2020年半导体硅片行业研究度报告
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半导体证券研究报告 2020年11月01日投资评级 行业评级 强于大市(维持评级)上次评级 强于大市作者潘暕 分析师SAC 执业证书编号:S1110517070005 陈俊杰 分析师SAC 执业证书编号:S1110517070009资料来源:贝格数据相关报告1 《半导体-行业研究周报:财报季 结构性需求改善 国内三季报高景气》 2020-10-252 《半导体-行业研究周报:代工龙头(台积电/中芯国际)业绩上修/行业高景气能见度高》 2020-10-183 《半导体-行业研究周报:Q3需求回暖超预期 积极布局板块反弹》 2020-10-11行业走势图财报季(半导体板块三季报总结)/各环节景气度高企,订单能见度持续我们每周对于半导体行业的思考进行梳理,从产业链上下游的交叉验证给予我们从多维度看待行业的视角和观点,并从中提炼出最契合投资主线的逻辑和判断。
回归到基本面的本源,从中长期维度上,扩张半导体行业成长的边界因子依然存在,下游应用端以5G/新能源汽车/云服务器为主线,具化到中国大陆地区,我们认为“国产替代”是当下时点的板块逻辑,“国产替代”下的“成长性”优于“周期性”考虑。
封测板块:行业持续回暖,业绩回升幅度大超预期。
2020年Q3财报季4家封测板块企业净利润合计8.91亿元,同比增长250.62%,四家企业单季度净利润均实现同比上升,四家企业净利润的回升标志着行业业绩持续复苏。
2020前三季度资本支出69.44亿元,超过2019全年资本支出,说明主要封测企业预期未来需求回暖,所以持续投入资本开支。
建议关注:长电科技/华天科技/通富微电设计板块:具备高盈利弹性属性,供应链库存高于季节性水准成常态,预示下游积极备货应对市场格局变化。
IC 设计公司作为半导体行业上游,轻资产运作模式下,拥有国产替代逻辑加持企业基本面依旧强劲,随着疫情的控制,下游市场有望开始复苏,设计企业Q3实现高增长。
自下而上选取相对行业有较强alpha 的企业。
半导体行业现状调研报告注:本报告基于大量文献资料和市场数据,涉及的内容较为广泛,部分内容可能存在某些片面或不准确之处,仅供参考。
1. 行业概况半导体(Semiconductor)通俗地讲,就是指介于导体和绝缘体之间的一类材料。
在电子器件中,半导体的作用相当于开关。
例如,晶体管的控制就依赖于半导体材料的导电性变化。
半导体的发明源于20世纪20年代,随着半导体领域的不断拓展和技术的不断进步,现如今,半导体已经成为信息社会的“基石”,应用于各种通信、计算、控制、存储等领域的电子器件和器材中。
在半导体行业内部,可以根据产品应用领域,将其划分为计算机器件、通讯器件、嵌入式系统、消费电子等四个主要应用领域。
其中,计算机器件占据了半导体市场的最大份额。
2. 行业发展历程自20世纪中叶开始,半导体行业依靠着一系列技术创新和市场推动,发展迅速。
而在中国这个全球最大的电子产品制造国家,“十三五”规划也将半导体制造列为国家支持的重点行业。
以下是半导体行业发展的几个阶段:1958年:杰克·基尔比在美国德州仪器公司发明了第一颗集成电路。
1960年:独立的半导体企业诞生,半导体产业走向成熟。
1980年代:应用大规模集成电路技术的个人电脑和智能手机等市场的兴起激励了半导体业的快速增长。
1990年代:半导体行业迎来第二次浪潮,VLSI技术的发展及其应用推动了器件集成度的迅速提高,诸如存储芯片、ASIC芯片等应用获得了广泛的市场。
21世纪:半导体行业继续快速发展,随着物联网、人工智能、云计算等技术的迅猛发展,半导体行业的市场空间和前景依然广阔。
3. 行业现状截至2019年底,全球半导体业总市值达到4696亿美元,其中美国、韩国、日本等国家成为全球半导体市场的主要竞争者。
而在中国,半导体行业作为新兴产业,国内半导体企业的市值和发展速度也在逐年攀升。
上市企业方面,三星电子、英特尔、台积电等公司是半导体行业内市值最大的企业,其紧随其后的还有博通、英伟达等公司。
半导体级单晶硅材料行业研究-行业上下游、行业技术、利润水平、机遇(二)行业上下游公司上游原材料主要包括高纯度多晶硅、高纯度石英坩埚、石墨件、氩气等,公司产品下游应用领域主要为集成电路刻蚀用单晶硅部件。
公司所处行业与上下游行业的关联性如下图所示:1、与上游行业的关系公司所在行业上游原材料主要包括高纯度多晶硅、高纯度石英坩埚、石墨件、氩气等。
高纯度多晶硅的主要供应商为德国瓦克化学、日本三菱材料、日本Tokuyama Corporation以及美国Hemlock Semiconductor Operations, LLC.等公司;高纯度石英坩埚的主要供应商为日本SUMCO JSQ、CoorsTek和信越石英株式会社等公司,石墨件等其他原材料主要由国内供应商供应。
公司的主要多晶硅供应商为锦州阳光能源、佑华硅材料、绍兴启阳光伏材料有限公司、上海圣硅鸿实业有限公司、瓦克化学等,上述供应商所售高纯度多晶硅终端来源主要为瓦克化学。
综合考虑生产工艺和生产成本等因素,公司主要选择瓦克化学所产高纯度多晶硅作为核心原材料。
综合来看,满足高质量集成电路刻蚀用单晶硅材料制造的高纯度多晶硅和高纯度石英坩埚的市场供给较为集中,且上述原材料占公司生产成本的比重较高,价格波动对公司所在行业的利润水平影响相对较大。
石墨件等其他原材料供应商可选范围较广,价格波动对公司所在行业的利润水平影响较小。
2、与下游行业的关系公司所在行业与下游行业的发展相互关联、相互促进,下游行业的良好发展态势为本行业的良性发展奠定了基础,本行业的技术进步也为下游行业推陈出新、降低成本提供了可能。
世界各国不断突出新一代信息技术、新能源、新材料等新兴产业的战略地位并给予政策支持,半导体集成电路终端市场应用场景也趋于多元化,有利的政策环境和景气的终端市场带动全球集成电路产业规模不断增长,公司产品的市场需求随之增长。
同时,随着半导体芯片制造工艺的不断进步,国际先进的半导体工艺制程不断微缩,而工艺制程先进程度的提升意味着一定单位面积芯片所需的刻蚀加工步骤增多,作为刻蚀工艺的核心耗材,公司产品的市场需求亦随着技术的进步而增加。
Q3半导体配置仓位新高,进口替代趋势不变2020年三季度机构持仓分析►股票仓位维持高点,制造业整体超配从各类资产仓位来看,公募基金股票仓位环比些微下降,但整体维持高点,股票资产占资产总值的比例由2020年Q2的77.7%上升至2020年Q3的75.44%,环比下降2.16个pct。
整个三季度来看,由于欧美等海外地区第二、第三波疫情复发,加上美国总统大选将至,风险偏好有所下降,上证综指由三季度初的3025点上涨至三季度末的3218点,上涨193点,相较于二季度的涨幅有所收窄。
根据公募基金公布的中报数据显示,以证监会行业划分来看,公募基金股票仓位持仓中制造业的市值最高,占股票投资总市值的62.64%。
从超配情况来看,公募基金股票持仓在制造业中超配的比例最高,制造业股票市场标准行业配置比例为52.12%,公募基金超配10.52个百分点。
►基金重仓行业偏好轮动,电子重仓股市值维持第三2020年三季度公募基金重仓持股市值排名来看,前5大重仓行业分别为食品饮料、医药生物、电子、电气设备、非银金融,行业重仓配置占比分别为16.93%、14.31%、13.33%、8.02%、6.67%。
在公募基金重仓持股市值前40的个股中,医药生物有7家,食品饮料行业有6家,电子有6家,电气设备有5家,非银金融有3家,家用电器2家,银行2家,房地产2家,传媒2家,交通运输1家、化工1家,机械设备1家,休闲服务1家,有色金属1家。
贵州茅台是重仓持股总市值最高的个股,重仓持股总市值最高的电子股是立讯精密、海康威视、歌尔股份、三安光电、兆易创新和紫光国微,重仓持股总市值分别为604.41亿元、183.69亿元、165.36亿元、151.19亿元、149.80亿元、130.40亿元。
►半导体行业逆势增长,集成电路在基金重仓配置电子行业中的占比持续提升从申万电子二级分类角度来看,半导体重仓持股市值环比增加,创下12个季度以来历史新高,半导体行业重仓持股的行业配置比例也由2020年二季度的3.53%提升至2020年三季度的3.98%。
2024年半导体硅片、外延片市场发展现状1. 前言半导体硅片和外延片是电子信息技术产业中的核心材料。
它们在集成电路、光电子器件等领域发挥着重要作用。
本文将从市场规模、应用领域、技术发展等角度,对半导体硅片和外延片的市场发展现状进行分析。
2. 市场规模半导体硅片和外延片市场的规模不断扩大。
随着物联网、人工智能、5G等技术的飞速发展,对高性能、高集成度的芯片需求不断增加,直接促进了半导体硅片和外延片的市场需求。
据市场研究机构预测,半导体硅片和外延片市场规模将在未来几年持续增长。
3. 应用领域半导体硅片和外延片的应用领域广泛。
首先是集成电路领域,半导体硅片作为芯片的基础材料,广泛应用于计算机、手机、消费电子等产品。
其次是光电子器件领域,外延片作为制备激光器、光电二极管等器件的材料,被广泛应用于通信、显示器、照明等领域。
4. 技术发展半导体硅片和外延片的技术不断创新。
目前,多晶硅和单晶硅是主要的硅片制备技术。
而外延片技术则经历了从传统的HPHT外延技术到现在的MOCVD外延技术的转变。
这些技术的不断发展,使半导体硅片和外延片能够提供更高的品质和更好的性能,满足市场对高性能芯片的需求。
5. 主要市场竞争者半导体硅片和外延片市场具有较高的竞争度。
目前,全球主要的市场竞争者包括三星、台积电、英特尔等知名半导体制造企业。
这些企业凭借自身的技术实力和生产规模,在市场上占据较大份额,并不断推动着半导体硅片和外延片市场的发展。
6. 发展趋势未来,半导体硅片和外延片市场将继续保持高速发展的势头。
一方面,随着新一代通信技术5G的商用化,对高频高速芯片的需求将进一步增加,推动半导体硅片和外延片市场的增长。
另一方面,人工智能、物联网等新兴技术的兴起,将带来对半导体硅片和外延片更高要求的应用场景,促进市场的进一步扩大。
7. 结论半导体硅片和外延片市场发展迅猛,市场规模不断扩大。
随着技术的不断创新和应用领域的拓展,市场前景广阔。
半导体硅片需求续涨,产业链受益蓄势待发半导体事件概述:①12英寸半导体硅片预计2021Q1价格涨幅5%;根据Digitimes 讯息,随着5G、智能手机等终端需求迅速回温,目前各大晶圆代工厂12英寸产能全面满载,需求有望一路延续到2020年第一季度。
②全球硅片出货量今年正在复苏,2022年将创历史新高;根据SEMI数据,SEMI发布半导体行业硅晶圆出货量的年度预测报告,预计2020年全球硅片出货量将同比增长2.4%,2021年将继续增长,2022年将创历史新高。
►硅片进入新一轮增长周期,5G/AI/IoT驱动半导体终端需求增长2020年下半年随着5G、AI、IoT带动数据中心、消费电子、手机等智能终端需求拉货力道不断升温,全球半导体制造代工厂的8、12英寸产能皆维持满载。
(1)8英寸硅片:受益于5G导入终端应用,PMIC和驱动芯片等8英寸晶圆需求大幅提升,8英寸晶圆产能供不应求,根据IC Insight数据2021年Q1晶圆代工厂还会再调涨8英寸晶圆代工价格,进而带动8英寸硅片的需求平稳满载;(2)12英寸硅片:受益于12英寸晶圆厂扩产和新建工出增加;在逻辑工艺方面,国内中芯、华虹均在稳定扩产,同时,全球代工龙头台积电5nm制程预计将于2020Q1产能全开;智能手机、智能终端带动HPC需求增长;在存储工艺方面:国内长江存储、长鑫存储预计2021年产能将同比今年接近翻倍增长,加上近期DRAM、NAND Flash价格逐渐回稳,海外大厂三星、海力士和美光开始积极规划2021年上半年的存储器出货量;在特色工艺方面:海外英飞凌、德州仪器等模拟芯片大厂为了满足下游需求,加速新建12英寸晶圆厂,推动12英寸硅片需求提升。
►中国大陆半导体硅片需求量增速高于全球,硅片国产化战略性意义显著。
根据SEMI统计数据,2020年Q1中国大陆的12英寸半导体硅片需求量为67.5万片/月;至2025年,未来中国大陆已规划产能的12英寸半导体硅片需求量将达到240万片/月。
2024年半导体外延片市场分析报告1. 概述半导体外延片是半导体行业中的关键元件,具有广泛的应用领域,如集成电路、光电子器件等。
本报告对半导体外延片市场进行了全面的分析,主要包括市场规模、市场趋势、市场竞争等方面的内容。
2. 市场规模根据统计数据显示,半导体外延片市场在过去几年保持了稳定的增长趋势。
预计在未来几年,市场规模将进一步扩大。
这主要得益于电子产品的广泛应用以及新兴行业的发展。
据估计,2025年半导体外延片市场规模将达到xx亿美元。
3. 市场趋势半导体外延片市场的发展受到多种因素的影响,以下是一些主要趋势:3.1 技术进步随着技术的不断进步,半导体外延片的制造工艺和性能不断提高。
新材料和新工艺的应用为市场创造了更多的机会,同时也提高了市场的竞争程度。
3.2 电子产品需求增加随着电子产品市场的不断扩大,对半导体外延片的需求也在增加。
尤其是智能手机、平板电脑和互联网设备等消费电子产品的普及,进一步推动了市场的发展。
3.3 云计算和5G技术推动市场增长云计算和5G技术的发展对半导体外延片市场产生了积极的影响。
云计算需要大量的数据存储和处理能力,而5G技术的普及则需要更高的集成度和性能要求,这都进一步推动了市场的增长。
4. 市场竞争半导体外延片市场具有激烈的竞争环境。
全球范围内存在多家主要厂商,它们在技术研发、产品质量、价格竞争等方面进行竞争。
4.1 主要厂商全球范围内,半导体外延片市场的主要厂商包括公司A、公司B、公司C等。
这些厂商在市场份额上占据重要地位,并且致力于创新技术和产品。
4.2 技术竞争技术水平是市场竞争的重要因素。
厂商们通过持续的研发和技术创新来提高产品性能,进而在市场中获得竞争优势。
4.3 价格竞争价格是影响市场份额和销量的重要因素之一。
在市场竞争激烈的情况下,厂商会采取不同的定价策略,以争取更多的市场份额。
5. 市场前景与建议半导体外延片市场具有巨大的潜力和发展前景。
随着新兴技术的应用和电子产品市场的扩大,市场规模将持续增长。
半导体行业年中总结报告尊敬的领导和同事们,随着2021年已经过去了一半,现在是时候对半导体行业进行一次年中总结报告了。
本次报告将从市场情况、产业发展、技术进展以及未来趋势等几方面进行阐述。
一、市场情况2020年,新冠疫情对半导体市场造成了一定影响,但随着全球疫情逐渐得到控制,半导体市场也逐渐恢复了。
2021年上半年,全球智能手机、电子消费品、电子汽车、工业自动化、人工智能等领域对半导体市场需求旺盛,市场规模逐渐扩大。
据统计,截至6月底,全球半导体市场规模已经达到5000亿美元左右,比去年同期增长了10%以上。
二、产业发展在产业结构方面,大型IDM企业、晶圆代工厂以及封装测试企业仍然是半导体市场的主导力量,但是由于重资产模式、技术门槛高、市场风险等因素,新兴企业在市场份额方面也有了明显的提升。
同时,在产业链上下游,许多相对独立的产业已经形成了共生共荣的格局。
例如,在LED和激光器领域,半导体领域正在与其他应用行业形成深度融合。
三、技术进展在技术上,半导体行业仍然处于快速发展的阶段。
目前,14nm、12nm、10nm等先进工艺已经商用,5nm、3nm等工艺正在加紧研发,越来越多的企业投入到5G基带芯片、AI芯片、自动驾驶芯片等领域的研发中,各类新型器件、新型结构、新型材料不断涌现。
同时,在设备和工艺方面,传统的工艺制造商和设备供应商正在投入更多的研发投入,致力于提升设备的性能、降低成本、提升生产效率,促进工业的智能化、高端化与可持续发展。
四、未来趋势未来半导体行业的发展趋势将进一步体现在应用分支、技术、产业结构和市场竞争等角度。
具体来说,半导体应用领域将更加多元化,从智能手机、电脑等消费电子延伸到新兴领域如5G基站、云计算、数据中心、人工智能。
技术上, AI芯片、自动驾驶芯片将成为新的研发重点。
产业结构方面,新兴企业将继续挑战传统产业模式,同时,晶圆代工和封测企业的技术投入和落地速度将继续推动产业链的协同发展。
2020年半导体硅片行业研究度报告导语根据SEMI 统计,2018 年全球半导体材料市场中,半导体硅片的销售额为121.2 亿美元,占比37.6%,是所有半导体材料中占比最高的品类。
根据中芯国际招股说明书披露,在2019年的原材料采购中,半导体硅片成本占比高达40.8%,远超其他原材料,是晶圆制造中最为重要的一环。
硅片是半导体制造工业的源泉天资卓越的半导体材料——硅硅元素是半导体材料中应用最广泛的元素,具有4 个价电子,与其他元素一起位于周期表中的IVA 族。
常见的半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体及砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等化合物半导体。
若在单晶硅中掺入某些3 或5 价的元素,分子结构将发生很大改变,其导电能力将得到很大的提高,但与金属等导体的导电能力比还是较低,因此称为半导体。
根据掺杂元素的不同,可以制造出N 型和P 型半导体,它们都是制造电子元件的主要材料。
硅片主要应用于半导体和光伏领域,其中半导体硅片的制造技术要求更高,下游应用也更广泛,市场价值也更高。
半导体和光伏领域使用的硅片差异主要体现在类型、纯度和表现性质上。
从类型来看,半导体硅片均为单晶硅结构,而光伏硅片既可以是单晶硅结构,也可以是多晶硅结构。
从纯度来看,半导体硅片对纯度的要求更高,达99.9999999% (9N)以上,而光伏硅片对纯度要求较低,在99.99%-99.9999%(4N-6N)之间。
从表面性质来看,半导体硅片表面的平整度、光滑度以及洁净程度要比光伏硅片高,需要经过后续的研磨倒角、抛光、清洗等环节。
由此可见,半导体硅片较光伏硅片的加工难度更高、下游应用的附加值也更高。
半导体硅片对IC 产业链至关重要集成电路的主要工序为IC 设计、晶圆制造、封装和测试。
IC 设计公司根据下游用户(系统厂商)的需求设计芯片,然后交给晶圆代工厂进行制造,其主要任务就是把IC 设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的半导体硅片上。
完成后的晶圆再送往下游的IC 封测厂,由封装测试厂进行封装测试,最后将性能良好的IC 产品/芯片出售给系统厂商。
半导体硅片参与了从制造到封测的所有流程,是集成电路制造中最为基础的原材料。
集成电路的上游包括原材料和在各生产环节的主要生产设备。
原材料包括晶圆制造材料和封装材料。
晶圆制造材料包括半导体硅片、光罩、高纯化学试剂、特种气体、光刻胶、靶材、CMP 抛光材料等。
封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷封装材料、键合丝、包装材料、芯片粘结材料等。
其中半导体硅片是参与度最高的基础原材料,晶圆制造所有流程均在半导体硅片的基础上进行。
半导体硅片种类繁多,应用场景多变•按尺寸大小进行分类12 英寸硅片是目前半导体硅片市场中占比最高的产品。
半导体硅片尺寸(以直径计算)主要有50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、100mm(4 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm (8 英寸)与300mm (12 英寸)等规格。
在摩尔定律的影响下,半导体硅片从70 年代起不断向大尺寸的方向发展。
根据SEMI 的统计数据,2018 年,12英寸硅片和8 英寸硅片市场份额分别为63.8%和26.1%,合计占比接近90%。
由于移动通信、计算机等终端市场持续快速发展,12 英寸半导体硅片成为半导体硅片市场中最主流的产品。
增大半导体硅片尺寸可提高芯片良品率、提高生产效率以及降低单位生产成本。
大尺寸半导体硅片的良品率更高。
据测算,12 英寸半导体硅片较8 英寸半导体硅片,表面积增加了392.7cm2,而较大尺寸的半导体硅片可拥有更多数量和更大比例的完整芯片(边缘地带被浪费的区域比例更低),因此将拥有更高的良品率。
单位面积的更大尺寸半导体硅片可生产更多芯片,从而提高生产效率。
以边长大小500mil(1mil=1/1000inch)的芯片为例,12 英寸半导体硅片可生产410 片芯片,而8 英寸半导体硅片仅能生产191 片。
此外,大硅片的成本优势还源于对于其他半导体材料的节约。
半导体材料中的很多材料如光刻胶、湿电子化学品等都属于消耗品,使用次数有一定限制。
提高在单次制造过程中可生产的芯片数量,可以降低材料总成本,从而降低单位生产成本。
未来几年,12 英寸仍将是半导体硅片的主流品种,18 英寸硅片因技术研发困难及设备制造成本高昂等因素尚未进入量产阶段。
18 英寸是继12 英寸之后的下一代半导体硅片设计尺寸,但由于12 英寸硅片可满足当前生产需求,18 英寸硅片设备研发难度极大,导致各大厂商担忧投资回报不足。
尽管生产效率可能会有一定程度的提高,但是当前使用18 英寸硅片不具备成本优势。
据SEMI 估算,一个18 英寸晶圆厂的耗资远超出12 英寸晶圆厂的投入成本,但只能使芯片单位面积价格下降8%,因此晶圆厂向18 英寸转移的速度较缓。
•按制造工艺进行分类根据制造工艺分类,半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片与以SOI 硅片为代表的高端硅基材料。
单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片;抛光片经过外延生长形成外延片;抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成SOI 硅片。
除以上三种主流硅片外,半导体硅片还包括退火片、扩散片、结隔离片等不同种类。
抛光片:该种硅片是基础的半导体硅片,也是外延片、SOI 硅片的衬底材料。
硅片表面颗粒度和洁净度对半导体产品的良品率有直接影响。
抛光工艺可去除加工表面残留的损伤层,实现半导体硅片表面平坦化,并进一步减小硅片的表面粗糙度,以满足芯片制造工艺对硅片平整度和表面颗粒度的要求。
抛光片可直接用于制作半导体器件,广泛应用于存储芯片与功率器件等半导体器件,也可作为外延片、SOI 硅片的衬底材料。
外延片:该种硅片提升了器件的可靠性,并减少了器件的能耗,因此在工业电子、汽车电子等领域广泛使用。
外延是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层,掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层。
外延技术可以减少半导体硅片中因单晶生长产生的缺陷,具有更低的缺陷密度和氧含量。
外延片常在CMOS 电路中使用,如通用处理器芯片、图形处理器芯片等,由于外延片相较于抛光片含氧量、含碳量、缺陷密度更低,因此提高了栅氧化层的完整性,改善了沟道中的漏电现象,从而提升了集成电路的可靠性。
除此之外,低电阻率的硅衬底上通常可外延生长一层高电阻率的外延层,应用于二极管、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。
SOI 硅片:SOI 即绝缘体上硅,是较为先进的硅基材料之一,其核心特征是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层。
SOI 硅片的优势在于可以通过绝缘埋层实现全介质隔离,这将大幅减少半导体硅片的寄生电容以及漏电现象,并消除了闩锁效应。
SOI 硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、工艺简单、抗宇宙射线粒子的能力强等优点。
因此,SOI 硅片适合应用在要求耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片上,如射频前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等。
半导体硅片制造技术概览直拉法:此技术是生长单晶硅的主流技术,成本较低,普遍用于制作大尺寸硅片。
直拉法(Czochralski Method,简称CZ 法)是1918 年由切克劳斯基从熔融金属中拉制细灯丝,并在50 年代建立起来的一种晶体生长方法,目前只有该方法能做出大于8 英寸的晶圆。
直拉法的步骤是把原料多晶硅块放入石英坩埚中,在单晶炉中加热融化,再将一根直径只有10mm 的棒状晶种(籽晶)浸入融液中。
在适合的温度下,融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶,成为单晶体。
直拉法可用于制造8、12 英寸半导体抛光片、外延片、SOI 等各种半导体硅片,主要应用在低功率的集成电路元件。
区熔法:该法可生产目前纯度最高的硅单晶,但成本也较高,普遍用于生产小尺寸硅片。
区熔法(Floating Zone Method,简称FZ 法)是利用热能在棒料的一端产生熔区,再熔接单晶籽晶的一种方法。
调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一根单晶,晶向与籽晶的相同。
区熔法不能像直拉法那样生产大直径的单晶,并且晶体有较高的位错密度,在进入21 世纪之前主要用于生产 5 英寸的硅片。
但是区熔法不需要像直拉法那样使用石英坩埚,所以可生长出直拉法无法生产出的低含氧量高纯硅晶体,用于高功率的晶闸管和整流器等。
下游增长迅速,半导体硅片市场空间广阔半导体硅片是半导体材料的“半壁江山”半导体硅片是全球半导体材料中市场占比最高且最重要的原材料。
根据SEMI 统计,2018 年全球半导体材料市场中,半导体硅片的销售额为121.2 亿美元,占比37.6%,是所有半导体材料中占比最高的品类。
根据中芯国际招股说明书披露,在2019 年的原材料采购中,半导体硅片成本占比高达40.8%,远超其他原材料,是晶圆制造中最为重要的一环。
全球半导体市场回暖,长期上行趋势不改全球半导体市场整体呈现上行趋势。
全球半导体销售额2009 年至2019 年年均复合增速达到 6.0%,我国半导体销售额2014 年至2019 年年均复合增速达9.5%。
2019 年全球及ZG半导体市场销售额出现较大幅度下滑,主要是由于占半导体市场26.7%的存储器市场因供给过剩,价格下降,收入下滑31.5%。
其中DRAM 在2019 年因库存积压导致价格走低,平均售价下降47.4%,营收下降37.5%。
但截止至2020 年5 月,半导体市场销售额同比2019 年已有较大幅度修复。
半导体市场虽然在2019 年出现短暂萎缩,但从长期来看,需求依旧强劲。
受5G、新能源汽车、物联网等新型产业的驱动,半导体市场规模有望持续增长。
全球半导体硅片的出货量与全球半导体出货量增速及全球GDP 增速强相关。
半导体硅片行业具有产品标准化程度高,行业壁垒高,业内厂商少、单笔采购金额大的特点,因此具有明显的周期性。
由于半导体硅片是半导体产业中市场占比最大的材料,因此全球半导体硅片出货量增速与全球半导体出货量增速走势基本一致。
半导体硅片出货量与GDP 走势也大致相似。
2007 年,半导体硅片市场受到美国次贷危机波及,增速陷入短暂停滞。
但在2009 年经济开始恢复之后,半导体硅片市场再次回归高速发展轨道。
短期波动不改长期趋势,全球硅片需求整体向上。
受2020 年疫情影响,半导体硅片市场预计在短期内会受到GDP 下滑的波及,但由于下游5G、新能源汽车等终端市场需求持续增长,在长期内硅片市场需求依旧向上。
我国半导体硅片市场增速高于全球平均水平。
2014 年起,随着ZG 各半导体制造生产线投产、ZG半导体制造技术的不断进步与ZG半导体终端产品市场的飞速发展,ZG 大陆半导体硅片市场步入了飞跃式发展阶段。