硅晶圆紧缺或延续至2026年,国产厂商能否实现突围?
- 郭紫文
若将2021年半导体产业大事排个名,“缺芯”当之无愧位列榜首。2020年底,芯片短缺首先爆发于汽车市场,随后迅速蔓延至智能手机、家电、安防、消费电子等多个领域。除了对下游市场影响颇深,全球芯片短缺也逐渐传导至上游材料市场。一方面,半导体产业在逆势中仍然保持着较高的景气度,下游市场需求旺盛,持续拉动着上游市场放量增长。从SEMI(国际半导体产业协会)数据来看,2021年全球硅晶圆面积出货量高达141.65亿万平方英寸,同比增长14%。晶圆收入则达到126亿美元,同比增长13%,创下历史新高。

数据来源:SEMI
图源:evertiq
从产能建设角度看,预计2020年至2024年,全球将新建或扩建晶圆厂约85座,其中包括60座12英寸晶圆厂和25座8英寸晶圆产。台积电、三星等主要晶圆代工厂大肆跑马圈地,加大资本支出,扩大产能建设。作为芯片生产制造的基础原料,硅晶圆、光刻胶、电子气体等半导体材料的需求量自然不断攀升。预计到2025年,大部分新建产能将得到全面释放。届时,硅晶圆需求量将维持在较高水平。
在这种趋势下,硅晶圆产能被晶圆厂包揽一空,以满足日益提升的下游市场需求。据全球第二大硅晶圆供应商日本胜高(Sumco)会长桥本真幸表示,该公司至2026年末的硅晶圆产能已经全部售罄,未来五年所有300mm晶圆产能都已被订购,150mm与200mm晶圆需求预计也会持续增长。除了Sumco以外,环球晶圆、台胜科、合晶等硅晶圆厂商均表示,全尺寸硅晶圆产能均满载至明年,8英寸硅晶圆产能严重吃紧。Sumco预测,2026年全球12英寸硅晶圆需求量有望达到1100万片/月,全球硅晶圆供不应求状态将持续至2026年。
涨价、扩产或成为常态
需求拉动下,半导体硅晶圆迎来涨价潮。早在2020年底,环球晶圆便全面调高现货价格。2021年,环球晶圆、台胜科、合晶、信越化学等厂商陆续涨价10%至20%,预计2022年硅晶圆长约比重与价格都有望重回巅峰。与此同时,国产厂商立昂微和沪硅产业也纷纷调涨。Sumco表示,2021年硅晶圆价格同比上涨10%,而这种涨势至少会持续到2024年。
价格调涨的同时,各个硅晶圆供应商也在积极扩建产能。环球晶圆表示,在收购德国世创失败之后,预留35.9亿美元收购资金将全部用于扩大自身产能。去年9月,Sumco宣布投资2287亿日元,增产300mm硅晶圆。除了建设新工厂外,还将通过积极的设备投资进一步提高竞争力。此外,韩国硅晶圆制造商SK集团也宣布了大规模投资计划,预计至2025年将在尖端材料领域投入5.1亿韩元,其中7000亿韩元将用于扩大碳化硅晶圆。
国外硅晶圆厂商积极投资扩产的同时,国内企业也紧盯市场需求,不断通过增资、收购或IPO等方式扩大产能建设。近日,沪硅产业通过募资扩产,将12英寸大硅片产能提升至60万片/月,进一步提升了12英寸硅晶圆技术能力和生产规模。今年2月初,立昂微宣布拟收购国晶半导体58.69%股权,进一步扩大12英寸硅片产能,加强轻掺抛光硅片业务。去年9月,中环股份90亿定增获批,全力扩产50GW G12大尺寸硅晶圆。
在数字经济转型升级趋势下,半导体产业链对于硅晶圆等上游材料需求量旺盛。从国内外厂商的动作来看,涨价、扩产已经成为半导体硅晶圆产业的常态。在这种趋势下,SEMI预计2022年全球硅晶圆出货量将达到148.96亿万平方英寸。未来三年,全球硅晶圆出货量将持续突破历史高度,不断增长。
国产替代空间广阔
作为半导体产业的核心原材料,硅晶圆的提纯和加工技术门槛极高,全球半导体硅晶圆市场逐渐形成了寡头垄断局面。据Siltronic统计,2020年全球前五大硅晶圆制造商(日本信越、Sumco、环球晶圆、SK Siltron和世创)占据着半导体硅晶圆市场87%的市场份额。反观国产半导体材料产业,受制于技术、资金和人才短缺限制,国产半导体硅晶圆厂商虽然已经超过10家,但自给率却不足10%。
资料来源:Siltronic、ChipInsights,信达证券研发中心
目前,8英寸和12英寸的大尺寸硅晶圆是行业主流,而国内企业多供应6英寸以下硅晶圆,仅少量企业涉足8英寸和12英寸生产线,大尺寸硅晶圆仍主要依赖于进口。近年来,国内企业不断加速硅晶圆的研发投资和产能建设,实现了大尺寸硅晶圆的突破。在市场需求旺盛的趋势下,国产硅晶圆企业面临着巨大的国产替代机遇。