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频道:好莱坞娱乐圈 日期: 浏览:223

作为IC晶圆出产直接的原资料,全球硅片职业阅历了从6寸向12寸的迭代,一起出产中心由美国搬运到了日本。现在日本凭仗半导体工业分工带来的机会占有硅片职业50%以上份额,但尺度迭代和工业搬运仍在继续,我国企业能否成为下一个工业中心?从曩昔15年的硅片价格改变来看,价格曲线受供需影响呈现过两次提价周期,现在处于第三轮提价周期的初期,这为我国企业产能建造供应了可贵的友爱供需环境。在此次周报专题中,咱们从全球硅片工业变迁动身,讨论硅片出资新周期和国产化进程。

一、全球半导体硅片职业变迁

1.1 尺度改变:代际更迭为新进入者发明机会

就半导体工业而言,芯片是最为人熟知和重视的范畴,而关于职业起着支撑效果的资料和设备范畴却适当低沉,但低沉不等于不重要,如半导体制作的根底——硅晶圆,在职业中的位置就不容忽视。

硅晶圆又称硅片,是制作集成电路的重要资料,经过对硅片进行光刻、离子注入等手法,可以制成集成电路和各种半导体器材。单晶硅是硅的单晶体,是一种比较生动的非金属元素,具有根本完好的点阵结构。其不同的方向具有不同的性质,是一种杰出的半导资料。光伏级单晶硅的纯度要求到达99.9999%,而半导体级单晶硅对纯度的要求乃至到达99.9999999%。选用西门子法可以制备高纯多晶硅,然后以多晶硅为质料,选用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅圆片按其直径首要分为6英寸、8英寸、12英寸及18英寸等。



在摩尔定律的驱动下,硅片尺度呈现从6寸—8寸—12寸的途径改变。据SEMI的数据,4英寸硅片产生于1986年,6英寸于1992年,8英寸于1997,12英寸于2005年。业界较为公认的说法,1980年代是4英寸硅片占干流,1990年代是6英寸占干流,2000年代是8英寸占干流,2002年,英特尔与IBM首要建成12英寸出产线,到2005年12英寸硅片的商场份额已占20%,2008年其占比上升至30%,而8英寸硅片占比已下降至54%,6英寸硅片占比下降至11%。

依据SEMI的猜测,12英寸硅片的市占率将逐渐进步,而八英寸和六英寸硅片的市占率逐渐萎缩。到2020年,12英寸硅片的占比上升到约80%,8英寸硅片的占比降至8%左右,6英寸及以下硅片降至2%左右。



依据全球300mm(12英寸)和450mm(18英寸)晶圆Fab的产品和数量猜测,在未来15到25年里,300mm晶圆Fab在半导体制作业界坚持干流位置,因而300mm硅片在未来至少25年的时刻里,也将继续坚持展开的态势。依据猜测,12英寸硅片在2022年左右到达商场份额的峰值。在摩尔定律的驱动下,跟着18寸硅片的出产技能逐渐老练,商场化进程加快,12英寸将朝着18英寸过渡。



但实际上,18英寸(450mm)的硅片关于全球半导体工业依然仍是一个悬而未决的课题,其间的要害因素是半导体设备供货商,包含使用资料等企业短少研制和出产的积极性,首要原因在于出产450mm硅片不是简略地把腔体的直径扩展,而是需求从头规划和制作相应的设备,面临巨大的本钱开支和高端技能人才的引入等难题,企业需求慎重考虑未来的商场是否有满意的出资回报率,以寻觅老练的机遇进入商场。

1.2 地域演化:日本硅片工业兴起的启示

现在,全球首要的半导体硅片供货商包含日本信越化学(Shin-Estu)、日本三菱住友(SUMCO)、德国Siltronic、韩国SK Siltron以及我国台湾的举世晶圆、合晶科技等公司。全球硅片职业存在较高的独占性,据IC insights的核算数据,五大硅片供货商的全球市占率到达了92%,其间日本信越化学市占率27%,日本三菱住友市占率26%,台湾举世晶圆市占率为17%,德国Silitronic市占率13%,韩国LG Siltron市占率9%。




从商场份额来看,硅晶圆商场根本上被日韩台独占,尤其是日本的SUMCO和Shin-Etsu两家公司,近十年来所占的商场份额都在60%左右。因为我国台湾的举世晶圆以及韩国LG Siltron等公司经过吞并收买等方法来扩展产能,以充分发挥规划效应,大举抢占硅片商场,两家日本企业的市占率近年来有所下降。

经过讨论全球硅片企业的商场份额,前五大硅片厂商没有一家是来自美国的企业,美国作为全球半导体工业的巨子在硅晶圆范畴却如此单薄,可是实际上,硅晶圆这一工业却是由美国首要创始的,从前美国的雷神公司(Raytheon)和孟山都公司(Monsanto)等都是业界的佼佼者,但最终因为相关事务不断亏本,无法跟上年代的脚步而相继退出该事务。咱们经过剖析和讨论半导体硅片工业由美国创建向日本搬运的前史背景并究其缘由,深入知道半导体硅片职业展开的前史规则。

纵观硅晶圆工业展开进程,在曩昔的二十年左右,全球首要的硅晶圆供货商从20多家,逐渐吞并为现在的5家,构成寡头商场。硅晶圆企业的吞并&收买有其必定原因,关于硅片厂商而言,其面临巨大的本钱开支,规划优势显得尤为重要,厂商只要经过大规划出产,才干下降固定本钱,进步盈余才能;其次,经过吞并收买,厂商可以进步商场会集度,进步工业链的议价才能,以保持相对安稳的盈余才能。



SUMCO是由Sumitomo、三菱资料和Komatsu三家公司在2002年和2006年吞并而成,而Shin-Etsu在1999年并购了日立的硅片公司。我国台湾的举世晶圆于2008年收买美商GlobiTech Incorporated公司,2012年收买全球排名第六的日商Covalent公司旗下有关半导体硅晶圆事务的子公司Covalent Silicon Corporation,2016年7月正式收买丹麦Topsil的半导体事业部,同年12月顺畅完结收买SunEdison Semiconductor。举世晶圆经过一系列的并购案,一举跃升为全球第三大硅晶圆制作商。

美国企业退出硅片工业的别的一个原因是,相关于工业链下流的芯片规划,硅片职业的赢利较薄。咱们经过比照美国在芯片范畴的代表性公司高通(Fabless厂商)和英特尔(IDM厂商)与日本硅片职业龙头SUMCO和Shin-Etsu的毛利率,可以发现芯片公司的毛利率远大于硅片企业。从经济效益来剖析,美国退出硅片范畴而转向更高端的芯片规划,能带来更大的收益。



由此剖析,咱们以为硅片工业从美国创建到日本兴起的搬运,首要可以归结于两个个原因:一是因为硅晶圆商场吞并收买的必定趋势,导致商场开端构成高度的独占性和地域性;二是因为硅片制作的本钱开支和技能难度都较高,而收益却十分薄,跟着全球化进程、世界化分工的展开趋势以及集成电路工业的蓬勃展开,美国企业剥离中低端的制作加工环节并将其分配给亚洲新式企业,本身挑选布局盈余才能更强的芯片规划环节。

二、日本半导体与硅片工业

2.1日本半导体工业:萌发—兴起—阑珊

从全球半导体工业的展开进程来看,起源于上世纪50年代的美国,1970s-1980s完结了第一次由美国到日本的工业搬运。



在工业搬运期间,日本由政府牵头,企业和研讨机构一起协力取得了巨大的技能成果,在本钱和技能的优势下,日本企业借机敏捷生长扩张,到1980s,日本已占有全球存储芯片超越50%的商场份额,到1990s,日本企业在全球十大半导体企业中占有了六个座位。90年代后,伴跟着第二及第三次的半导体工业搬运,日本技能及本钱优势损失,商场份额敏捷跌落。

萌发:日本半导体业的兴起以存储器为切入口,首要是DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存取记忆体)。1972年,日本企业能出产1K比特的DRAM,而其时IBM推出的新系统需求比1K比特大出1000倍的1M比特的产品,日本企业一度堕入失望。为了将容量从1K进步到1M,日本政府采纳“官产学”的形式,树立“超LSI技能研讨组合”企业联合体,政府拨款很多资金致力于半导体工业中。在这个过程中,日本的半导体工业飞速展开。

鼎盛:到上世纪80年代,步入存储器、大型主机的年代,日本轿车工业和全球大型核算机商场的快速展开,DRAM的需求剧增,而日本其时在DRAM方面现已取得了技能抢先,日本企业此刻凭仗其大规划出产技能,取得了本钱和可靠性的优势,并经过贱价促销的竞赛战略,快速浸透美国商场,并在世界范围内敏捷替代美国成为DRAM首要供应国。

阑珊:到上个世纪90年代,进入PC年代,手提电脑的呈现导致半导体零部件的需求变得愈加旺盛。因为研制难度和设备出资剧增,水平分工的出产方法在PC年代成为干流,而日本企业的笔直分工系统益发显得方枘圆凿,研制和出产无法一起照料周全。又因为该时期日本的半导体产品较为单一,过于会集在DRAM上,且产品附加值较低。韩国、台湾等地经过技能引入把握了核心技能,选用水平分工的出产方法,并经过劳动力本钱优势,很快替代日本成为了首要的供货商。截止2000年,日本DRAM份额已跌至缺乏10%,日企纷繁溃退。



2.2日本半导体资料:凭借工业优势连续旧日光辉

尽管日本半导体芯片份额现已萎缩,可是日本在半导体资料范畴连续了半导体旧日的光辉,在全球一直坚持着大范围的商场份额。日本企业在硅晶圆、组成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶资料、维护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊线、封装资料等14种重要资料方面均占有50%及以上的份额。日本半导体资料职业在全球范围内长时刻坚持着绝对优势,是全球最大的半导体资料出产国。



作为全球最大的半导体资料出产国,2017年日本国内的半导体资料消费占全球的15%,到达70亿美元的规划,消费量次于我国台湾区域,与我国大陆、韩国不相上下。日本一起也是全球最首要的半导体资料输出国。大部分半导体资料出口到了亚太区域的其他国家。半导体工业开端第三次搬运的趋势显着,逐渐搬运到以我国为主的更具有出产优势的区域。



2.3日本硅片职业的竞赛优势

日本硅片企业的竞赛优势首要体现在两个方面。第一是日本企业在硅片范畴有先发优势。因为半导体硅片职业具有本钱高、周期长、专利壁垒和技能壁垒四个特征,因而关于新进入的企业,不只需求海量资金还要引入现金技能和高端人才,职业壁垒较大。第二个原因是,日本厂商充分发挥了硅片职业的规划效应。硅片的大规划出产,可以下降固定本钱,进步毛利率水平,然后进步盈余水平。



日本信越化学的毛利率近年来都处于职业抢先水平。而举世晶圆于2011年从SAS集团中完结分拆,经过吞并收买日本Colvalent硅片公司、丹麦Topsil半导体部分,也充分发挥了规划效应,因而毛利率处于较高水平。相比较台湾合晶,因为硅片职业壁垒高,企业起步较晚,首要产品是8英寸以下硅片,其毛利率就较低。

2.4日本信越化学(Shin-Etsu)

信越化学工业株式会社作为日本半导体资料职业的龙头企业之一,是全球最大的半导体硅片供货商,2017年在全球半导体硅片商场中占有27%的份额。



现在信越化学的单晶硅现已可以到达纯度99.999999999%(11个9)的出产水平,技能远超其他企业。它是最早成功研制300mm硅片及完结了SOI硅片的产品化的企业。

经过剖析公司的主营事务收入状况,咱们可以发现公司的半导体硅片事务步入复苏和扩张的通道。Shin-Etsu半导体硅片事务收入占比从2013年起逐年进步,从2013年18%上升到2017年的22%。信越化学的半导体硅片事务收入在2007年到达顶峰,之后受金融危机影响呈现断崖式跌落,而且一度处于低谷期,从2013年开端,收入增速由负转正,事务收入状况逐渐修正,2017年完结约28亿美元的营收,同比增速达20%左右。



2.5日本三菱住友(SUMCO)

日本三菱住友(SUMCO)公司主营半导体硅资料料事务,是全球硅片龙头企业。2002年年三菱硅资料料公司与住友金金属工业的硅制作部分、联合硅制作公司吞并,并于2005年年更更名为SUMCO公司。主营产品包含单晶硅锭、抛光硅片、退火硅片、外延片、SOI硅片等,是全球最大的12英寸硅片供货商之一,其SOI硅片也可供应8英寸产品。

曩昔几年来,SUMCO一直是全球第二大的硅片企业。2018年第一季度,SUMCO经营收入为7.1亿美元,同比增速高达39%,完结大幅添加。

SUMCO的经营收入的改变趋势与Shin-Etsu大致相同,相同在2009年跌入谷底,从13年开端,收入增速由负转正,进入复苏通道。SUMCO经营收入的增速气势远大于信越化学,呈现出后来者居上的赶超趋势。



三、全球硅片职业进入新周期

3.1价格与出资周期回忆

从曩昔十五年的单位面积硅片价格改变来看,因为技能进步和本钱下降,价格曲线全体呈现下降需求,但受供需影响呈现过两次提价周期,现在处于第三轮提价周期。



硅片的供应缺乏的状况下,硅片厂商除了经过进步硅片价格来获取更多的溢价以外,还会加大本钱开支,例如置办设备、厂房等固定资产来进步产能。因而可以猜测,在本轮继续性提价驱动下硅片厂商将敞开一轮新的本钱开支周期。因而咱们核算了日本两大硅片企业(SUMCO和信越)从2001年到2017年的本钱性支出的数据,以及硅片价格的数据,观测硅片企业的本钱开支于硅片供需的周期性。



3.2新一轮需求周期敞开

跟着近年来半导体职业的景气上行,全球晶圆代工工业迎来出资热潮。依据SEMI核算,2017年全球晶圆厂设备出资金额大幅添加42.5%,到达约570亿美元规划,估计2018年仍将继续添加10.5%。SEMI猜测在2017-2020年,全球将有62座新晶圆厂投产,其间将有26座建于我国大陆,我国将成为全球晶圆厂出资最高的区域。密布的出资将带来全球晶圆产能的敏捷进步,依据IC Insights的核算及猜测,2016年和2017年全球晶圆产能增速分别为8.6%和7.3%,估计至2020年全球晶圆产能仍将稳步添加,到达21.3百万片/月的规划(等效8英寸)。其间12英寸晶圆的产能添加最快,2017年到达全球总产能的66.8%。




晶圆产能的继续添加为硅片商场带来很多需求。依据SEMI最新的数据,全球硅片面积出货量季度水平到达前史最高记载,出货量在2018年第一季度跃升至3084MSI(百万平方英寸),较2017年第四季度的面积出货量2977MSI添加3.6%,比2017年第一季度出货量上涨7.9%。据SUMCO猜测,2018年Q2季度8英寸硅片的需求约为554万片/月,12英寸硅片的需求在586万片/月左右,同比增速分别为6%和2.5%,需求量到达近五年的顶峰。




半导体硅片商场供需缺口显着,全球大硅片供应呈现严峻短少。依据IC Insights对全球晶圆产能和硅片产能的核算,2014年以来全球硅片商场存在求过于供的现象,且供需缺口逐年添加。依据晶圆厂和硅片厂的产能核算,2017年全球6-12英寸硅片的供需缺口总计为133万片/月,考虑到大都12英寸硅片产线仍在建造中,全球大硅片的供应端缺口将更为显着。



3.3硅片价格上升通道连续

硅片商场供需缺口的不断扩展,助推半导体硅片价格继续上涨。进入2017年以来,存储器芯片及CPU/GPU等逻辑芯片商场快速添加,12英寸晶圆需求激增,因为大都12英寸硅片产线的达产进展相对缓慢,导致12英寸硅片呈现严峻短少。8英寸方面,指纹识别芯片和摄像头芯片的需求大幅添加,而且物联网使用也多会集在8英寸晶圆,而全球首要硅片厂商现在没有8英寸产线大规划扩建的方案,使得8英寸硅片产能吃紧。依据2017年晶圆代工厂商与日本信越化学和SUMCO签定的硅片供应合约来看,12英寸硅片签约价已从上一年的每片75美元上涨到120美元,2018年硅片龙头企业采纳逐季度报价的方法,据SUMCO公司猜测本年12英寸硅片价格仍将添加20%以上。



依据SEMI数据,半导体硅片价格在2008年受金融危机影响,价格呈断崖式跌落,在2016年到达近十年以来的低谷。从16年开端半导体硅片价格步入复苏通道,且上涨气势微弱,从2016Q1的0.66美元/平方英寸逐渐上涨至2018年Q1的0.86美元/平方英寸。因为半导硅片企业在上一个职业低谷中纷繁减产,而新产线的到达一般至少要两年时刻,短期内半导体硅片产能无法快速进步。芯片企业挑选承受逐渐上涨的硅片价格而防止短少原资料带来的机会本钱。因而,现在的半导体硅片商场还处于紧平衡状况,半导体硅片进一步提价的趋势将连续。

四、我国硅片工业迎来展开新机会

4.1硅片工业战略位置

从全球半导体晶圆相关原资料商场结构来看,硅片作为最首要的晶圆原资料占有了35%的份额。硅片的产品质量简直决议了后续晶圆出产的。一起,因为硅片工业的树立需求从头规划和制作相应的设备,因而巨大的本钱开支和高端技能人才的引入至关重要。企业需求在出资回报率曲线昂首曾经沉积很多资金和人才出资,因而寻觅适宜的机遇进入商场变得尤为要害。




跟着中芯世界和华虹宏力在晶圆代工端的包围,我国大陆晶圆企业2016年商场份额到达7%。依据SEMI发布的数据,全球将于2017-2020年间投产62座半导体晶圆厂,其间26座设于我国大陆,占总数的42%。这些建于我国的晶圆厂将在19-20年征集达产,到时我国大陆晶圆代工才能有望到达全球的30%。这意味着我国大陆硅片产能与晶圆产能严峻不匹配,自给率有大幅进步空间。

4.2我国硅片企业展开进程

现在国内半导体硅片商场的展开相较世界先进水平尚存在显着距离,大陆硅片企业的产品线首要以6英寸以下为主。8英寸产线现在完结量产的企业包含浙江金瑞泓、北京有研半导体以及昆山中辰(举世晶圆的大陆子公司)少量几家,算计产能约27万片/月,远远不能满意国内晶圆厂的硅片资料需求;而12英寸产线现在仍在建造和规划中,尚不具有大规划量产的才能。

国内硅片商场的竞赛格式大致分为三个队伍:金瑞泓和有研新材为首的本乡厂商、江苏中辰和上海合晶为主的合资企业以及中环和京东方等转型切入半导体硅片工业的公司。



浙江金瑞泓树立于2000年,在国内本乡企业中具有最完善的工业链,可以出产单晶硅锭、研磨片、抛光片、外延片等一系列半导体硅片产品。2009年公司完结8英寸抛光片和外延片的量产,成为国内首家把握8英寸硅片技能的公司。现在公司产品已进入中芯世界、华虹、士兰微等国内一线晶圆厂的供应链。2017年5月,金瑞泓牵头承当的国家严重科技专项“8英寸硅片研制与工业化及12英寸硅片要害技能研讨”项目顺畅经过专家组检验,已把握12英寸硅片出产工艺,并于9月份正式发动了12英寸硅片15万片/月产能的工程建造。

北京有研半导体树立于2001年,是央企北京有色金属研讨总院的全资子公司,终年承当国家半导体资料范畴的科研重担。现在公司首要产品包含5-12英寸硅片、5-8英寸外延片、3-6英寸区熔片等,产品远销美国、日本、韩国、台湾等多个国家和区域。公司已从单一的研讨机构转向大型出产性实体,代表了国内硅片技能的前沿,一起也在海外商场扩展出产规划,进步了世界影响力。现在公司已建成一条年产12万片的12英寸抛光片试验线和一条年产6万片的的12英寸外延片试验线。

上海新昇半导体树立于2014年,由上海硅工业出资有限公司、上海新阳、兴森科技和上海皓芯出资办理有限公司合资树立。公司树立初期就开端布局12英寸硅片产线,现在一期工程在建造中,产品方针为适用于40-28nm制程的抛光片、退火片外延片以及SOI硅片等。公司在2016年已成功拉制出长约15米的12英寸单晶硅棒,跟着产线建造的逐渐进行,有望完结国内12英寸硅片成功量产的打破。

除了上述多年从事半导体事务的硅片企业,近年来半导体职业的继续景气相同招引了其他职业龙头的目光。国内光伏龙头企业中环股份开端进军半导体大硅片事务,2017年10月中环股份与无锡政府、晶盛机电公司一起组成中环抢先半导体资料有限公司,出资总额约30亿美元,将在无锡建造半导体大硅片产线。中环股份还在天津展开了30万片/月的8英寸和2万片/月的12英寸产线建造,意在半导体硅片商场完结弯道超车。除此之外,国内电子职业巨子京东方于2017年12月宣告在西安签约出资100亿元,打造半导体硅片基地,强势切入半导体资料范畴。



近年来,世界硅片龙头企业纷繁开端在我国大陆出资建厂。最早进行合资建厂的是台湾举世晶圆的母公司SAS于1999年在江苏昆山树立的中辰硅晶公司,背负其6-8英寸硅片的出产任务,2016年的经营收入到达19.3亿新台币。此外,台湾硅片企业合晶公司在郑州新建8-12英寸硅片厂,规划产能各位20万片/月,现在8英寸产线现已发动。

日本企业Ferrotec于2016年树立了宁夏银和半导体资料有限公司,方案出资建造35万片/月的8英寸产线和20万片/月的12英寸产线,一期工程已于2018年3月发动。合资企业具有老练的技能工艺和办理经验,其在大陆新建的硅片厂都归于8-12英寸的大硅片产线,其雄厚的资金和技能在给国内厂商施加巨大竞赛压力的一起,也为国内硅片商场带来了展开动力。



依据国内8英寸和12英寸晶圆厂的出资建造状况,依照均匀3年的建造期测算晶圆厂达产进展,然后得到国内硅片商场的需求量。再依据国内硅片厂的产线建造进展和方案,咱们分别对未来8英寸和12英寸硅片的供应端进行了测算。2018-2020年国内8英寸硅片供应将继续添加,但依然存在供需缺口。而12英寸硅片的供需缺口则更大,国内的12英寸硅片产线多在方案和建造中,相应的供应端简直为零,短期内还需求经过进口处理缺口问题。因而,在供需不平衡的影响下,我国硅片企业将迎来新机会,未来3年将成为国内硅片工业出资顶峰期,这带来对晶体生长和硅片加工设备的需求大幅进步。

职业动态数据盯梢



依据工程机械协会的数据显现,2018年5月挖机销量19313台,同比添加71.35%;其间国内销量水平17780台,同比添加69.6%;出口销量1523台,同比添加95.3%。2018年1-5月挖机开机小时数为589小时,同比下滑5.60%。



依据工程机械协会的数据显现,4月轿车起重机销量3028台,同比添加77.80%;1-5月累计销量13427台,同比添加82.68%。2018年5月叉车销量59413台,同比添加46.29%;1-5月累计销量256046台,同比添加28.30%。



依据国家核算局数据,2018年5月石油与天然气开采业固定出资完结额757.77亿元,同比添加5.10%;依据贝克休斯的发表,截止2018年5月25日,北美石油钻机活泼数量报859台,较上星期添加15台。



2018年5月份金属集装箱产值为1086.4万立方米,同比添加27.72%。2018年5月工业机器人产值13659台,同比添加35.82%;1-5月累计60071台,同比添加35.42%。

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