱业务（全球第一）、半导体硅片业务（全球第 一）、有机硅业务（全球第四）、特种化学品业务（纤维素衍生物全球第二）、电子功能材料业务（全球第一）、 以及多元化经营业务（包括加工塑料、技术出口、设备、工程）。在营收方面，随着行业经济的复苏，半导体硅 片需求不断扩大，2021 年公司总营收创历史新高，前三季度的营业收入为 164.17 亿美元，同比增长 21.30%。

信越化学毛利率和净利率近年来保持稳定增长。2021 下半年公司毛利率均超过 42%，年毛利率高达 39.82%， 同比上升 4.01 个百分点；净利率 22.94%，同比上升 3.32 个百分点。预计 2022 年毛利率和净利率将继续稳步提 升。

公司于 2001 年实现 300mm 硅晶片的商业化生产，在晶圆净化和扁平化技术方面一直处于领先地位，该集 团在向市场提供优质产品的同时，早期就批量生产 300 毫米硅片和实现高速低功耗的绝缘体上（SOI）硅片生产， 继续引领硅片行业。

（2）胜高（SUMCO）：1999 年，住友金属工业株式会社、三菱材料株式会社和三菱硅材料株式会社合资 成立了具有 300mm 硅片生产能力的硅晶圆联合制作所，2002 年从住友金属工业公司收购硅片业务，并与三菱 材料硅业公司合并，2005 年正式更名为 SUMCO。2006 年 SUMCO 收购日本小松金属制作所后，市场份额进一 步扩大，是硅片专营企业。

（3）环球晶圆：环球晶圆为国内半导体产业最大、全球第三大、非日商第一大的 3 英寸至 12 英寸专业晶 圆材料供应商，拥有完整的晶圆生产线，由长晶、切磨、浸蚀、扩散、抛光、磊晶等制程，生产高附加价值的 磊晶晶圆、抛光晶圆、扩散晶圆、退火晶圆、SOI 晶圆、化合物半导体材料等利基产品。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。在营收方面，截止 2021 年第四季度，公司营业 收入已实现连续九季度成长。2021 年总营收 22.1 亿美元，创历史新高，同比增长 10.4%。在毛利率方面，2021 年第四季度的毛利率高达 41.25%，实现连续四季度成长并创历史新高。2021 全年度毛利率 38.09%，创下历史 第二高。在净利率方面，由于收购导致费用增加，2021 年净利率有所下滑。

沪硅产业发布定增预案显示，拟定增募集 50 亿元，总投资 82.5 亿元加码高端硅片研发与制造。其中拟投 资 46 亿元，建设月产能 30 万片的 300mm 高端硅片项目，4 年达产实现年均 19.5 亿元收入；拟投资 21.4 亿元， 建设 40 万片的 300mm 高端硅基材料(SOI)项目，5 年达产实现营收 14.7 亿元。本募投项目建设将有助于公司填 补国内各种类 300mm 高端硅基材料技术能力的空白，为我国半导体产业的差异化发展路线奠定基础。

公司营业收入保持稳步增长，受市场波动影响较小。公司 2020 年总营收为 15.63 亿美元，同比增长 16.94%。 2021 前三季度营业收入为 14.94 亿美元。营收处于增长状态，但毛利率和净利率自 2018 年起持续下滑，于 2020 年第四季度开始逐渐回落。

（5）德国世创（Siltronic）：Siltronic AG（德国世创）依靠欧洲优势的汽车与机械工业发展起家，在功率 与车用半导体方向竞争力强劲。2014 年，公司与三星成立合资公司(公司持股 78%)，在新加坡运行了全球最大 的 200nm(23 万片/月)和 300mm(32.5 万片/月)硅片厂。公司在德国拥有 150/200/300mm 的产线，在美国有一座 200mm 的晶圆厂，在新加坡则拥有 200mm 和 300mm 的产线。公司客户包括三星、英特尔、SK 海力士、台 积电、意法半导体、英飞凌、以色列 TowerJazz。强劲的半导体市场驱动的高需求，公司 2021 年总营收 15.98 亿美元，与 2020 年相比增长 8.25%。毛利率和净利率也处于波动上升状态。

三、SOI 业务引领未来增长，立足科技扩充产能

3.1 SOI 实现自研应用，提供全方位解决方案

半导体硅片产品按照制造工艺可分类为：抛光片、外延片和绝缘体上硅片 SOI。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。

抛光片是应用范围最广、最基础的硅片。单晶硅晶棒生产出来后，从晶棒的圆柱状单晶硅切割成厚度约 1mm 的薄片，然后对其进行抛光镜面加工，就得到了表面平滑的抛光片。通常广泛用于生产功率器件、CPU/GPU 等 逻辑芯片、FLASH/DRAM 存储芯片和模拟芯片等。外延片也是经过抛光片加工而来，通过直接在抛光片表面 直接应用气相生长技术，抛光片表面外延出单晶结构层，其表面将比经切割而来的抛光片更加平滑。SOI 晶圆 片有三层结构，是由两片抛光片夹着一层绝缘的氧化膜而形成的硅圆片。SOI 最大的优势在于较高的整合度， 因为结构较多，因此可实现较为复杂的电路结构，从而大大减少了芯片制造的工序与成本；另外 SOI 也具有低 能耗、高速、高可靠性等优势。适合在要求耐高压，低耗能，高速通信及射频电路等芯片上，比如 MEMS、RF 射频等。

SOI 硅片市场小而精，中国大陆市场增速显著高于全球平均水平。目前比较广泛使用且比较有发展前途的 SOI 的材料主要有注氧隔离的 SIMOX(Separation by Implanted Oxygen)材料、硅片键合和反面腐蚀的 BESOI (Bonding-Etchback SOI) 材料和将键合与注入相结合的 Smart Cut SOI 材料。在这三种材料中，SIMOX 适合于制 作薄膜全耗尽超大规模集成电路，BESOI 材料适合于制作部分耗尽集成电路，而 Smart Cut 材料则是非常有发 展前景的 SOI 材料，它很有可能成为今后 SOI 材料的主流。2018 年至 2020 年全球 SOI 硅片市场销售额从 7.17 亿美元增长至 10.33 亿美元，年均复合增长率 20.03%。

作为 SOI 材料世界级供应商，新傲采用四种技术为客户提供全方位 SOI 解决方案：SIMOX 是注氧隔离技 术的简称。新傲科技采用此技术在普通圆片的层间注入氧离子以形成隔离层。此方法有两个关键步骤：离子注 入和退火。Bonding 通过在硅和二氧化硅或二氧化硅和二氧化硅之间使用键合技术，两个圆片能够紧密键合在 一起，并且在中间形成二氧化硅层充当绝缘层。键合圆片在此圆片的一侧削薄到所要求的厚度后得以制成。在 传统的键合和离子注入技术的基础上，新傲及其合作伙伴发展了制备 SOI 材料的又一种方法：Simbond。即在 硅材料上注入离子，产生了一个分布均匀的离子注入层。此层用来充当化学腐蚀阻挡层，可对圆片在最终抛光 前器件层的厚度及其均匀性有很好的控制。采用新傲所首创的 Simbond 技术制备的 SOI 硅片具有优越的 SOI 薄 膜均匀性，同时也能得到厚的绝缘埋层。Smart Cut™技术是世界领先的 SOI 制备技术，第一步热氧化，第二步 是在圆片中注入氢，第三步清洗& Bonding，第四步切割，第五步：退火&研磨，抛光及腐蚀减薄两片圆片达到 所要求的厚度。

作为特殊硅基材料，SOI 硅片生产工艺更复杂、成本更高、应用领域更专业，全球范围内仅有 Soitec、信越 化学、环球晶圆、SUMCO 和沪硅产业等少数企业有能力生产。沪硅产业集团掌握了 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。子公司新傲科技和 Okmetic 是国际 200mm 及以下尺寸 SOI 硅片的主要供应 商之一，技术处于全球先进水平。

3.2 新型终端需求旺盛，技术卡位助力 SOI 增长

新兴终端应用推动高端硅基材料技术向大尺寸发展，SOI 硅片作为高端硅基材料的一种，具有寄生电容小、 短沟道效应小、低压低功耗、高性能等优势。作为与体硅工艺并驾齐驱的差异化技术发展路线，以格罗方德、 意法半导体、TowerJazz、台积电、中国台湾联华电子、中芯国际等为代表的国内外芯片制造企业已建设基于 SOI 工 艺的芯片制造生产线。SOI 硅片主要应用于智能手机、WiFi 等无线通信设备的射频前端芯片，亦应用于汽车电 子、功率器件、传感器等产品。未来，随着 5G 通信技术的不断成熟，新一轮智能手机更新换代即将到来，以 及自动驾驶、车联网技术的发展，SOI 硅片需求将持续上升。

近年来，随着 5G 通信、物联网、人工智能成为新兴应用的主流趋势，SOI 技术高性能、低功耗的优势愈 发凸显，上述技术的广泛应用在带动 SOI 硅片需求量大幅增加的同时，也对基于 SOI 硅片的芯片性能和集成度 提出了更高要求。以 5G 通信技术应用场景下的射频前端芯片为例，与 2G、3G、4G 通信技术相比，5G 通信技 术的频段数量大幅增加，与通道数量密切相关的开关、滤波器的数量均明显增加，在满足新一代低噪放需求的 同时，也对相关芯片的集成度提出了更高的要求。海外多家芯片公司，比如 Synaptics、恩智浦等，也分别于 2019 年推出基于 22nm 或 28nm SOI 工艺的芯片产品。在 5G 通信、物联网、人工智能、硅光子技术等应用的需求和 技术驱动下，SOI 技术已逐步由 200mm 向 300mm 发展。与此同时，全球以及中国 SOI 生态环境逐步完善，SOI 硅片特别是 300mmSOI 硅片市场开始迎来巨大的发展机遇。新傲科技的高端硅基 SOI 材料研发和产业化曾荣获 “国家科学技术进步一等奖”、“上海市科学技术进步一等奖”和“中科院杰出科技成就奖”，推进了我国半导体关键材料生产技术“国产化”的进程。

精选报告来源：【未来智库】。

Okmetic 的 SOI 硅片产品在 MEMS 和传感器领域应用广泛。除了高电阻率的 BSOI 硅片带来低成本和高 性能外，公司的 C-SOI®工艺能够制造极薄和极厚的薄膜，扩大了设备设计和加工的多样性。带有薄膜的 C-SOI 硅片广泛应用于压力传感器、硅麦克风和超声换能器。具有较厚膜的 C-SOI 硅片为惯性传感器（陀螺仪、加速 度计、IMU）、微镜和其他光学器件等提供了显著的优势。Okmatic 自 2006 年以来一直为汽车惯性传感器提供 C-SOI 硅片，已达到了最严格的质量标准。根据设计的不同，薄膜或厚膜都可以用于微流体设备，如喷墨头、 定时设备和其他谐振器以及 IC 和 MEMS 工艺集成。Okmetic 的 E-SOI®产品具有前所未有的性能。Okmetic 自 2006 年以来一直为硅麦克风提供 BSOI 硅片。近年来，因为厚度均匀的特性优势，E-SOI 硅片在麦克风中的应 用越来越多。E-SOI 的器件层厚度可在 1.0µm~>µm~100µm 之间自由调节，且厚度公差低至±0.1µm。埋置的氧 化层厚度可在 0.5 ~ 3µm 之间自由调节。由于其高度均匀的器件层，E-SOI 硅片是高要求应用的理想平台，如硅 光子学，硅计时器件，HV BCD 器件和高精度硅基 MEMS 传感器等。E-SOI 硅片主要用于硅光子学领域，这是 一个快速发展的技术领域，包括光模块、光传感器和激光雷达系统设备。

公司通过与 Soitec 建立合作关系，掌握了 SOI 硅片领域最前沿的 Smart CutTM 生产技术。Soitec 是全球第 七大半导体硅片制造商，也是全球最大的 SOI 硅片制造商，产品包裹 200-300mm DIGITAL-SOI（数字 SOI）、 RF-SOI（射频 SOI）、FD-SOI（全耗尽 SOI）、Power-SOI（功率 SOI）、Photonics-SOI（光学 SOI）、Imager-SOI （影像 SOI）等。Smart CutTM 是目前全球最先进的薄膜 SOI 硅片生产工艺之一，是 Soitec 独有的专利技术。 2018 年 12 月，沪硅产业子公司新傲科技与 Soitec 签订了《经修订与重述许可与技术转让协议》，约定自 2019 年 1 月 1 日起 6 年内，授权新傲科技使用 Smart Cut 生产工艺有关的专利、版权、商标等无形资产，新傲科技可 以利用该授权在中国（除中国台湾以外的所有地区）使用 Smart CutTM 技术生产 SOI 硅片，并进行研发与技术 改进。Soitec 在全球仅授权 3 家公司使用该技术，除新傲科技以外，还包括信越化学和环球晶圆。新傲科技通 过与 Soitec 的合作，成为大陆唯一具有 Smart CutTM 生产技术的企业， 公司采用该技术生产的 SOI 硅片技术指 标已达到国内领先水平。

四、投资分析

4.1 大硅片正片率大幅提升，扩产应对高景气周期

公司 300mm 硅片产品在技术上实现了 14nm 及以上工艺节点的全覆盖，在市场上实现了国内 300mm 芯片 制造企业的全覆盖，在下游应用上实现了逻辑芯片、图像传感器片、功率芯片以及包括 DRAM、3D-NAND、 NOR Flash 在内的存储芯片等主流芯片类型的全覆盖。公司 200mm 及以下半导体硅片（含 SOI 硅片）认证的 产品数量持续增加。300mm 硅片在《20-14nm 集成电路用 300mm 硅片成套技术开发与产业化》、《300mm 无缺 陷硅片研发与先进制造》等重大项目的研发和产业化带动下，报告期内产品认证工作也获得了较大进展。公司 《40-28nm 集成电路用 300mm 硅片成套技术开发与产业化》项目于 2020 年 9 月通过国家 02 专项验收，全面完 成了项目任务，并在该项目的支持下实现了 28nm 以上工艺节点全覆盖，并商业化量产供货。公司以《20-14nm 集成电路用 300mm 硅片成套技术开发与产业化》项目为基础，于报告期内完成 14nm 逻辑产品用硅片的技术 认证，具备了 14nm 硅片的批量供应能力。公司还成功研发 19nm DRAM 用硅片并展开验证，128 层 3D NAND 用硅片认证也取得了较好的阶段性进展。公司 64 层 3D NAND 在报告期内大批量出货。

沪硅产业发布定增预案显示，拟定增募集 50 亿元，总投资 82.5 亿元加码高端硅片研发与制造。其中拟投 资 46 亿元，建设月产能 30 万片的 300mm 高端硅片项目，4 年达产实现年均 19.5 亿元收入；拟投资 21.4 亿元， 建设 40 万片的 300mm 高端硅基材料(SOI)项目，5 年达产实现营收 14.7 亿元。本募投项目建设将有助于公司填 补国内各种类 300mm 高端硅基材料技术能力的空白，为我国半导体产业的差异化发展路线奠定基础。

4.2 涨价驱动盈利能力大幅改善，收入规模将持续扩大

高景气周期：硅片供应紧缺，厂商毛利率持续攀升，预计涨价持续三年以上

1） 产能吃紧状况已从晶圆代工蔓延至上游材料供应链，供需关系失衡，硅片供应商纷纷表示供应吃紧并 宣布调涨价格，去年各厂商毛利率季度持续攀升。半导体硅片大厂 SUMCO 的半导体硅片订单已排到 2026 年，公司预计在 2022 至 2024 三年间每年价格平均上调 10%，并预计于 2025 至 2026 年价格持平。

2） 按照 2021 年全球硅片市场规模 126 亿美金，沪硅产业占比 3.08%，随着公司远期 12 寸硅片月产能扩产 达到 100 万片，公司市场占有率有望提升 6%以上，根据全球前五家硅片盈利能力及平均值测算，我们 预计随着未来公司 300mm 硅片的毛利率有望达到 35%，净利率有望达到 20%。

核心观点：产能利用率提升+持续扩产，收入规模将持续扩大

1） 我们把沪硅产业业务分为三部分，300mm 硅片（上海新晟），Okmetic（SOI 硅片、抛光片），新傲科技 （SOI 硅片、外延片），2021-2023 年，一期月产能 30 万片满产，二期月产能 30 万片在爬坡；8 寸抛光 片产能为 20 万片/月，SOI 产能为 2 万片/月，同时把小尺寸（4-6 寸）通过技改成 8 寸，新傲科技 8 寸 外延片产能为 20 万片/月，SOI 产能为 3 万片/月，产能利用率持续提升。

2） 产能持续扩张，收入规模将持续扩大：未来沪硅预期 300mm 硅片扩产月产能 100 万片，新傲科技 12 寸的 SOI 硅片年产将达到 40 万片，以及 Okmetic 和新傲科技产能利用率进一步提升，预期收入规模将 持续扩大。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站