2022年半導體硅片行業(yè)研究報告

第一章 行業(yè)概況

半導體硅片是制造芯片的載體，因原材料為硅，又稱為硅晶片。規(guī)劃和無經(jīng)理硅提煉、提純、單晶硅生產(chǎn)、晶圓成型等工藝后，才能進入芯片單路蝕刻等后續(xù)環(huán)節(jié)，是制造芯片的最重要的前置工藝。該概念主要包含：研發(fā)及制造半導體晶圓、硅片以及拋光片等產(chǎn)品的公司。

圖 半導體硅片產(chǎn)業(yè)鏈結構圖

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

截止2022年6月22日，iFinD半導體硅片指數(shù)成分股個數(shù)為9。截止2022年6月22日，企業(yè)總市值為2945.88億元，企業(yè)員工總數(shù)達4176人。

圖 具體成分股列表

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

按照工藝分類

按照工藝類型分類，可以分為拋光片、外延片和SOI 硅片。其中拋光片和外延片是市場主流產(chǎn)品，市場規(guī)模約130億美元，SOI硅片主要用射頻前端等特殊應用領域，市場規(guī)模約為10億美元。

拋光片：是將納米級二氧化硅顆粒與高效粘合劑混合后，均勻地涂覆于聚酯薄膜的表面，經(jīng)干燥和固化反應而成。

外延片：外延是半導體工藝當中的一種。在bipolar工藝中，硅片最底層是P型襯底硅（有的加點埋層）；然后在襯底上生長一層單晶硅，這層單晶硅稱為外延層；再后來在外延層上注入基區(qū)、發(fā)射區(qū)等等。最后基本形成縱向NPN管結構：外延層在其中是集電區(qū)，外延上面有基區(qū)和發(fā)射區(qū)。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。

SOI：全稱為Silicon-On-Insulator，即絕緣襯底上的硅，該技術是在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層。

按照尺寸分類

一般以硅片的直徑來區(qū)分規(guī)格，通常有6英寸、8英寸和12英寸。目前半導體硅片的尺寸一直在向大尺寸不斷發(fā)展。直徑大的半導體硅片可以降低單位芯片的平均生產(chǎn)成本，從而提供更高的規(guī)模經(jīng)濟規(guī)模。但是大尺寸硅片由于純度高，技術研發(fā)與規(guī)?；a(chǎn)難度高，需要對生產(chǎn)工藝改進并且對設備性能進行提升。

隨著5G手機、高性能計算、汽車電動化及智能化、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的驅動下，8英寸硅片和12英寸硅片已經(jīng)成為主流。2021年Q4, 8英寸硅片出貨600萬片/月，12英寸硅片出貨量超過750萬片/月。

圖 全球8英寸硅片出貨量（千片/月）

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 長城證券

圖 全球12英寸硅片出貨量（千片/月）

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 長城證券

按照用途分類

根據(jù)硅片應用場景，硅片可以分為正片、陪片和時刻電極。正片可以在晶圓制造中直接使用。陪片按功能又可以分為測試片、擋片和控片。測試片是用來實驗和檢查制造設備運行初期的狀態(tài)，以改善其穩(wěn)定性。擋片是用于新生產(chǎn)線的調試以及在晶圓生產(chǎn)的過程中對正品進行保護?？仄窃谡缴a(chǎn)前對新工藝測試和監(jiān)控良率。

圖 硅片的分類方式及用途

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 首創(chuàng)證券

第二章 商業(yè)模式和技術發(fā)展

2.1 半導體硅片產(chǎn)業(yè)鏈

圖 半導體硅片產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 民生證券

半導體硅片是重要的上游行業(yè)。半導體制造企業(yè)通過加工晶體硅原料后，得到半導體硅片產(chǎn)品。半導體硅片產(chǎn)品提供給中游生產(chǎn)光伏電池、光伏組件的中游企業(yè)。最后中游企業(yè)再提供給主營業(yè)務為光伏應用產(chǎn)品的下游企業(yè)。

2.2 商業(yè)模式

晶圓代工行業(yè)遵循摩爾定律——當價格不變時，集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。行業(yè)內存在IDM和垂直分工兩種商業(yè)模式。

(1) IDM（Integrated Device Manufacture）商業(yè)模式

從設計到制造、封測以及銷售自有品牌IC都一手包辦的半導體公司，被稱為IDM公司。國外IDM代表有：英特爾（Intel）、SK海力士、美光、NXP、英飛凌、索尼、德州儀器（TI）、三星（Samsung）、東芝（Toshiba）、意法半導體（ST）等。大陸IDM廠商主要有：華潤微電子、士蘭微、揚杰科技、蘇州固锝、上海貝嶺等。

圖 晶圓生產(chǎn)行業(yè)IDM模式

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 開源證券

(2) 垂直分工模式

有的半導體公司僅做IC設計，沒有芯片加工廠（Fab），通常被稱為Fabless，例如華為、ARM、NVIDIA和高通等。另外還有的公司只做代工，不做設計，稱為代工廠（Foundry），代表企業(yè)有臺積電、格羅方德、中芯國際、臺聯(lián)電等

2.3 技術發(fā)展

半導體硅片的生產(chǎn)工藝流程復雜，涉及工藝眾多，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)包含了晶體成長、硅片成型、外延生長等工藝。晶體成長主要指電子級高純度多晶硅通過單晶生長工藝拉制成單晶硅棒。硅片成型主要指將單晶硅棒通過滾圓、切割、清洗、研磨、拋光、再清洗去除雜質等工藝，加工成為半導體硅拋光片。外延生長主要指通過化學氣相沉積的方式在半導體硅拋光片上生長一層或多層摻雜類型、電阻率、厚度和晶格結構都符合特定器件要求的新硅單晶層，形成半導體硅外延片。

圖 硅片生產(chǎn)工藝流程

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 平安證券研究所

光伏行業(yè)的硅片尺寸跟隨著半導體行業(yè)晶圓尺寸發(fā)展的步伐，半導體行業(yè)晶圓尺寸不斷變大，光伏行業(yè)尺寸也相應迭代。2019年8月，TCL中環(huán)正式推出基于12英寸長晶技術的硅片產(chǎn)品，包含M12（210mm-f295）、M10（200mm-f281）、M9（192mm-f270）三種規(guī)格。G12產(chǎn)品將整個產(chǎn)業(yè)鏈提升到全新的平臺。

圖 半導體行業(yè)晶圓及光伏行業(yè)硅片尺寸發(fā)展歷程

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 浙商證券

作為行業(yè)的龍頭企業(yè)，半導體硅片行業(yè)的龍頭TCL中環(huán)、華潤微等企業(yè)擁有超千份專利。

表 半導體硅片指數(shù)成分股擁有專利數(shù)量

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

2.4 政策監(jiān)管

政府政策和資金大力支持半導體硅片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

表 國家及地方的行業(yè)主要法律法規(guī)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 觀研天下

中國半導體行業(yè)協(xié)會于1990年11月17日成立，是由全國半導體界從事集成電路、半導體分立器件、半導體材料和設備的生產(chǎn)、設計、科研、開發(fā)、經(jīng)營、應用、教學的單位及其它相關的企、事業(yè)單位自愿參加的、非營利性的、行業(yè)自律的全國性社會團體。協(xié)會宗旨是按照國家的憲法、法律、法規(guī)和政策開展本行業(yè)的各項活動；為會員服務，為行業(yè)服務，為政府服務；在政府和會員單位之間發(fā)揮橋梁和紐帶作用；維護會員單位和本行業(yè)的合法權益，促進半導體行業(yè)的發(fā)展。

第三章 行業(yè)估值、定價機制和全球龍頭企業(yè)

3.1 行業(yè)綜合財務分析和估值方法

圖 綜合財務分析

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

圖 行業(yè)估值及歷史比較

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

圖 指數(shù)PE/PB

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

圖 指數(shù)市場表現(xiàn)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

半導體硅片行業(yè)估值方法可以選擇市盈率估值法、PEG估值法、市凈率估值法、市現(xiàn)率、P/S市銷率估值法、EV企業(yè)價值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估凈資產(chǎn)估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF現(xiàn)金流折現(xiàn)估值法、紅利折現(xiàn)模型、股權自由現(xiàn)金流折現(xiàn)模型、無杠桿自由現(xiàn)金流折現(xiàn)模型、凈資產(chǎn)價值法、經(jīng)濟增加值折現(xiàn)模型、調整現(xiàn)值法、NAV凈資產(chǎn)價值估值法、賬面價值法、清算價值法、成本重置法、實物期權、LTV/CAC（客戶終身價值/客戶獲得成本）、P/GMV、P/C(customer)、梅特卡夫估值模型、PEV等。

圖 主要上市公司估值對比

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

圖 TCL中環(huán)主營構成

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

圖 立昂微主營構成

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

3.2 行業(yè)發(fā)展和驅動因子

國內半導體硅片發(fā)展，走向國際

半導體硅片行業(yè)具有技術難度高、研發(fā)周期長、資金投入大、客戶認證周期長等特點。全球半導體硅片進入壁壘高，核心技術主要被國外廠商所掌握。因此目前全球的半導體硅片市場主要由國外廠商主導，使行業(yè)呈現(xiàn)高度壟斷的競爭格局。目前自2020第4季度芯片出現(xiàn)短缺以來，各國越發(fā)重視半導體產(chǎn)業(yè)鏈的建設。美國、歐洲先后出臺相關法案加大對產(chǎn)業(yè)的投資力度，扶持本土企業(yè)。但是隨著國際局勢的不明朗和貿(mào)易摩擦的加劇，使用國產(chǎn)硅片代替市場空間廣闊，國內的半導體硅片企業(yè)將從眾收益。

除此之外，由于國外廠商新建產(chǎn)線需要一定的時間才能使公司產(chǎn)能增加且目前半導體硅片需求增加，國內公司不斷提升的產(chǎn)能將會補充國外公司缺少的產(chǎn)能，從而使國內半導體硅片企業(yè)走向國際，提升在國際市場中的市占率。

需求大，供給緊

需求端：隨著新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等下游行業(yè)的景氣度提升，芯片的需求量提升。下游芯片的供應緊張向上游傳導，硅片是芯片制造不可缺少且市場份額占比最大的原材料，因此硅片的需求量持續(xù)上漲。

供應端：硅片廠商2021年滿產(chǎn)滿銷，產(chǎn)能緊張。2021年產(chǎn)能釋放需要一定的周期，而需求量仍然較大，因此半導體硅片的價格會有一定的上升。

驅動因素

（1）國內晶圓廠新增產(chǎn)能，帶動硅片需求

國內晶圓廠商中芯、華虹等主要晶圓代工廠及士蘭微、華潤微、聞泰、長江存儲等 IDM 廠商積極擴產(chǎn)，12英寸邏輯擴產(chǎn)主要集中于 28nm 及以上的成熟制程，預計到 2023年形成產(chǎn)能 106.5 萬片/月，相較 2020年產(chǎn)能提升 370%。3D NAND 預計從 2020年的 5萬片/月擴產(chǎn)到 2023年的 27.5萬片/月。DRAM 從 2020 年的 4 萬片/月擴產(chǎn)到 25 萬片/月。8 英寸 2023 年產(chǎn)能相較 2020 年產(chǎn)能提升 50%。

圖 國內部分12英寸晶圓廠產(chǎn)能擴張情況

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 平安證券研究所

圖 國內部分8英寸晶圓廠產(chǎn)能擴張情況

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 平安證券研究所

（2）政策助力

國家為推動半導體材料行業(yè)的發(fā)展，從減輕稅收、建立投資基金、明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑等多個方面推動半導體材料行業(yè)的發(fā)展。

3.3 行業(yè)風險分析和風險管理

表 常見行業(yè)風險因子

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

（1）環(huán)保風險

環(huán)保政策和標準日益完善和嚴格,監(jiān)管和執(zhí)法力度不斷加大,提高對企業(yè)環(huán)境整治的要求。半導體硅片企業(yè)面臨更大環(huán)保壓力，環(huán)保投入增加使得生產(chǎn)成本增加。新環(huán)保相關法律實行，政府監(jiān)管執(zhí)法愈發(fā)嚴格，對企業(yè)環(huán)保監(jiān)管力度和標準提高，社會民眾環(huán)保意識增強，半導體硅片企業(yè)面臨巨大環(huán)保壓力。國家發(fā)布超低排放標準，企業(yè)環(huán)保項目投資將增加，環(huán)保投入和運行成本將升高。

（2）原料價格波動風險

原材料價格波動，特別是上游電子級多晶硅的價格上漲、人力資源成本增加、項目建設投產(chǎn)導致折舊增加等因素，可能導致 產(chǎn)品成本進一步上升，影響公司毛利率

（3）管理風險

大部分公司處于擴張期，規(guī)模越來越大，涉及的領域也越來越多，如果公司的管理水平和員工的整體素質不能適應未來公司規(guī)模達到擴張的需要，將會削弱公司的市場競爭力。

（4）技術風險

行業(yè)技術快速更新?lián)Q代，行業(yè)的需求和業(yè)務模式不斷升級。在此情況下，公司存在技術產(chǎn)品喪失競爭優(yōu)勢的風險、現(xiàn)有核心技術被競爭對手模仿等風險。

（5）產(chǎn)品質量控制風險

隨著公司經(jīng)營規(guī)模的擴大，如果公司不能持續(xù)有效地執(zhí)行相關質量控制制度和措施，一旦產(chǎn)品出現(xiàn)質量問題，將影響公司在客戶中的地位和聲譽，進而對公司經(jīng)營業(yè)績產(chǎn)生不利影響。

3.4 競爭分析

圖 2021年全球光伏硅片市場占有份額（按產(chǎn)能）

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 廣發(fā)證券

SWOT分析

優(yōu)勢：行業(yè)壁壘高；國外企業(yè)產(chǎn)能擴張不如國內企業(yè)，國內企業(yè)的產(chǎn)能可以填補海外需求的空缺從而提升市場占有率，布局海外客戶；下游行業(yè)發(fā)展快導致需求量較大

劣勢：國外企業(yè)掌握核心技術，國內企業(yè)仍需不斷研究；行業(yè)集中度低

機會：下游企業(yè)發(fā)展，需求較大；國際貿(mào)易摩擦和國際局勢不穩(wěn)定，促進政府加大對半導體產(chǎn)業(yè)鏈的布局和投資，政策利好

威脅：國外的貿(mào)易摩擦；過度競爭；政策的多變

中國半導體硅片企業(yè)與國際企業(yè)比較

相較于國外的半導體硅片企業(yè)，國內的半導體企業(yè)成立較晚。成立較早的外國企業(yè)掌握核心科技從而擁有較高的壟斷性。近20年，國外呈現(xiàn)市場集中度逐提升的趨勢，核心供應商從20多家縮減為至今的5家，企業(yè)主要通過兼并收購提升市場份額。對于硅片廠商而言，具備規(guī)模優(yōu)勢才能降低生產(chǎn)成本。

除此之外，通過布局全產(chǎn)業(yè)鏈，兼并收購產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)，幫助企業(yè)提升產(chǎn)業(yè)鏈議價能力。直至2015年，我國的半導體硅片企業(yè)才開始進入發(fā)展狀態(tài)。2020年滬硅產(chǎn)業(yè)才以22%的市場份額排名全球第七。在技術含量和產(chǎn)品供應能力方面，我國企業(yè)正在與外國領先企業(yè)縮小距離。

表 我國半導體硅片廠商300mm半導體硅片布局情況

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

3.5 發(fā)展和行情復盤

2022Q1鋼鐵板塊下跌，特鋼表現(xiàn)更弱

截止至2022年6月24日，半導體硅片指數(shù)下跌16.21%

圖 截止至2022年6月24日，半導體硅片指數(shù)下跌16.21%

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

從成分股市場表現(xiàn)來看，除了龍頭公司TCL中環(huán)外，其余公司均變現(xiàn)較差。主要原因是2022年初，汽車行業(yè)銷量太差，影響到半導體行業(yè)股票。除此之外，原材料價格一直處于高位，也是導致股價下跌的原因之一。

TCL中環(huán)行情復盤與財務狀況

圖 PE/PB Bands

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

圖 階段行情數(shù)據(jù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

圖 大宗交易數(shù)據(jù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

圖 融資融券數(shù)據(jù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

3.6 行業(yè)收并購重組

截至2022年6月24日，2022年半導體硅片收并購事件共有7件。

表 2022年半導體硅片收并購事件

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

3.7 中國企業(yè)重要參與者

中國主要企業(yè)有TCL中環(huán)[002129.SZ]、立昂微[000708.SZ]、滬硅產(chǎn)業(yè)[688126.SH]等。

圖 A股及港股主要公司

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind

（1）TCL中環(huán)[002129.SZ]： TCL中環(huán)新能源科技股份有限公司主營業(yè)務為半導體硅片、半導體功率和整流器件、導體光伏單晶硅片、光伏電池及組件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。主要產(chǎn)品有半導體材料、半導體器件、半導體光伏材料、光伏電池及組件；高效光伏電站項目開發(fā)及運營。

（2）立昂微[000708.SZ]：杭州立昂微電子股份有限公司的主營業(yè)務是半導體硅片和半導體分立器件芯片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,以及半導體分立器件成品的生產(chǎn)和銷售。公司的主要產(chǎn)品有6-12英寸半導體硅拋光片和硅外延片、6英寸肖特基芯片和MOSFET芯片、6英寸砷化鎵微波射頻芯片。

（3）滬硅產(chǎn)業(yè)[688126.SH]：上海硅產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司的主營業(yè)務為從事半導體硅片及其他材料的研發(fā),生產(chǎn)和銷售。公司提供的產(chǎn)品類型涵蓋300mm拋光片及外延片、200mm及以下拋光片、外延片及SOI硅片。產(chǎn)品主要應用于存儲芯片、圖像處理芯片、通用處理器芯片、功率器件、傳感器、射頻芯片、模擬芯片、分立器件等領域。

3.8 全球重要競爭者

全球非中國主要企業(yè)有SUMO[3436.T]、環(huán)球晶圓[6488.TWO]、德國世創(chuàng)[WAF.DF]等。

圖 全球硅片廠商五大龍頭及其發(fā)展歷史

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 長城證券

圖 半導體硅片行業(yè)市占率

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 長城證券

（1）SUMO[3436.T]：SUMCO是日本的高純硅制造商。公司經(jīng)營一個業(yè)務部門。半導體硅晶片部門制造和銷售用于半導體的各種硅晶片，包括用于制造存儲器產(chǎn)品和微處理單元（MPU）的拋光晶片，外延晶片和其他半導體。

（2）環(huán)球晶圓[6488.TWO]：環(huán)球晶圓股份有限公司的前身是中美硅晶制品股份有限公司的半導體事業(yè)處，中美硅晶集團于1981年成立于新竹科學工業(yè)園區(qū)，是目前臺灣最大的3寸至12寸半導體硅晶原材料供應商，同時也提供優(yōu)質的太陽能硅晶圓及晶棒。

（3） 德國世創(chuàng)[WAF.DF]：德國世創(chuàng)是全球最大的半導體行業(yè)超純硅片制造商之一，生產(chǎn)直徑達300mm的硅晶片。這些構成了現(xiàn)代微電子和納米電子學的基礎。除了各種晶片形狀外，產(chǎn)品組合還包括拋光、外延、退火處理，以及其他特殊產(chǎn)品設計。

第四章 未來展望

（1）下游需求大

隨著新能源汽車、5G手機等行業(yè)的發(fā)展，半導體硅片的需求量增加。但是國外半導體生產(chǎn)線擴產(chǎn)不足填補需求的增加，因此國內的半導體硅片企業(yè)擴展的產(chǎn)能可以填補國外企業(yè)的空缺，從而客戶向國外擴展。緊張的供需關系也幫助半導體企業(yè)提升半導體硅片價格，提升半導體硅片企業(yè)收益和利潤。

（2）政策支持

國內出臺多項利好半導體硅片企業(yè)發(fā)展的相關政策，大力布局半導體產(chǎn)業(yè)鏈，幫助促進半導體硅片企業(yè)發(fā)展。

審核編輯黃昊宇