脱水研报:全球硅片景气上行，国产厂商加速破局！
硅片因其技术成熟、成本稳定、应用广泛等特点，是目前用于制造半导体器件的主流材料。
据信达证券研报分析，近年来国内厂商加快半导体硅片的研发投入和建设，已有多家厂商实现了从8英寸到12英寸半导体硅片的突破，未来国内厂商有望充分受益半导体硅片的国产化。
一、硅片是半导体产业的核心原材料
硅片是半导体产业的上游原料，下游产业通过对硅片进行光刻、刻蚀、离子注入等加工，可将硅片制成各类半导体器件用于后续加工，如集成电路、二极管、功率器件等。硅片作为半导体材料绝缘性好，制成的半导体器件稳定性高，因而已被半导体产业所广泛使用。
据SEMI统计，2020年全球晶圆制造材料市场总额达349亿美元。其中，硅片和硅基材料的销售额占比达到36.64%，销售额约为128亿元。半导体硅片在晶圆制造材料市场中占比最高，是半导体制造的核心材料。
光伏行业对硅片纯度要求低，仅需达到99.9999%，而用于半导体器件加工的硅片对纯度有着极高要求，需达到99.999999999%。此外，半导体硅片还对硅片的平整度、光滑度有较高要求。正因如此，半导体硅片的提纯和加工技术门槛极高，全球的半导体硅片市场形成高度垄断。据Siltronic统计，2020年全球前五大硅片制造商为日本信越、SUMCO、环球晶圆、SKSiltron和世创，他们共同占据着半导体硅片市场87%的份额。
我国硅片产业起步较晚，技术积累不及海外。目前国内的半导体硅片企业主要生产6英寸及以下的半导体硅片，少数企业具有8英寸和12英寸半导体硅片的生产能力，在2017年以前，12英寸半导体硅片几乎全部依赖进口。2018年，沪硅产业集团子公司上海新昇作为中国大陆首家实现12英寸硅片规模化销售的企业，打破了12英寸半导体硅片国产化率几乎长期为0%的局面。近年来，国内厂商加快了半导体硅片的研发投入和建设，已经多家厂商实现了从8英寸到12英寸半导体硅片的突破，目前半导体硅片的国产替代空间巨大，未来国内厂商有望充分受益半导体硅片的国产化。
随着半导体行业的发展，半导体器件的终端需求量不断提升。作为半导体行业的核心原材料，硅片的尺寸和技术生产水平也在持续进步，产品种类也丰富起来。对于半导体硅片，目前可以依照尺寸、应用场景等做进一步分类。
半导体硅片生产流程复杂。首先，沙子和矿石中的二氧化硅经过碳加热纯化，可制成纯度98%以上的工业级硅；在此基础上，通过化学反应将工业级硅生成三氯硅烷，再利用西门子方法，使用氢气将三氯硅烷还原为纯度达9-11个9的半导体级多晶硅。
二、半导体终端需求旺盛，赋能硅片成长动力
全球硅片需求主要由半导体行业需求带动。硅片是半导体行业最重要的原材料，在硅基板上的生产的半导体器件应用于各种消费电子产品、汽车电子及工业控制领域，根据Gartner统计，半导体行业下游市场主要可分为计算、无线通信、消费电子、汽车电子、工业电子、存储、有线通信七大类，2020年占比分别为30.8%、27.5%、10.5%、10.5%、8.3%、7.4%、4.8%，预计2021年全年销售额增速为9.5%。
分器件来看，用8英寸晶圆与12英寸晶圆生产的半导体器件有所不同。由于先进制程工艺主要在12英寸Fab厂进行生产，12英寸晶圆主要用于生产高算力的逻辑器件、DRAM存储器、3DNAND存储器、CMOS图像传感器等；8英寸晶圆主要用于生产CMOS图像传感器、功率分立器件、MCU、模拟器件、电源管理芯片、显示驱动芯片等成熟制程芯片。
由于用8英寸晶圆和12英寸晶圆所生产的半导体器件不同，其终端应用领域也有较大差别。从终端应用市场规模来看，8英寸晶圆下游主要应用领域为汽车、工业、智能手机、白色家电、IoT等，其中汽车占比为33%，工业占比为27%，智能手机占比为19%；12英寸晶圆下游主要应用领域为智能手机、PC、平板电脑、服务器、游戏、汽车、工业等，其中智能手机占比最大，达到32%，PC、服务器分别占比为20%、18%。
自2020年下半年以来，全球缺芯潮带动了半导体行业景气度高涨，直接带动了行业对上游硅片需求增长。SEMI发布报告称，2021年第二季度全球硅晶圆出货面积再创新高，达到3534百万平方英寸，同比增长12%。在多种终端应用的推动下，全球硅片的供需仍将保持紧张趋势，我们认为，5G手机、汽车电动化、ADAS、数据中心、IoT等行业趋势将带动半导体行业需求结构性改善，从而带动硅片需求的长期增长。据SUMCO统计，2Q21全球12英寸硅片需求超过710万片/月。（信达证券）
总结：随着国内晶圆厂持续扩产，半导体硅片国产化空间巨大，建议关注国内率先实现12英寸半导体硅片规模化销售的龙头企业沪硅产业、光伏和半导体硅片协同发展的领先硅片厂商中环股份
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