半导体、半导体材料、外延片行业深度分析报告：政策制度、发展态势、竞争壁垒、主要企业.docx

半导体、半导体材料、外延片行业深度分析报告（政策制度、发展态势、竞争壁垒、主要企业）2024年9月目录一、行业主管部门、行业监管体制、行业主要法律法规政策1(一)行业主管部门和监管体制1(一)行业主要法律法规及政策1二、行业概况及发展趋势3(一)半导体行业概况31、半导体行业简介32、半导体行业发展方向33、半导体行业发展现状5(一)半导体材料行业概况71、半导体材料简介72、半导体材料行业发展现状8(三)外延片行业概况91、外延片简介92、外延片行业发展现状93、外延片行业下游需求分析13(四)外延片行业的发展趋势181,外延片的市场需求进一步扩大182、国产化趋势显著19Z.、19(一)境外主要企业201、信越化学(4063.T)202,日本胜高(3436.T)203、环球晶圆(6488.TWO)204、德国世创(WAF.DF)215、SKSi1.tron(未上市)216、嘉晶电子(3016.TW)21二)境内主要企业211、沪硅产业(688126.SH)212、立昂微(6O5358.SH)213、有研硅(688432.SH)214、南京国盛(未上市)225、河北普兴(未上市)22一、行业主管部门、行业监管体制、行业主要法律法规政策（一）行业主管部门和监管体制行业的主管部门为工信部，行业H律组织为中国半导体行业协会、中国电子材料行业协会、上海市集成电路行业协会、国际半导体设备与材料协会等。工信部的主要职责为：拟订实施行业规划、产业政策和标准：监测工业行业日常运行；推动重大技术装备发展和自主创新；管理通信业：指导推进信息化建设：协调维护国家信息安全等。中国半导体行业协会的主要职贡为：贯彻落实政府有关的政策、法规，向政府行业主管部门提出本行业发展的经济、技术和装备政策的咨询意见和建议：开展信息咨询工作，对行业与市场情况进行调查研究与分析预测；开展经济技术交流和学术交流活动；开展国际交流与合作；协助政府制（修）订行业标准、国家标准及推荐标准等。中国电子材料行业协会的主要职责为：协助政府部门进行行业管理；开展信息咨询服务工作；协调行业内部和本行业与相关行业间的经济、技术合作与交流，推动企、事业的技术进步，产品质量和经营管理水平的提高等。国际半导体设备与材料协会（SEMI）为国际行业自律组织及行业标准制定机构，旨在协助会员开拓全球市场机会，加强客户、产业界、政府和企业领导人之间的联系，致力于产业的可持续性增长并服务于产业链上的所有环节。（二）行业主要法律法规及政策行业是我国重点鼓励发展的产业，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业。各相关部委相继出台多项政策支持行业的发展，相关文件的主要内容如下：序号政策名称发布时间发布部门相关内容I中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个Ii年规划和2035年远景目标纲耍2021年全国人大加强原创性引领性科技攻关：在事美国家安全和发展全局的基珈核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空大科技,深地深海等前沿领域.实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。26财政部海关总署税务总局关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知2021年财政部、海关总署、税务总局集成电路产业的关键原材料、零配件（含8英寸及以上硅单晶、8英寸及以上硅片）生产企业进口国内不能生产或性能不能满足需求的原材料、消耗品免征进口关税：集成电路用8英寸及以上硅片生产企业，进口国内不能生产或性能不能满足需求的净化室专用建筑材料、配套系统和生产设备（包括进口设备和国产设备）零配件免征进口关税。3g新时期促进集成电路产业和软件产业高历量发展的若干政策2020年国务院制定出台财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八方面政策措施，进一步创新体制机制，鼓励集成电路产业发展，大力培育集成电路领域企业。4£产业结构谢整指导目录（2019年本）>2019年国务院半导体、光电子器件、新型电子元器件（片式元器件、电力电子器件、光电子器件、敏感元器件及传感器、新型机电元件、高频微波印制电路板、高速通信电路板、柔性电路板、高性能粒钢板等）等电子产品用材料，依然属于国家鼓励类产业之一。5战略性新兴产业分类（2018）>2018年国家统计局将硅外延片明确列为战略性新兴产业,属于目录中“新材料行业-3.4先进无机非金属材料-3.4.3人工晶体制造-3431.半导体晶体制造6英寸、8英寸及以上单晶硅片，硅外延片”.6£国务院办公厅关于进步激发民间有效投资活力促进经济持续健康发展的指导遨见（国办发20I779号）2017年国务院办公厅将半导体器件集成电路制造列为战略性新兴产业。7战略型新兴产业重点产品和服务指导目录（2016年版）»2017年国家发改委将集成电路材料，主要包括6英寸/8英寸“2英寸集成电路硅片、绝缘体上硅（SOI）、化合物半导体材料等列入战略性新兴产业重点产品目录。8£新材料产业发展指南（工信部联规2016J454号）2017年工信部、国家发改委、科技部、财政部新代信息技术产业用材料。加强大尺寸硅材料、大尺寸碳化硅单晶、高纯金属及合金溅射靶材生产技术研发。9高新技术企业认定管理办法（国科发201.632号）2016年科技部、财政部、国家税务总同国家建点支持的高新技术领域：半导体新材料制备与应用技术中，大尺寸硅IY1.晶生长、晶片抛光片、SOI片及SiGe/Si外延片制备加工技术：大型MOCVD关键配套材料、硅衬底外延和O1.ED照明新材料制备技术；大尺寸肿化钱衬底、抛光及外延片、GaAsZSi材料制备技术等。10国家创新新动发展故略纲要2016年国务院加大集成电路、工业控制等自主软硬件产品和网络安全技术攻关和推广力度，为我国经济转型升级和维护国家网络安全提供保障“二、行业概况及发展趋势行业为半导体行业，细分领域为半导体材料环节的半导体硅外延片。（一）半导体行业概况1、半导体行业简介半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，是诸多电子产品的核心部件，常见的半导体包括硅、楮等元素半导体和碳化砰、础化绿、氮化锐等化合物半导体。硅是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。半导体行业是支撑经济社会发展、保障国家安全的战略性、基础性、先导性产业，其下游包括移动通信、计算机、汽车电子、医疗电子、工业电广、人工智能、航空航天等行业。2、半导体行业发展方向根据IRDS发布的国际半导体技术发展路线图，半导体行业的发展主要分为两大方向：一类是以制程线宽不断缩小为特征的深度摩尔定律方向（MOreMoo代），另一类是以应用功能多样化为特征的超越摩尔定律方向（More（hanMoore）。深度摩尔定律方向主要包括CPU、逻辑芯片、存储芯片等细分市场，其核心是沿着摩尔定律的道路，通过特征尺寸不断缩小，在一个芯片上拥有更多的电路，目前12英寸硅片在这个领域占据主导地位。超越摩尔定律方向包括功率器件、模拟芯片、传感器等细分市场,侧重于功能的多样化，是由应用需求驱动的，其核心是在一个芯片上拥有更多的功能，目前8英寸硅片在这个领域仍占据主要地位。超越摩尔定律不再单纯依嵬缩小晶体管尺寸和硅片尺寸的放大，而是通过电路设计以及系统算法优化、先进封装技术集成更多数量的晶体管等方式综合以提升性能。同时，根据应用场景来实现芯片功能的多样化，满足互联网、物联网、生物医药、新能源等各新兴领域的发展应用需求，重点挖掘和研发模拟器件、功率半导体、传感器等市场规模巨大的芯片。÷嫌疑1.21iMorethanMOOre:功能多样化Xq近、，士力奈金，fkD-H奖SO1.D!0资料来海：1RDS国际半导体技术发展路线图3、半导体行业发展现状全球半导体市场规模伴随着终端产品的需求而增长。近年来，5G手机、笔记本电脑、服务器、汽车、工业装备、智能家居、游戏设备、可穿戴设备等卜.游市场的发展推动了半导体市场增长。根据WSTS统计，2021年全球半导体市场规模达到了5.559亿美元，增长率达到26.23%o随着5G通信应用的落地、数字智能化生活的普及、智能网联汽车领域的强劲发展以及工业领域自动化的不断提高，半导体行业预计将持续增长，预计2025年市场规模将达到6.588亿美元。2016年.2025年全球半导体市场规模及增速全球仙市场视根（亿英兀）Jftxfi数据来源:WSTS（2016-2023年），赛迪顾问（2024-2025年）近年来，中国集成电路产业总体处于快速发展阶段，产业规模持续提升，中国已成为全球重要消费市场。根据中国半导体行业协会统计，2021年中国集成电路产业规模10,458亿元，同比增长18.20%。随着5G、消费电/、汽车电/等下游产业的进一步兴起，中国半导体市场规模整体保持稳步发展趋势。到2025年，中国集成电路产业规模预计将会达到14,729亿元。2016年.2025年中国集成电路产业规模及增速一中Hi如或电KS产业以根（亿元）增速数据来源：中国半导体行业协会（2062021年）.赛迪顾问（2022-2025年）虽然中国半导体行业销售规模持续扩张，但中国半导体产业依然严重依赖进口。根据海关总署统计，2022年，中国集成电路进口金额达4,164亿美元，连续第8年超过原油进口金额，位列中国进口商品第一位。中国半导体产业国产化进程严重滞后于国内快速增长的市场需求，中国半导体企业进口替代空间巨大。当前，中国半导体产业正处于产业升级的关键阶段，实现核心技术的“自主可控”是中国半导体产业现阶段的重要目标。2012年.2022年中国集成电路产品进出口金额数据来源：海关总署（二）半导体材料行业概况1、半导体材料简介半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节，对半导体产业发展起着重要支撑作用，具有产业规模大、细分行业多、技术门槛高等特点。半导体材料行业是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节,其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工艺化学品、电子特气、靶材、CMP抛光材料（抛光液和抛光垫）及其他材料，封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料及其他封装材料，每一种大类材料又包括几十种甚至上百种具体产品，细分子行业众多。2、半导体材料行业发展现状全球半导体材料产业规模与全球半导体市场规模同步增长。2021年全球半导体材料的产业规模为628亿美元，同比增长13.6%。2022年后，预计全球半导体材料的产业规模将持续保持增长趋势，2025年产业规模预计将达到747亿美元I）201侔-2025年全球半导体材料市场规模及增速全球11导体材料巾场战机1亿龙尤）一堆谑数据来源：SEMI.'JSSI（2O16-2O211F），赛迪顾问（2022-2025年）硅片是半导体材料的重要组成部分。半导体材料主要包括晶圆制造材料和封装材料，其中晶圆制造材料占比63%,硅片是晶圆制造材料中重要的基底材料。根据SEM1.数据，2021年碎片占全球晶圆制造材料市.场份额的比例高达35%。2021年全球晶圆制造材料市场结构份额情况K他10'化？品电11yIICU-CMPISJtHHKife数据来源：SEMI(三)外延片行业概况1、外延片简介半导体硅片可以按照产品种类、尺寸等进行划分。按照产品种类划分，一般可分为抛光片、外延片、SO1.片等，外延片是以抛光片作为衬底材料进行外延生长形成的半导体睢片；按照尺寸划分，一般可分为4英寸(100mm)、5英寸(125mm)、6英寸(150mm)、8英寸(20Omm)与12英寸(30Omm)等。2、外延片行业发展现状下游应用场景不断丰富外延片企业的下游客户是芯片制造企业，包括大型综合晶圆代工企业及专注于功率器件制造、模拟芯片制造与传感器制造等领域的IDM厂商。外延片的终端应用领域涵釜智能手机、平板电脑、便携式设备、物联网、汽车电子、人工智能、工业电子、军事、航空航天等众多行业。随着科学技术的不断发展，新兴终端市场还将不断涌现。上温弃片制造厂商中谢储网加工厂商卜游行业应用信越化学日本JftHWMOJ环球晶SKSi1.1.ron上海G晶品1«代工J功率；Kf1.模拟M片传照瑞分立器件射妆芯片台枳电联电中芯W际华虹富力IDW厂而英太凌馈州仪器达尔意法华号体华洞微成出半导体手机与平板电N物联网汽车电子人I.智能工业电f军力太空市场规模稳步提升全球外延片市场规模受下游半导体行业影响较大。根据赛迪顾问统计，2016年至2021年全球半导体市场规模呈波动变化趋势，2017年至2018年连续两年保持高速增长后，2019年至2020年受中美贸易关系、下游消费电子市场疲软等影响，外延片的市场规模有所下降。2020年下半年起，5G技术的应用、人工智能的发展，云计算数据量和终端电子产品需求大幅增加，带动居家办公、居家娱乐等信息化生活方式，促进了消些电子需求回升，半导体需求有所反弹，使得2021年全球外延片市场规模明显回升，达到86亿美元。根据赛迪顾问统计，受益于5G技术、人工智能、物联网等领域的不断成熟，未来几年全球外延片市场规模总体仍将保持增长，预计2025年将达到109亿美元。2。1祈-2025年全球外延片市场规模及增速数据来源：赛迪顾问自2016年以来，我国外延片市场规模呈稳定上升趋势。2018年至2021年，中国外延片市场规模从74亿元上升至92亿元，年均爱台增长率为7.53%,高于同期全球外延片的年均复合增长率，预计2025年的市场规模将达到11。亿元。中国作为全球重要的半导体产品终端市场,预计未来中国外延片市场的规模将总体保持增长态势。2016年-2025年中国外延片市场规模及增速数据来源：赛迪顾问国产替代空间广阔我国外延片自主化程度水平仍然较低。根据赛迪顾问统计，2021年我国8英寸外延片的需求量约71万片/月，供给量约49万片/月：2021年我国12英寸外延片的需求量约35万片/月，供给量约3万片/月。预计到2025年，上述8英寸及12英寸外延片供给缺口将分别达到30万片/月和34万片/月o2016年.2025年中国8英寸/12英寸外延片市场供需情况数据来源：赛迪顾问终端需求影响硅片尺寸以8英寸硅片为例，8英寸硅片较6英寸硅片在面积上提升约1.78倍,由于硅片面积扩大，使得单硅片芯片产出数量也成倍增加：并且硅片实际利用的面积主要集中在中间部分，因为边缘部分不够'F整以及存在缺陷，大尺寸硅片能够用于制造芯片的区域会更大。终端市场需求催生了对不同尺寸硅片的需求.硅片作为基础芯片材料，必须具备高纯净度、平整度、清洁度和低杂质污染度等特征，才能更好保持芯片原本设计的功能，随着尺寸增加，硅片质量控制和制造难度大幅增加。超越摩尔定律领域的产品更多注重设计上的优化,目前仍以8英寸产品为主。资料来源：公开资料整理“电气化+智能驾驶+新能源汽车”已经成为当前汽车行业三大核心驱动力，汽车电子也因此成为半导体卜游领域需求增长最快的市场。随着汽车电/化、智能化提速，汽车半导体加速成长，2021年全球汽车半导体规模达到456亿美元。未来几年，随着智能驾驶、新能源汽车的技术升级趋势，全球的汽车电子规模将继续保持高速增长。预计到2025年全球汽车电了市场规模将达到552亿美元。全球汽车电子市场规模600500400300200100«252"O二i1.1.1.1.1.1.1.201620170182019202020212022E2023E2024E202SE全球汽。电市场H1«!(1.W资料来源：赛迪顾问工业电子外延片通过制作成电源管理芯片(PMIC)等模拟芯片，可以应用于工业电子领域。电源管理芯片(PM1.C)在工业设备和宜流电机上担负电能转换、分配、检测及其他电能管理的职责，广泛应用于各类工业控制场景。电源管理芯片在工业电子当中的应用电源管理芯片资料来源：公开资料整理随着工业智造4.0时代的来临，工业设备呈现智能互联、无人化生产的发展趋势:全球及中国在近几年大力发展智能制造、智能装备、工业物联网、无人机、智能生产机器人等新兴领域，为工业电子的成长带来了驱动力。2021年，全球工业电子市场规模为770亿美元。随着“5G+工业互联网”的到来，全球工业电子市场规模将继续保持高速增长。预计到2025年，全球工业电子市场规模将达至J893亿美元。全球工业电子市场规模全球1.业电r市场双根(亿美元)资料来源：赛迪顾问消费电子外延片通过制作成MOSFET等功率器件、C【S和电源管理芯片(PMIC)等模拟芯片，可以应用于消费电子领域。MOSFET在快充充电器当中的应用MOSFET资料来源：公开资料整理CIS在智能手机当中的应用手机报像头资料来源：公开资料整理电源管理芯片在消费电子当中的应用资料来源：公开资料整理目前全球智能手机的发展主要有三方面驱动因素：首先是新兴市场功能机向智能机切换，其次是5G手机渗透率持续提升，最后是折校屏等新兴技术推动手机出货量增加。得益于4G网络的完善与移动互联网的普及，全球智能手机产业经历了多年的快速发展。随着5G应用的普及和新兴市场的需求增长，未来全球智能手机市场仍将具备一定的市场规模。在线课程、远程会议、短视频和网络游戏等使用场先提高了平板电脑的使用频率；其次，国内越来越多的工厂车间正在逐步向数字化、自动化和智能化方向转型，平板电脑在工业领域的应用窗口亦已打开:再次，5G时代的到来使远程问诊成为现实，医疗信息化软件的更新会引领终端平板电脑类硬件的更新换代。（四）外延片行业的发展趋势1、外延片的市场需求进一步扩大近年来，受益于下游功率器件、模拟芯片市场规模的高速增长，外延片的市场需求也持续扩张。未来，随着越来越多智能终端及可穿戴设备的推出，新能源汽车、5G通信、物联网等新应用的普及，【GBT、MOSFET等功率器件及CIS、PM1.C等模拟芯片产品的使用需求和应用范围均将进一步扩大，预计外延片的市场需求将持续增长。2、国产化趋势显著在国家高度重视、大力扶持半导体行业发展的大背景下，我国半导体产业快速发展，产业链各环节的产能和技术水平都取得了长足的进步，但相对而言，以硅片为代表的半导体材料仍是我国半导体产业较为薄弱的环节，刻于进口的依赖程度依然较高，国产化替代空间广阔。国内外延片企业起步较晚，因此在技术、质量和规模上都与国际企业存在着一定的差距。长期以来，我国外延片供应商主要生产6英寸及以卜.外延片，以满足国内需求，市场格局较为稳定。而近年来，大尺寸半导体硅片国产化成为我国半导体领域的重要战略目标和努力方向，国内企业在8英寸外延片生产方面与国际先进水平的差距已经有所缩小，12英寸外延片由于核心工艺技术难度更高，尚未实现大规模国产替代。3、8英寸产品目前占据主流，12英寸成为未来发展趋势超越摩尔定律方向包括功率器件、模拟芯片、传感器等细分市场,侧重于功能的多样化，是由应用需求驱动的，其核心是在一个芯片上拥有更多的功能，目前8英寸硅片在这个领域占据主要地位。另一方面，英飞凌、安森美等国际先进厂商在制造功率器件时已开始使用12英寸外延片，华虹宏力、中芯集成等国内厂商也已建成12英寸功率器件生产线，12英寸产品的优势越来越明显，所需的技术要求也相应大幅提高。三、市场竞争格局半导体硅片行业具有技术难度高、研发周期长、资本投入大、客户认证周期长等特点，因此全球半导体硅片行业集中度较高。国际硅片厂商长期占据较大的市场份额，排名前五的厂商分别为口本信越化学(Shin-Rsu)日本胜高(Sunw)环球晶圆(G1.oba1.Wafers)德国世创(Si1.tronic).韩国SKSi1.trOn。全球半导体硅片的主要厂商情况如下：(一)境外主要企业1,信越化学(4063.T)信越化学成立于1926年，是东京证交所上市公司，是全球排名第一的半导体硅片制造商。信越化学主要产品包括半导体、有机硅、化学品、加工及服务、功能性材料、电子与功能材料。信越化学的半导体硅片产品主要包括半导体硅抛光片(含So1.硅片)、半导体硅外延片。2、口本胜高(3436.T)日本胜高成立于1937年，是东京证交所上市公司，是全球排名第二的半导体硅片制造商。日本胜高主营业务为半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括半导体硅抛光片(含So【硅片)、半导体硅外延片。日本胜高先后合并了KyUShU电子金属公司和SUmitomOSitix集团等公司。3、环球晶圆(6488.TWO)环球晶圆前身是中美晶的半导体事业处，成立于1937年，是一家在中国台湾地区证券柜台买卖市场挂牌的公司，是全球第三大半导体硅片制造商。环球晶圆主营业务为半导体硅材料生产，主要产品包括硅抛光片、SoI硅片、睢外延片。环球晶圆先后收购/日本COVaIen1.MaIeriak的半导体硅片业务、丹麦ToPSiI的半导体业务、美国SUnEdiSOnSCmiCOndUCIOr等公司。4、德国世创(WAF.DF)德国世创是全球排名第四的半导体硅片制造商，主要经营地在德国，于2015年在法兰克福证券交易所上市。德国世创的主营业务为半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括半导体硅抛光片、半导体硅外延片等，在亚洲、欧洲和美国都拥有工厂。5、SKSi1.tron(未上市)SKSmron成立于1983年，是全球第五大半导体睢片制造商，主要经营地在韩国。SKSiIIron的主营业务为半导体硅片的研发、生产与销传，主要产品包括半导体硅抛光片、半导体硅外延片。6、嘉晶电子(3016.TW)嘉晶电子1998年成立于中国台湾新竹科学园区，2002年在中国台湾上市，2016年嘉晶与汉磊科合并。嘉晶电F专业从事外延代工，生产、销售硅外延片产品。(二)境内主要企业1、沪硅产业(688126.SH)沪硅产业成立于2015年，主营业务为半导体硅片，主要产品包括抛光片、外延片、SOI硅片。2、立昂微(605358.SH)立昂微成立于2002年，主营业务为半导体硅片以及半导体分立器件芯片，主要产品包括半导体睢片、肖特基：极管芯片、MOSFET芯片。3、有研硅(688432.SH)有研硅成立于2001年，主营业务为半导体珪材料，主要产品包括半导体硅抛光片、集成电路刻蚀设备用硅材料、半导体区熔硅单晶等。4、南京国盛（未上市）南京国盛前身是信息产业部电子第五十五研窕所电子材料产品部，成立于2003年，主营业务为半导体硅外延材料，主要产品为外延片。5、河北普兴（未上市）河北普兴电子前身是中国电子科技集团公司第十三研究所材料专业部硅外延课题组，成立于2000年，是信息产业部电子十三所控股公司。河北普兴主营业务为高性能硅基材料的外延研发和生产，同时研制了第三代宽带隙半导体材料碳化硅（SiC）和氮化铉（GaN）产品，其主要产品包括外延片、氮化保外延片和碳化硅单晶及外延片。