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贝博ballbet体育一|输了被罚让别人玩一个月|文看懂半导体行业基石:硅片

发布日期:2024-10-02 08:25 浏览次数:

  半导体材料是芯片制作的基底ღ★✿,制作半导体的材料繁多ღ★✿,目前主要以硅基和化合物材料共生共存的半导体材料格局ღ★✿。常见的半导体材料有硅ღ★✿,砷化镓ღ★✿,氮化镓和碳化硅ღ★✿。随着科学技术的发展高端晶片核心技术ღ★✿,硅材料在半导体制作上逐渐趋向物理极限ღ★✿,因此无法满足一些超高规格电子产品对高功率ღ★✿,高频率和高压等苛刻条件ღ★✿。目前ღ★✿,可以通过以硅材料为衬底输了被罚让别人玩一个月ღ★✿,化合物材料在硅材料外延生长制成单晶片ღ★✿,也能满足射频芯片ღ★✿、功率器件对高频ღ★✿、高压ღ★✿、高功率的需求ღ★✿,这在一定程度上缓解了硅材料性质的劣势ღ★✿。

  相比于其他半导体材料ღ★✿,硅材料有着更大的应用领域与需求量ღ★✿。硅半导体主要运用于逻辑器件ღ★✿、存储器ღ★✿、分立器件输了被罚让别人玩一个月ღ★✿。化合物半导体如砷化镓ღ★✿,氮化镓和磷化铟等ღ★✿,主要应用于光电子ღ★✿、射频ღ★✿、功率等具备高频贝博ballbet体育ღ★✿、高压ღ★✿、高功率特性器件ღ★✿。在目前的电子产品应用中ღ★✿,对化合物材料的需求远低于硅材料ღ★✿,仅有军工ღ★✿、安防ღ★✿、航天 等少部分需要超高规格的应用领域ღ★✿,才需采用化合物单晶材料ღ★✿。

  即使目前半导体材料已发展至第三代ღ★✿:碳化硅ღ★✿、氮化镓和金刚石等ღ★✿,但主流依旧以硅材料为主ღ★✿,90%以上的半导体产品以硅元素制作ღ★✿。主要因为硅元素具有以下优势ღ★✿:1)安全无毒ღ★✿,对环境无害ღ★✿,属于清洁能源ღ★✿。2)天然绝缘体ღ★✿,可通过加热形成二氧化硅绝缘层ღ★✿,防止半导体漏电现象ღ★✿,因此在晶圆制造时减去表面沉积多层绝缘体步骤ღ★✿,降低晶圆制造生产成本ღ★✿。3)储量丰富ღ★✿,硅元素在地壳中占到27.7%ღ★✿,降低半导体的材料成本ღ★✿。4)制作工艺成熟ღ★✿,以硅材料制作的半导体硅片技术发展ღ★✿,从1970年的2英寸硅片进步至2020年的18英寸硅片ღ★✿。经过长时间的发展ღ★✿,与其他半导体材料相比较ღ★✿,硅材料的应用技术更加成熟且更具有规模效益ღ★✿,在这样的条件下ღ★✿,硅材料显得“物美价廉”ღ★✿,这样的特质给予了硅材料不可替代的行业地位ღ★✿。

  半导体硅片是半导体产业链的上游ღ★✿,是制作芯片的核心材料ღ★✿,贯穿了芯片制作的全过程ღ★✿,半导体硅片的质量和数量不仅 是制造芯片的关键材料ღ★✿,同时也制约下游终端领域行业的发展ღ★✿。

  在硅片产业链中ღ★✿,上游为原材料硅矿ღ★✿,中游为硅片制造商ღ★✿,有较强的议价权ღ★✿,下游是芯片制造商ღ★✿。上游硅矿原材料丰富ღ★✿,议价权较弱ღ★✿。与此相比输了被罚让别人玩一个月ღ★✿,硅片制造商在硅片制作过程中ღ★✿,需要精密的机器设备ღ★✿,成熟的工艺流程和优秀的技术人才做支撑贝博ballbet体育ღ★✿,才能制作出符合条件的优质硅片ღ★✿,因此硅片制造商对机器ღ★✿,工艺流程和技术人才的掌握至关重要ღ★✿。而唯有满足这些条件的硅片制造商ღ★✿,才有能力为下游芯片制造商提供符合条件的硅片ღ★✿。同时ღ★✿,硅片要经过下游芯片制造商的认证ღ★✿,才能发生订单交易ღ★✿。因此ღ★✿,满足客户认证且有较高技术工艺的硅片制造商ღ★✿,可替代性越弱ღ★✿,有着较强的议价权ღ★✿。

  在半导体产业链中ღ★✿,上游主要为芯片的制造原材料和制造芯片的关键设备ღ★✿,如光刻机ღ★✿,刻蚀机ღ★✿、薄膜沉积设备ღ★✿,中游为芯片制造商ღ★✿,下游分别对应终端领域应用厂商ღ★✿,如智能手机ღ★✿,AI和IOTღ★✿。上游的晶圆原材料和关键设备有较强的议价权ღ★✿,主要因为晶圆原材料和关键设备的制造ღ★✿,有着较高的技术壁垒ღ★✿,可替代性弱ღ★✿。中游芯片制造主要为ღ★✿:IC设计ღ★✿,IC制造和IC封测ღ★✿。IC设计厂商根据客户要求设计芯片ღ★✿;IC制造商主要将IC设计商的电路图刻蚀至半导体硅片ღ★✿;IC封测主要是对芯片进行封装和测试ღ★✿。目前ღ★✿,中游厂商分为三种模式ღ★✿:IDM(一体化),Fabless(IC设计与销售)和Foundry(IC制造与封测)ღ★✿。IC设计所占有的利润最高ღ★✿,但IC制造议价权较强ღ★✿,主要在于IC制造的前道制造和后道封测也有较高的技术壁垒ღ★✿,因此对于下游终端应用商ღ★✿,IC制造商和IC封测商的可替代性低ღ★✿,议价权强ღ★✿。

  半导体产业中最下游终端应用领域主要围绕ღ★✿:5G通讯ღ★✿,IOTღ★✿,智能手机ღ★✿,汽车和AI等ღ★✿,这些领域的发展带动半导体硅片需求量上升ღ★✿。通过前面的分析ღ★✿,半导体硅片芯片制造的基础ღ★✿,而芯片是终端应用的不可或缺的电子元件ღ★✿,因此这些下游终端应用的技术革新ღ★✿,带动了对中游芯片需求的上升ღ★✿,从而推动了硅片需求量的增加ღ★✿。而下游终端的发展ღ★✿,倚靠上游硅片的供给ღ★✿,只有合格的硅片才能为芯片的制作打下稳固的地基ღ★✿,为下游终端提供良好的芯片ღ★✿。

  半导体硅片的纯净度ღ★✿、表面平整度ღ★✿、清洁度和杂质污染程度对芯片有着极其重要的影响ღ★✿,因此半导体硅片制造极为重要ღ★✿。半导体硅片制造主要可分为以下几个步骤ღ★✿:

  晶体生长ღ★✿:为了达到集成电路对硅晶圆的平坦度和均匀度ღ★✿,首先用单晶炉对多晶硅原料高温加热ღ★✿,再通过对速度财经新闻ღ★✿,ღ★✿,温度和压力等参数的调整ღ★✿,拉升出圆柱状的硅晶棒ღ★✿;

  整型ღ★✿:得到硅晶棒后ღ★✿,对其进行整型处理ღ★✿。首先ღ★✿,去掉硅晶棒两端ღ★✿,检查电阻确定整个硅晶棒达到合适的杂质均匀度ღ★✿,接着对硅晶棒进行径向研磨ღ★✿,得到一定大小的硅晶棒直径ღ★✿;

  磨边和倒角ღ★✿:对硅片的两面进行机械磨片ღ★✿,去除切片时留下的损伤并使硅片两面平坦且高度平行ღ★✿。接着对硅片的边缘进行抛光与修整处理ღ★✿,去除边缘的裂缝或裂痕ღ★✿,使硅片边缘充分光滑ღ★✿;

  刻蚀ღ★✿:通过化学溶液对硅片表面进行腐蚀和刻蚀ღ★✿,除去切磨后硅片表面的损伤层和沾污层ღ★✿,改善表面质量和提高表面平整度ღ★✿;

  在硅片的制造过程中ღ★✿,技术人员ღ★✿,制造设备和工艺流程是关键因素ღ★✿。技术人员对设备的操作和监测的熟练度ღ★✿,设备所能制造出硅片规格的精密度ღ★✿,工艺流程的成熟度ღ★✿,影响硅片制作出厂的优良程度ღ★✿。其中ღ★✿,关键的机器设备有单晶炉ღ★✿,CMP抛光机和量测设备ღ★✿。为了改变硅的导电性ღ★✿,通过单晶炉对多晶硅进行加工ღ★✿,改变多晶硅的导电性和各向异性方面ღ★✿。单晶炉主要考虑热场+炉子设计+拉晶工艺三个因素ღ★✿,好的热场和拉晶炉能够给予较宽ღ★✿,较稳定和扛干扰性强的拉晶工艺窗口ღ★✿,从而大大增加晶体生长的良品率贝博ballbet体育ღ★✿。CMP抛光机结合了精密机械和化学反应ღ★✿,对硅片进行抛光处理ღ★✿,硅片平整度会影响后续芯片制作的良品率和性能ღ★✿。量测设备用于把控硅片的质量ღ★✿,并优化制程提升硅片良品率ღ★✿。量测设备是穿插于各个硅片制程之间ღ★✿,通常为各个品质检测站ღ★✿,分别进行检测硅片的电阻率ღ★✿、导电形态和结晶方向等项目ღ★✿。

  在摩尔定律和成本的影响下ღ★✿,大规格硅片是硅片发展的主流趋势ღ★✿。根据摩尔定律ღ★✿,由于信息技术的发展ღ★✿,当价格不变时ღ★✿,集成电路上可容纳的元器件的数目ღ★✿,约每隔18-24个月便会增加一倍ღ★✿,性能也将提升一倍ღ★✿。同时ღ★✿,由于硅片越大ღ★✿,单位硅片所装载芯片越多ღ★✿,每块芯片的加工和处理时间减少ღ★✿,大大提高了设备生产效率ღ★✿;同时ღ★✿,边缘硅片浪费减少ღ★✿,生产成品率提高ღ★✿,从而降低了芯片的单位制造成本ღ★✿。因此在成本和摩尔定律的驱动下ღ★✿,未来硅片会往大硅片发展ღ★✿。目前硅片*规格可达450mmღ★✿,但受到应用领域和技术的影响ღ★✿,还未能成功商用ღ★✿,因此产量难以达到放量ღ★✿,主流硅片依旧以200mm与300mm为主导ღ★✿。

  规格不同的硅片ღ★✿,应用领域有所不同ღ★✿,其中200mm和300mm规格的硅片应用范围广阔ღ★✿。规格为200mm及以下的硅片在在制作高精度模拟电路ღ★✿、射频前端芯片ღ★✿、嵌入式存储器ღ★✿、CMOS 图像传感器ღ★✿、高压MOS 等产品方面ღ★✿,有更成熟和广泛的应用ღ★✿。这类产品对应的下游主要为汽车电子ღ★✿、工业电子等终端市场ღ★✿。200mm硅片在功率器件ღ★✿、电源管理器ღ★✿、非易失性存储器ღ★✿、MEMSღ★✿、显示驱动芯片与指纹识别芯片方面发挥作用ღ★✿。这类产品主要应用于移动通信ღ★✿、汽车电子ღ★✿、物联网及工业电子领域ღ★✿。300mm硅片需求主要源于存储芯片输了被罚让别人玩一个月ღ★✿、通用处理器ღ★✿、FPGAღ★✿、ASICღ★✿、图像处理芯片等ღ★✿,对应的下游有智能手机ღ★✿、计算机ღ★✿、云计算ღ★✿、人工智能输了被罚让别人玩一个月ღ★✿、SSD 等高端领域ღ★✿。

  半导体行业呈现明显周期性变化ღ★✿,行业景气度受宏观经济影响ღ★✿。从数据变动趋势来看ღ★✿,半导体行业销售规模与GDP呈现同向变动趋势ღ★✿,行业周期约为3-5年ღ★✿。在之前的产业链分析中ღ★✿,半导体行业是受到终端应用领域需求的影响ღ★✿,而GDP作为衡量国民经济指标ღ★✿,在一定程度上反映了整个经济环境和消费需求的冷热程度ღ★✿,因此ღ★✿,GDP的变动直接影响终端领域的需求ღ★✿,间接影响到半导体行业的需求贝博ballbet体育ღ★✿。根据周期性变化和终端应用领域的技术革新ღ★✿,将半导体行业分为5个阶段ღ★✿:

  根据Granter数据显示ღ★✿,全球半导体行业收入增速呈现下降趋势ღ★✿,预计未来行业收入增速有所上升ღ★✿。2017年至2019年半导体行业销售增速分别为21.55%ღ★✿,14.44%和7.15%,过去行业增长主要赖以智能手机ღ★✿,IOT和云技术等应用的扩增ღ★✿。2019年增速持续下滑ღ★✿,除受到周期性的行业下行和中 美贸易摩擦的急速恶化ღ★✿,还有智能手机需求持续减少ღ★✿。在不考虑疫情的情况下ღ★✿,据Granter2019年预测ღ★✿,2020年至2022年半导体行业收入增速分别为-1.25%,1.01%和5.53%ღ★✿。主要推动力来源于现有产品的持续强化ღ★✿,如5G通讯ღ★✿,人工智能,汽车和电子行业的技术革新ღ★✿,以及半导体行业景气度有所回升ღ★✿。

  2020年突发“黑天鹅事件”新冠状病毒出现ღ★✿,各国推出“居家隔离”和“出行禁令”的政策ღ★✿,对全球半导体行业产业链造成巨大的影响ღ★✿。根据IDC 2020年预测ღ★✿,2020年全球半导体行业收入有四种情况ღ★✿:从最坏的减少12%或更多到*的增长6%或更多ღ★✿,影响时间从最坏的9-12个月到短期的1-3个月ღ★✿。目前受到疫情影响ღ★✿,宏观经济下行趋势明显ღ★✿,终端市场需求将被影响ღ★✿,若经济进一步恶化ღ★✿,引发失业潮ღ★✿,对产业上游半导体行业有着利空影响ღ★✿。同时ღ★✿,全球供应链受到“疫情政策”的影响ღ★✿,也对半导体行业产生负面影响ღ★✿。

  半导体硅片销售收入增速在2018年以前呈现升趋势ღ★✿,2019年的收入增速巨幅下降ღ★✿。2016-2017年收入增速分别为0.1%ღ★✿,20.7%和31.0%ღ★✿,2019年收入增速骤降至-1.8%ღ★✿。2019年骤降主要是受中 美贸易摩擦急剧恶化以及智能手机需求疲软的影响ღ★✿。

  目前半导体硅片市场集中度极高ღ★✿,前五大半导体硅片制造商市场份额高达92%ღ★✿,其中日本产商市场份额超过50%ღ★✿,行业市场处于垄断格局ღ★✿。前五大硅片制造商依次为日本信越化学ღ★✿,日本Sumcoღ★✿,德国Siltronicღ★✿,台湾环球晶圆和韩国SK Siltronღ★✿。其中日本厂商的市场份额总共占据52%,超过了半导体硅片市场份额一半ღ★✿。日本在半导体研发和材料行业一直处于*地位ღ★✿,拥有包括东芝ღ★✿、索尼和瑞萨电子等在内的半导体巨头ღ★✿,Sumco和信越化学等在内的半导体材料巨头ღ★✿。这样的产业格局给予日本更多产业链上的优势ღ★✿。

  半导体硅片行业是一个技术密集型行业ღ★✿,具有研发投入高ღ★✿,研发周期长ღ★✿,研发风险大的特点ღ★✿。随着终端领域产品的不断发展ღ★✿,对半导体硅片的要求也在不断提高台积电优势ღ★✿,如果公司不能持续研发投入ღ★✿,在关键技术上无法突破ღ★✿,或新产品技术无法达到要指标要求ღ★✿,公司将面临与先进公司差距扩大ღ★✿,半导体硅片被市场淘汰的风险ღ★✿。

  由于半导体硅片需要极高的研发投入和研发周期ღ★✿,因此在研发上需要长时间投入资金对高精尖人才和机器设备等投入支持ღ★✿。对于高精尖人才ღ★✿,需要有高薪避免人才流失的风险ღ★✿。优质的机器设备普遍成本昂贵贝博ballbet体育ღ★✿,公司除了面临大额的资金投入风险外ღ★✿,还面临营业收入无法消化大额固定资产投入ღ★✿,导致业绩下滑的风险ღ★✿。

  半导体硅片还面临客户认证壁垒ღ★✿。半导体硅片是芯片制造的核心材料ღ★✿,芯片制造商对半导体硅片的品质有极高的要求ღ★✿,因此对选择半导体硅片制造商会十分慎重ღ★✿。按照行业的惯例ღ★✿,芯片制造商会先对半导体硅片进行认证晶圆制程ღ★✿,ღ★✿,只有认证通过的硅片制造商会被纳入供应链ღ★✿,而一般认证周期最短也需要12-18个月ღ★✿,所以一旦认证通过ღ★✿,芯片制造商不会轻易更换供应商ღ★✿。

  从全球半导体产业的发展历程来看ღ★✿,半导体产业起源于上世纪50年代ღ★✿,美国是半导体产业的缔造者ღ★✿,其发展历史可追寻到 19 世纪 30 年代ღ★✿,所以美国在相关领域具有重要话语权ღ★✿。随后ღ★✿,日本半导体产业发展日益赶超美国ღ★✿,在1970s-1980s完成*次由美国到日本的产业转移ღ★✿。在20世纪70—80年代爆发了日美半导体摩擦ღ★✿,异常激烈且旷日持久ღ★✿,被称为“半导体战争”ღ★✿。美国试图通过贸易战迫使日本开放市场和让渡经济利益半导体产业链ღ★✿,ღ★✿,从战略上遏制日本对美国的技术追赶ღ★✿。美国还利用市场武器ღ★✿,大量培植对手的对手ღ★✿:在90年代中后期ღ★✿,韩国和台湾地区的芯片和电子产品开始大规模涌进美国和世界市场ღ★✿,对日本构成全面挑战ღ★✿。最终ღ★✿,第二次产业转移至韩国和台湾地区ღ★✿。日本不堪外部压力和内部的投资不足ღ★✿,逐步失去半导体行业的*地位ღ★✿,目前依靠产业优势半导体材料延续往日的辉煌ღ★✿。

  萌芽ღ★✿:“官产学”模式助力日本半导体行业发展ღ★✿。1972年ღ★✿,日本企业能生产1K比特的DRAMღ★✿,而当时IBM推出的新系统需要比1K比特大出1000倍的1M比特的产品ღ★✿,日本企业一度陷入绝望ღ★✿,为了将容量从1K提升到1Mღ★✿,日本政府采取“官产学”的模式ღ★✿。日本政府主要通过组合五家日本大型半导体企业(日本电气ღ★✿、东芝ღ★✿、日立ღ★✿、富士通和三菱电机)以及日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所签署组成VLSI 研究协会ღ★✿,即研究联合体ღ★✿。在资金方面ღ★✿,日本政府给予协会大力支持ღ★✿。1976年至1980年ღ★✿,日本通产省补助金总支出达到592亿日元ღ★✿,其中用于支持VLSI研究协会的资金达到291亿日元ღ★✿,占总支出49.2%ღ★✿。VLSI研究协会四年的总支出达到737亿日元ღ★✿,其中39%由日本通产省补助ღ★✿。在VLSI协会的框架下ღ★✿,除公司自有实验室外ღ★✿,研究协会基于各公司又成立6个联合实验室ღ★✿,各个实验室对不同技术方面进行研究ღ★✿。在VLSI协会的协调发展下ღ★✿,日本成功研发出许多新技术ღ★✿,为日后的竞争铺平了道路ღ★✿。

  崛起ღ★✿:DRAM使日本半导体产业走向*ღ★✿。到上世纪80年代ღ★✿,步入存储器ღ★✿、大型主机的时代ღ★✿,日本汽车产业和全球大型计算机市场的快速发展ღ★✿,DRAM的需求剧增ღ★✿,日本半导体行业抓住了这次机遇ღ★✿。得益于VLSI协会的发展ღ★✿,日本在DRAM方面已经取得了技术*ღ★✿,日本企业此时凭借其大规模生产技术ღ★✿,取得了成本和质量上的优势ღ★✿,并通过低价促销的竞争战略ღ★✿,快速渗透美国市场和世界市场ღ★✿。1986年日本DRAM市场份额达到70%ღ★✿,取代了美国成为DRAM主要供应国ღ★✿。

  衰落ღ★✿:爆发“美日半导体战争”ღ★✿,第二次产业转移至韩国和台湾ღ★✿,日本半导体产业逐渐没落贝博ballbet体育ღ★✿。到上个世纪90年代ღ★✿,进入PC时代ღ★✿,手提电脑的出现导致半导体零部件的需求变得更加旺盛ღ★✿。美国惊觉日本半导体产业已经超过美国ღ★✿,并抢占了美国企业的市场份额ღ★✿,开始对日本的半导体产业进行打压ღ★✿。而日本在内部经济发展停滞导致投资和需求不足和外部美国打破贸易保护的双重压力下ღ★✿,逐渐失去*优势ღ★✿,截止2000年ღ★✿,日本DRAM份额已跌至不足10%ღ★✿,日企纷纷败退ღ★✿。日本落后的直接原因在于ღ★✿:

  1.该时期的日本过分专注于高质量DRAMღ★✿,错失个人PC发展机遇ღ★✿。日本专注于产品的良品率ღ★✿,相比之下ღ★✿,韩国更注重产品的吞吐量和稼动率ღ★✿,这样的产品具有更低廉的价格ღ★✿,迎合了个人PC的需求ღ★✿。1984年ღ★✿,个人计算机销售额实现对大型机销售额的反超ღ★✿。由于无法很好地迎合下游需求ღ★✿,90 年代开始ღ★✿,日本半导体产业日渐式微ღ★✿。

  2.在PC崛起&政策扶持&新型生产的背景下ღ★✿,抓住机遇的韩国ღ★✿、台湾地区义军突起ღ★✿,ღ★✿。在美国忙于打击日本半导体产业时ღ★✿,韩国政府在美国的支持下大力义军突起促进韩国半导体产业腾飞ღ★✿:台湾避开半导体竞争红海ღ★✿,直接开创Foundry代工厂新型生产方式ღ★✿,凭借其低廉的人工成本及大量高素质人才ღ★✿,顺应消费级PC的快速发展趋势ღ★✿,取代日本在半导体产业大部分的市场份额ღ★✿。

  转型ღ★✿:半导体材料延续昔日辉煌ღ★✿,其中半导体硅片占据重要的市场地位ღ★✿。虽然日本半导体芯片份额已经萎缩ღ★✿,但是日本半导体硅片产业依旧占据全球半导体硅片产业较大的市场份额(50%+)ღ★✿。半导体硅片作为半导体行业的源头ღ★✿,日本早期在发展芯片时ღ★✿,对半导体硅片也有很大的关注ღ★✿。1970年日本有机硅产量约6000吨ღ★✿,而在1986年产量已经增至愈60000吨ღ★✿,产量增长愈10倍ღ★✿;此外ღ★✿,1979年ღ★✿,日本从有机硅输入国转变为输出国ღ★✿。日本政府在1989年所制定“硅类高分子材料研究开发基本计划”ღ★✿,自1999起十年时间内投资160亿元以确立有机硅单体和聚合物合成与加工基础技术ღ★✿,进一步壮大了日本半导体硅片行业ღ★✿。Sumco在2001年先发研究出300mm半导体硅片ღ★✿,其技术在行业一直被奉为楷模ღ★✿。

  总结ღ★✿:日本政府推出的“官产学”模式ღ★✿,集中专业优势人才ღ★✿,促进企业间相互交流和协作攻关ღ★✿,为之后的竞争铺平了道路ღ★✿。之后ღ★✿,日本抓住大型机对 DRAM 的需求ღ★✿,成功在1986 年超越美国成为全球*的半导体生产大国ღ★✿。90 年代开始ღ★✿,在美国的打压政策以及日本泡沫经济的背景下ღ★✿,日本固执于大型机 DRAM 技术而忽略PCღ★✿、移动通信时代技术的改变ღ★✿,固守于 IDM 模式而负重累累ღ★✿,疲于投资再创新ღ★✿,最终被韩国夺走 DRAM 市场ღ★✿。

  1.半导体行业中ღ★✿,与其说是企业之间的拼杀ღ★✿,不如说是国力的比拼ღ★✿。与其他市场化竞争的行业不同ღ★✿,半导体行业自身有着极强的周期性ღ★✿,需要持续不断的研发投入ღ★✿,这使得纯粹以市场规律运行的商业公司难以凭借一己之力存活下去ღ★✿,因此半导体行业需要大量的政策扶持ღ★✿、协调发展与贸易保护等ღ★✿。日本依靠“官产学”模式和贸易保护ღ★✿,使本国半导体行业能够不断发展ღ★✿,并在1986年超越美国成为全球半导体行业*ღ★✿。韩国依靠一系列政策扶持ღ★✿,促使了韩国半导体行业的腾飞ღ★✿。

  2.在半导体行业中ღ★✿,技术*优势稍纵即逝ღ★✿,企业自身研发能力是不可或缺的灵魂倚靠ღ★✿。日本在七十年代末以举国之力和巨额资金完成了“VLSI”项目从而一举获得了独立自主的核心技术ღ★✿,抓住了大型主机发展带来的机遇ღ★✿,一举超越成为全球*半导体生产国家ღ★✿。然而90年代ღ★✿,日本行半导体行业错失个人PCღ★✿,移动通讯的发展机遇ღ★✿,固步自封于DRAM的发展ღ★✿,最终在美国的打压下ღ★✿,被韩国企业抢占市场份额ღ★✿,到2000年日本DRAM市场份额不足10%ღ★✿。

  目前的半导体硅片的市场份额主要由5家头部企业占据ღ★✿:日本信越化学ღ★✿,日本Sumcoღ★✿,韩国Sk siltronღ★✿,德国siltronic和台湾环球晶圆ღ★✿。然而五大硅片厂商没有一家是美国企业ღ★✿,美国作为全球半导体产业的巨头在硅晶圆领域却如此薄弱输了被罚让别人玩一个月ღ★✿。事实上ღ★✿,硅晶圆这一工业却是由美国首先开创的ღ★✿,曾经美国的雷神公司(Raytheon)和孟山都公司(Monsanto)等都是业内的佼佼者ღ★✿,但最后由于相关业务不断亏损ღ★✿,无法跟上时代的脚步而相继退出该业务ღ★✿。

  虽然日本半导体芯片行业在美国的强力打压下遭到了重挫ღ★✿,但是日本完善的半导体产业链ღ★✿,使日本半导体硅片企业依然坚持在半导体的世界舞台ღ★✿。信越化学和Sumco作为日本半导体硅片制造头部企业ღ★✿,在一定程度上代表了日本半导体硅片产业的发展历程ღ★✿。

  1.对硅片产业中的相关企业进行兼并与收购ღ★✿。半导体硅片行业的发展伴随着巨大的研发和投资开支ღ★✿,因此规模效应所产生的成本优势显得尤为重要ღ★✿,厂商只有通过大规模生产ღ★✿,才能降低固定成本ღ★✿,提升盈利能力ღ★✿;其次ღ★✿,通过兼并收购ღ★✿,厂商可以提高市场集中度ღ★✿,提升产业链的议价能力ღ★✿,以维持相对稳定的盈利能力ღ★✿;最后ღ★✿,并购和兼并拥有成熟技术的企业ღ★✿,在一定程度上完善企业自身的生产产业链ღ★✿。

  2.发挥企业在技术领域的先发优势ღ★✿。除了对有机硅的突破性研究ღ★✿,日本对300mm硅片的研究采取先发策略ღ★✿。日本300mm硅片研究开始于1994-1996年ღ★✿,当时200mm硅片仍占据主导地位ღ★✿,受到成本驱动ღ★✿,300mm大硅片毋庸置疑是未来硅片的发展趋势ღ★✿。日本奉行技术先行的发展战略ღ★✿,于是组织了由电子机械委员会EIAJღ★✿、电子工业振兴协会JEIDAღ★✿、新金属协会JSNMღ★✿、日本半导体装置协会SEAJ和半导体产业研究所SIRIJ组成的“大直径硅片工作小组”ღ★✿,这个小组与全球硅片峰会组织下属的美欧专门工作组ღ★✿、亚洲专门工作组同步成立ღ★✿。在1999年日本Sumco是最早突破300mm技术大关ღ★✿,2000年达到量产ღ★✿。日本300mm硅片技术开发已经处于全球*ღ★✿,尤其在批量生产工艺流程方面已经成为行业的典范ღ★✿。

  随着中国半导体制造生产线的投产ღ★✿,中国半导体技术不断开发提升和下游终端领域的技术革新ღ★✿,中国大陆半导体硅片市场进入飞跃式发展阶段ღ★✿。2016至2018ღ★✿,中国大陆半导体硅片销售额从5.00亿美元上升至9.92亿美元ღ★✿,年均复合增长率高达 40.88%ღ★✿,远高于同期全球半导体硅片的年均复合增长率25.65%ღ★✿。中国作为全球*的半导体产品终端市场ღ★✿,预计未来随着中国芯片制造产能的持续扩张ღ★✿,中国半导体市场的市场份额有望保持提升ღ★✿。半导体硅片作为半导体行业的上游端ღ★✿,也将受到半导体行业带动ღ★✿,有利好影响ღ★✿。

  目前我国大硅片存在需求与供给存在严重的错配ღ★✿。根据品利基金数据ღ★✿,2019年ღ★✿,中国6寸半导体硅片需求2000万片/年ღ★✿,8寸硅片需求1200万片/年ღ★✿,12寸硅片需求750万片/年ღ★✿。对2018-2019年中国大陆半导体制造产线梳理ღ★✿,基于目前产能ღ★✿、未来计划产能ღ★✿、以及投资额度测算ღ★✿,制造厂对12寸硅片的需求ღ★✿:2019年约60万片/月ღ★✿,折合720万片/年ღ★✿。2023年需求约500万片/月ღ★✿,折合6000万片/年ღ★✿。2019年6月ღ★✿,6寸国产化率超过50%ღ★✿,8寸国产化率10%ღ★✿,12寸国产化率小于1%ღ★✿,且国产12寸片在国内晶圆厂中大都为测控片ღ★✿,正片的销售较少ღ★✿。考虑到下半年部分产能释放ღ★✿,2019年我国12寸硅片至少有500万片的缺口ღ★✿。在第三次产业转移的风口下ღ★✿,需求和严重的供给错配为中国大陆发展半导体硅片产业提供了充足动力ღ★✿。

  回顾两次全球半导体产业转移ღ★✿,新兴终端领域的发展革新所带来的发展机遇以及政府扶持赋予后来者赶超机会ღ★✿,深刻地影响了全球半导体产业格局ღ★✿。日本半导体的腾飞ღ★✿,离不开大型机对高质量DRAM的需求ღ★✿;韩国半导体的腾飞ღ★✿,抓住了个人PC对DRAM质量偏好较低成本低廉的需求ღ★✿;台湾地区代工业务的崛起则源于商业模式的重塑ღ★✿:Foundryღ★✿。同时ღ★✿,每一轮产业的成功转移均离不开政府的大力扶持ღ★✿。

  我国半导体硅片行业技术仍存在一定差距ღ★✿,国家出台系列政策推进半导体大硅片技术发展ღ★✿,开启大硅片国产化进程ღ★✿。国家相继出台了多项政策来推动发展和加速国产化进程ღ★✿,将半导体产业发展提升到国家战略的高度ღ★✿,充分显示出国家发展半导体产业的决心ღ★✿。细节上ღ★✿,为全面发展半导体产业输了被罚让别人玩一个月ღ★✿,减少或缩短技术短板ღ★✿,国家制定了一系列优惠政策ღ★✿,几乎覆盖半导体行业整个产业链ღ★✿,其中ღ★✿,半导体硅片也作为国家战略新兴产业ღ★✿,受到政策大力支持ღ★✿。

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