近三年國內(nèi)8英寸硅片供需缺口的情況將大幅改善,12英寸硅片長期依賴進(jìn)口的格局也有望打破。但是現(xiàn)有新建項(xiàng)目的增量仍然無法滿足供需缺口,我們預(yù)計(jì)國內(nèi)大硅片產(chǎn)能投資熱情有望持續(xù)走高,根據(jù)現(xiàn)有項(xiàng)目規(guī)劃統(tǒng)計(jì)的2018年以后的產(chǎn)能投資有望達(dá)到262萬片/月(8英寸)和280萬片/月(12英寸)。多個(gè)晶圓硅片廠的投產(chǎn),將不斷緩解國內(nèi)硅片供需缺口,加快硅晶圓尤其是8英寸硅晶圓的國產(chǎn)化進(jìn)程,推動(dòng)國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和進(jìn)步。
2017-2020年新增產(chǎn)能測算
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芯片制造涉及晶圓制造和晶圓加工。晶圓制造中,從原材料二氧化硅,經(jīng)過硅的純化->多晶硅制造->單晶生長->切片->磨片倒角刻蝕->拋光->清洗->檢測->包裝環(huán)節(jié)得到晶圓。其中,單晶硅的純度對于后續(xù)晶圓加工、芯片良率十分關(guān)鍵,所以晶體生長是最重要的步驟,生長爐設(shè)備的投資額占晶圓生產(chǎn)設(shè)備全部投資額的25%。目前拉直法生產(chǎn)單晶硅(單晶硅棒),單晶硅棒直徑越大,越難拉成,因此尺寸越大,晶圓制造越困難,工藝成本越高。但大尺寸晶圓可以節(jié)約芯片成本,獲得更高盈利,所以未來晶圓制造會(huì)向12寸轉(zhuǎn)移。晶圓加工主要工藝為薄膜生成、光刻、刻蝕、擴(kuò)散、離子注入、金屬濺鍍、測試等。薄膜生成、光刻、刻蝕是為了在晶圓上生成電路。后續(xù)步驟是為了進(jìn)一步完善。最后經(jīng)過切割、黏貼、焊接、模封等步驟,形成廣泛應(yīng)用于電子等領(lǐng)域的芯片。
晶圓制造主要涉足的硅片設(shè)備有熔煉爐、單晶爐、切片機(jī)、倒角、研磨、CMP拋光、測試等設(shè)備。其中單晶爐、拋光機(jī)和測試設(shè)備占比較高,共占設(shè)備投資的70%左右。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣向上,半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入迎來快速增長。2017年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入566.2億美元,同比增長37.0%,中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入82.3美元,同比增長27.4%。
半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入大幅上升
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半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)屬于技術(shù)資本密集型行業(yè),國內(nèi)企業(yè)與國際知名半導(dǎo)體設(shè)備制造企業(yè)在技術(shù)、市場份額方面有較大差距。目前我國設(shè)備的自制率17%左右,且這些設(shè)備主要集中于IC封裝測試設(shè)備,對技術(shù)、資本要求更高的IC制造設(shè)備主要以國外企業(yè)為主。根據(jù)2015年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》、《中國制造2025》,2020年中國IC內(nèi)需市場自制率要達(dá)40%,2025年將進(jìn)一步提高至70%。未來半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。
晶圓制造設(shè)備
設(shè)備 | 設(shè)備金額占比 | 用途 | 主要生產(chǎn)廠商 |
單晶硅生長爐 | 25% | 邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢將硅種拉起,將沒有形態(tài)的單晶硅拉成單晶硅棒 | 德國PVATePlaAG,美國Kayex、QAuantumDesign、GTAdvancedTechnologies、Ferrotec;京運(yùn)通、晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、天龍光電 |
切片機(jī) | 10% | 將晶棒切成薄片,分多線切割、外圓切割、超聲切割、電子束切割和普遍采用的內(nèi)圓切割等 | 臺(tái)灣宜特科技、日本Disco |
倒角機(jī) | 5% | 以成型的砂輪磨削,使硅片邊緣成光滑弧形 | 德國博世、日本日立、浙江博大 |
研磨設(shè)備 | 10% | 使其平整用白剛玉或金剛砂等配制的研磨液去除硅片表面不平處 | Okamoto岡本機(jī)械、Disco、蘭州蘭新、愛立特微電子 |
CMP拋光機(jī) | 15% | 除去表面的損傷層,使硅片表面成為高平整度的鏡面 | 美國應(yīng)用材料、諾發(fā)系統(tǒng)半導(dǎo)體、Rtec、蘭州蘭新 |
清洗設(shè)備 | 10% | 用化學(xué)藥水清洗表面殘留的顆粒 | 美國Valtech、SCREEN(日本網(wǎng)屏)、北方華創(chuàng) |
檢測設(shè)備 | 20% | 檢查硅片外觀、尺寸、純度、電性能、平整度等指標(biāo) | 日本Advanterst,韓國FORTIX |
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我們估算出18/19/20年8英寸硅片新增產(chǎn)能為52/115/95萬片/月(合計(jì)262萬片/月),假設(shè)每萬片投資額0.6-0.8億元,設(shè)備采購額在硅片產(chǎn)能投資額中的占比70%,得到新增產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備空間約21.8/48.3/39.9億元(合計(jì)110.0億元)。同理我們估算出18/19/20年12英寸硅片新增產(chǎn)能為20/60/70萬片/月(合計(jì)150萬片/月),假設(shè)每萬片投資額1.8-2.0億元,得到新增產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備空間約26.6/75.6/88.2億元(合計(jì)190.4億元),總共給硅片設(shè)備帶來300.4億的市場空間。
目前8英寸硅片月需求量約80萬片,我們預(yù)計(jì)2020年月需求可能達(dá)400萬片;目前12英寸硅片國內(nèi)的總需求約為50萬片/月,我們預(yù)計(jì)到2018\2020年月需求為110\240萬片/月。根據(jù)國內(nèi)硅片項(xiàng)目的規(guī)劃和進(jìn)展,2020年8英寸產(chǎn)能337萬片/月、12英寸170萬片/月,考慮到良品率,供給缺口仍然存在,后續(xù)各大硅晶圓廠商可能繼續(xù)擴(kuò)產(chǎn),設(shè)備空間有望再次打開。
硅片設(shè)備空間測算
8英寸 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2018-2020 |
新增產(chǎn)能(萬片/月) | - | 65 | 52 | 115 | 95 | 262.0 |
合計(jì)產(chǎn)能(萬片/月) | 10 | 75 | 127 | 242 | 337 | - |
同比 | - | 650% | 69% | 91% | 39% | - |
成品率 | 65% | 68% | 70% | 75% | 80% | - |
產(chǎn)能供給 | 6.5 | 51.0 | 88.9 | 181.5 | 269.6 | - |
每萬片投資額(億元) | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | - |
硅片設(shè)備新增空間(億元,設(shè)備投資占70%) | - | 31.9 | 21.8 | 48.3 | 39.9 | 110.0 |
12英寸 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2018-2020合計(jì) |
新增產(chǎn)能(萬片/月) | - | 20 | 20 | 60 | 70 | 150.0 |
合計(jì)產(chǎn)能(萬片/月) | 0 | 20 | 40 | 100 | 170 | - |
同比 | - | - | 100% | 150% | 70 | - |
成品率 | 60% | 65% | 68% | 70% | 75% | - |
產(chǎn)能供給 | 0.0 | 13.0 | 27.2 | 70.0 | 127.5 | - |
每萬片投資額(億元) | 2.0 | 2.0 | 1.9 | 1.8 | 1.8 | - |
硅片設(shè)備新增空間(億元,設(shè)備投資額占70%) | - | 28.0 | 26.6 | 75.6 | 88.2 | 190.4 |
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根據(jù)各類設(shè)備重要性和應(yīng)用數(shù)量的差異,我們對于主要設(shè)備的投資規(guī)模占比以及未來幾年所對應(yīng)的市場空間測算如下表所示,其中2018-2020年單晶爐設(shè)備需求總規(guī)模達(dá)75.1億元。
各項(xiàng)設(shè)備空間測算(億元)
- | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E | 2018-2020合計(jì) |
硅片設(shè)備新增空間(8寸和12寸) | 59.9 | 48.4 | 123.9 | 128.1 | 300.4 |
單晶爐(占比25%) | 15.0 | 12.1 | 31.0 | 32.0 | 75.1 |
切片機(jī)(占比10%) | 6.0 | 4.8 | 12.4 | 12.8 | 30.0 |
拋光機(jī)(占比15%) | 9.0 | 7.3 | 18.6 | 19.2 | 45.1 |
清洗設(shè)備(占比10%) | 6.0 | 4.8 | 12.4 | 12.8 | 30.0 |
檢測設(shè)備(占比20%) | 12.0 | 9.7 | 24.8 | 25.6 | 60.1 |
其他(20%) | 12.0 | 9.7 | 24.8 | 25.6 | 60.1 |
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2025-2031年中國硅片設(shè)備行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展戰(zhàn)略研判報(bào)告
《2025-2031年中國硅片設(shè)備行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展戰(zhàn)略研判報(bào)告 》共十章,包含中國硅片設(shè)備優(yōu)勢生產(chǎn)企業(yè)競爭力分析,2024年中國硅片設(shè)備相關(guān)行業(yè)運(yùn)行狀況探析—硅料,2025-2031年中國硅片設(shè)備行業(yè)發(fā)展趨勢與投資預(yù)測分析等內(nèi)容。



