专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
第一节 硅片的简介
在米粒大的硅片上,已能集成16万个晶体管,这是科学技术进步的又一个里程碑。地壳中含量达25.8%的硅元素,为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。由于硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一,对太阳能电池这样注定要进入大规模市场(mass market)的产品而言,储量的优势也是硅成为光伏主要材料的原因之一。(立项申请)
第二节 硅片行业发展概况
硅片:产量稳定增长,产能集中于中国
受益于光伏行业发展,全球产能规模稳定增长。2016年,全球硅片产量达到69GW,同比增长15%。
中国硅片产量快速增长,承包几乎全球所有硅片供给。2016年,中国硅片产量达到64.8GW,同比增长35%,产量全球占比约94%,几乎全球硅片都来源于中国。
全球产能布局主要集中于亚洲,中国占据垄断地位。中国产能全球占比约为90%,其中中国大陆占比82%,台湾占比6%。
硅片:国内单晶硅片市场份额不断增加
受益规模化效应和技术进步带来的成本下降,“领跑者”计划等政策倾斜,国内单晶硅片市场份额不断增加。
2015年国内单晶市场份额约为15%,2016年占比约为27%,预计2017年单晶占比将达到35%以上。
硅片:中国单晶硅片产能持续扩张
中国占据行业主导地位。全球前10名主要生产企业均为中国企业,行业集中度较高。单晶硅片需求火爆,硅片主要企业积极扩张产能;而多晶硅片企业也在技改提升切片产能。单晶路线的国内厂商大幅扩产。隆基、中环预计2017年新增产能约7.5GW和9GW。多晶路线的晶科、协鑫都在扩大单晶硅片的产能,促使整个行业的单晶产能快速扩大。
硅片:亚洲为主要出口地,东南亚市场增长迅速
硅片主要产地为中国,约占90%,供给全球市场。国内硅片出口地区主要为亚洲,占比为97%。台湾、马来西亚、韩国是出口主要市场,占比分别为30.76%、24.45%、16.73%。
出口台湾地区数量逐渐下降,东南亚等新兴市场增长迅速。2017年前4月,台湾出口量3.89亿片,同比下降33%。马来西亚、韩国市场同比增长70%左右,越南、泰国、印度市场同比增长分别为384%、143%、183%。
第三节 硅片行业发展趋势及市场前景
全球硅片市场在2017年共计出货118.1亿平方英寸,由于8寸硅片面积为50.24平方英寸,12寸硅片面积为113.04平方英寸,则2017年全球硅片出货量为2.35亿片等效8寸硅片,1.04亿片等效12寸硅片,同比增长9.99%。
硅片作为半导体产业的最重要原材料,其市场需求会受到半导体产业景气度影响。通过对比硅片出货面积增速以及半导体市场规模增速,我们可以发现二者高度相关,但无法完全拟合,根据SIA的数据统计,2017年全球集成电路销售额为4122亿美元,同比增长21.63%,而硅片出货面积在2017年同比增速为9.99%,二者差距较大,所以不能简单用半导体的市场规模增速判断硅片出货面积增速。
(1)半导体的市场规模受芯片ASP影响较大,2017年,DRAM和NAND价格高涨使得芯片ASP有了较大幅度提升,再加之芯片出货量亦有提升,使得2017年的半导体行业市场规模创下自2010年起的行业最高增速。但这一增速是在ASP增速的推动下实现的,无法体现半导体行业对硅片的需求量增速。
具体到12寸硅片,其市场需求逐年稳步提升,2015年,2016年及2017年的同比增速分别为7.33%,3.79%及6.58%。而2018年Q1全球需求量为580万片/月,同比提升7.4%。预计2018年Q2市场需求和Q1持平。
短期来看,尽管2018年一季度智能手机出货量出现波动且NAND存储器价格疲软,但智能机存储升级的步伐没有停止,2018年发售的新机里,128G手机逐渐成为主流,这极大程度地驱动了市场对于NAND颗粒容量的需求。
2018年将有32.83%的12寸硅片用于生产NAND。而NANDFlash又有36%的下游市场在智能手机,所以可以判断,智能机的容量升级,拉升了对3DNAND的需求,进而推动了晶圆厂对12寸硅片的需求。
得益于3D制程工艺的成熟并持续向先进制程演进,2017年-2021年,NAND均价的复合增长率为-22.82%。但在数据中心、移动终端旺盛需求的带动下,NAND容量需求将高速增长,复合增长率为40.21%。
对应到硅片需求来看,先进制程的开发会使得芯片的特征尺寸不断减小,进而缩小芯片面积,降低对硅片的需求量。NAND也是如此,其制程工艺现已完成从2D向3D的跨越,并将在未来向1znm制程工艺迈进。但由于NAND的需求增长远大于制程工艺进步带来的单位面积存储密度增速,所以NAND对硅片的需求将持续高速增长。根据SUMCO预测,2018-2021年,NAND对硅片需求的增长率为5.91%。其中,由于2DNAND的需求会被3D逐步替代,所以2D的市场需求将萎缩,复合增长率为-17.65%,而3DNAND对硅片需求的复合增长率为16.76%,成为未来3年里硅片产业需求的主要驱动力。除此之外,逻辑芯片也有较快增长,这主要归功于逻辑芯片的制程演进在逐步放缓。逻辑芯片在未来三年内对硅片的需求的复合增长率为6.27%。
除此之外,2008年金融危机大爆发,电子产业也遭受了严重打击,对芯片需求量大大降低。种种因素叠加,使得晶圆厂给出的硅片需求指引和实际出货量出现背离,2009年,下游晶圆厂给出的需求指引为337万片/月,但实际出货量仅为264万片/月。
而硅片厂在经历此前大幅产能扩张后,总产能冲到420万片/月,相比2006年,产能提升了164.15%,但产能利用率仅为62.86%。为了应对产能严重过剩的困境,各大硅片厂调整了产能扩张规划,SUMCO更是在2010年裁员1000多人,同时关闭了2座工厂。使得全球硅片总产能在2011年出现下滑,从2010年的488万片/月下滑到480万片/月。此后2011-2014年间,全球硅片厂没有任何产能扩张计划,仅在2015年,2016年,2017年三年间各微增了20万片,20万片和30万片的产能。
进入2018年,指纹识别应用需求有了明显下滑,但汽车电子、工业应用、IOT等下游应用需求增速较快;同时功率器件、射频及传感器等产品在性能与成本效率的共同驱动下,持续从6寸向8寸迁移,所以8寸硅片同样供不应求。2018年Q1同比增长10%,进入Q2,预计8寸需求的增速将略放缓,但供需紧张持续。
2016年Q18寸硅片价格为历史低点,每平方英寸仅为0.66美元每平方英寸,而2017年Q4的价格提升到0.79美元,即39.7美元每片,相比低点增长了19.7%。
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