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【深度】全球半导体硅片产业发展概况与趋势

导读: 硅片是最重要的半导体材料, 目前90%以上的芯片和传感器是基于半导体单晶硅片制造而成, 硅片的供应与价格的变动情况将对整个IC芯片产业造成非常大的影响,我们详细分析了全球半导体硅片的供给与需求以及价格的变动情况,发现供不应求的局面大概率将在未来几年继续上演...

自2016年下半年以来,全球半导体硅片出现供不应求的局面,前几大硅片供应商的 产能利用率均达到100%, 甚至部分供应商开始调用紧急备用硅片, 部分小型的晶圆制造厂由于无法拿到足够的硅片而被迫减产, 导致下半年以来的部分IC芯片供应不足。日前全球三大硅片厂信越(Shin-Etsu)、 Sumco、德国Siltronic均宣布将调涨2017年第1季度12寸硅片价格约10~20%, 一改自2011年以来的硅片价格下滑的趋势。

硅片是最重要的半导体材料, 目前90%以上的芯片和传感器是基于半导体单晶硅片制造而成, 硅片的供应与价格的变动情况将对整个IC芯片产业造成非常大的影响,我们详细分析了全球半导体硅片的供给与需求以及价格的变动情况,发现供不应求的局面大概率将在未来几年继续上演,硅片产能的扩张速度将低于IC晶圆制造的需求增速,硅片的价格也将一改过去几年的下滑趋势,这为半导体硅片产业的投资带来新的机遇。

全球半导体硅片产业发展概况

2015年全球半导体市场规模为3352亿美元, 其中IC集成电路市场规模为2753亿美元, 占比约为8成。 IC产业中IC制造材料的市场规模为241亿美元,其中半导体硅片占比约33%,为80亿美元左右, 半导体硅片是占比最大的IC制造材料。

全球半导体硅片市场规模在2009年受经济危机影响而急剧下滑, 2010年反弹之后,2011年到2013年,由于300毫米大硅片的普及,造成硅片单位面积的制造成本下降,同时加上企业扩能竞争激烈, 2013年全球硅片的市场规模75亿美金,连续两年下滑。2014年以来受汽车电子及智能终端的需求带动, 全球半导体硅片出货量开始复苏。根据Gartner的预测,到2020年全球硅片市场规模将达到110亿美元左右。

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2008-2020 年全球半导体硅片市场规模(亿美元)

在具体的硅片方面, 目前主流的硅片为 300mm(12 英寸)、 200mm(8 英寸) 和150mm(6 英寸), 其中, 300mm 硅片自 2009 年开始市场份额超过 50%,到 2015 年的份额已经达到 78%, 预计 2020 年将占硅片市场需求大于 84%的份额。

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单晶硅片主要规格类型

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2005-2020 年全球硅片市场现状及预测(百万平方英寸)

在硅晶片选择方面,其中12 寸硅晶片出货量之所以在近些年来快速增长,主要原因在于 CPU/GPU 等逻辑芯片、 Memory 存储芯片市场快速增长,大部分都是采用 12 寸晶圆制造。 不过,除了CPU/GPU 和 Memory 等先进的芯片以外,更多的芯片使用的都是 8 寸(200mm)晶圆,如汽车半导体、 指纹识别芯片和摄像头 CIS 芯片, 2016 年指纹识别芯片和 CIS 芯片受益于智能手机市场出货量大幅度增加, 汽车半导体受益于汽车电子普及而快速增长, 正是导致 2016 年 8 寸晶圆缺货的主要原因所在。

同时, 450mm 硅片预计将于 2017 年左右开始小规模量产,第一批客户只有英特尔一家。 之后几年 450mm 的硅片也将遵循规律,迎来一段时间的强劲增长, 预计硅片需求依旧会保持持续增长态势。 根据 IC Insights 的报告, 300mm 晶圆代工厂将会在 2021年左右达到高峰,之后市场将迎来 450mm 晶圆的补充, 300mm 将逐渐减少。

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全球 300mm 和 450mm 晶圆代工厂数量预测

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