来源：未来智库
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1. 万丈高楼从地起，半导体产业始于硅片
直拉法生长技术是目前较为主流长晶工艺。单晶硅是由单一籽晶生长的单晶体硅材料， 它具有晶格完整、缺陷和杂质很少等特点。根据单晶硅生长方式进行分类，可将其分为区熔单晶硅（FZ-Si）和直拉单晶硅（CZ-Si），其中所涉及的工艺为区熔法和直拉法。相较于区熔法，直拉法能支持 12 英寸等大尺寸硅片生产，而区熔法则用于 8 英寸及以 下尺寸硅片生产。所以，直拉法是目前较为主流长晶工艺。
总结：单晶锭是硅片生产原料，目前生产单晶锭以直拉法为主。在生产过程中通过添加 不同的掺杂剂以制备具有不同性能的半导体，但需要对其他杂质进行严格管控，否则成 品质量将受到影响。所以，单晶硅生长技术在硅片生产中是关键技术之一。
1.1.2 从“锭”到“片”
硅片制造工艺实现从“锭”到“片”转换。当完成单晶硅生长工艺后，需要通过硅片制造技术来实现硅片生产。根据生产流程，单晶硅锭需要通过切断、切片、研磨、抛光、 清洗五大步骤从而得到抛光硅片。其中，通过切断得到适合切片的晶棒；切片是将晶棒 切成具有一定厚度和平整度的硅片；研磨工艺，可去除硅片切片表面残留的损伤层，并使硅片具有一定的几何精度；抛光工艺，通过化学和机械作用，去除硅片表面残留的微 缺陷和损伤层，获得硅抛光片；硅片清洗是去除硅片表面各种沾污。通过这一系列加工 工艺后，可得到抛光硅片。
由于抛光片是应用最为广泛的硅片，所以下文均以抛光片为讨论主体。
1.2.1 硅片向大尺寸迭代
1.2.2 各尺寸硅片满足各种需求
各种需求促生对不同尺寸硅片需求。不同尺寸硅片在应有场景中有所差异，下游对于硅 片需求主要集中在 8、12 英寸。目前，12 英寸硅片主要应用于制造智能终端中逻辑芯片 和存储芯片等，而 8 英寸硅片主要应用于汽车电子、工业自动化和指纹识别等集成电路 制造领域，6 英寸及以下尺寸硅片主要应用于低端产品。所以，在不同领域应用不同尺寸的硅片，从而形成不同的需求。
2. 终端市场回暖，需求沿产业链传导
小结：存储芯片作为电子产品中不可或缺的一部分，其需求将会随着终端产品出货量和 单体使用量上升而增加。此外，存储芯片在 12 英寸硅片下游应用中占比超过 50%，所 以其需求增加将沿产业链传导到硅片。
2.1.2 半导体行业持续景气，12 英寸硅片需求强劲
2.2 8 英寸硅片再次迎来黄金机会
相较传统汽车，新能源汽车中功率半导体价值增大。功率器件是分立器的一种，其是专 门用来进行功率处理的半导体器件，其具有承受高电压、通过大电流的能力，能实现变 压、变频、功率管理等各种功能。根据新能源汽车工作原理，电池通过持续向电机输出， 为车辆提供动力来源。所以，在新能源汽车中会使用到大量电力设备，其中功率半导体 即是重要一环。根据 Strategy Analytics 分析，在传统内燃机车上，功率半导体装机价值 为 71 美元，占据车用半导体总价值的 21%;而对于混合动力车，则在传统内燃汽车基础 上新增的功率半导体价值为 354 美元，占据新增总价值的 76%;在纯电动车上，功率半导 体价值为 387 美元，占据车用半导体总价值的 55%。根据相关数据测算，传统汽车和纯 电车车用半导体价值分别约为 338 美元和 703 美元。所以，除功率半导体价值上升外， 汽车电子价值也在上升。
2.2.3 8 英寸晶圆代工厂需求持续增大
需求端总结：在 5G 通信等因素加持下，应用端均有较大发展空间。所以，下游需求将 会沿着产业链向上游传递，无论是 12 英寸硅片，还是 8 英寸硅片，其需求量都会有所 上升。
3. 硅片扩产长路漫漫，硅片产能利用率将保持在高位
3.2 8 英寸硅片扩产面临限制
4. 从日本半导体产业发展看我国崛起之路
4.1 产业转移成就日本半导体产业发展
日本成为全球半导体产业第一次转移受益者。源于半导体产业发展，人类进入到电子时 代。美国是半导体产业的缔造者，其发展历史可追寻到 19 世纪 30 年代，所以美国在相 关领域具有重要话语权。目前，半导体产业已完成两次产业转移且正在进行第三次产业 转移。根据产业转移路径，日本是第一次产业转移的受益者。日本半导体产业始于二十 世纪五六十年代，在美国政府和美企扶持下，日企得到相关技术开始生产晶体管，日本 半导体产业拉开序幕。1980 年代，日本在“官产学”等制度的帮助下，在 DRAM 市场 取得辉煌成绩。1990 年代，由于日本没有把握住时代变革，DRAM 产业逐渐没落。
受多方面因素影响，日本在半导体制造领域逐步没落。日本在 DRAM 产品所取得优势， 在 1990 年代开始逐渐消退。受与美国签订贸易协定和日企未能就消费类电子需求对产 品进行调整的影响，日本 DRAM 产业受到冲击。此外，由于日企以 IDM 模式运作，遵 循着“投资-技术创新-投资”发展路径，所以日企需要不断获利和大量资金投入才能保 持企业正常运作。在 90 年代末期，日企受到亚洲金融危机冲击和本国垂直分工的限制， 其竞争力逐步减弱并被其他国家所替代。
受益于半导体产业第一次转移，日本半导体材料得到快速发展且优势得以保持。半导体材料作为芯片制造上游产业，日本在发展芯片制造产业的同时，对于半导体材料发展也 给予关注。硅片作为晶圆制造材料中市场规模最大的品种，其前期在芯片制造业引领下 得到快速发展。1970 年日本有机硅产量约 6000 吨，而在 1986 年产量已经增至愈 60000 吨，产量增长愈 10 倍；此外，1979 年，日本从有机硅输入国转变为输出国。日本政府 对于产业扶持使得企业快速发展。其中，日本为创制高功能性、高导电性等新材料，通 产省在 1989 年所制定“硅类高分子材料研究开发基本计划”，自 1990 起十年时间内投 资 160 亿元以确立有机硅单体和聚合物合成与加工基础技术。在此计划加持下，日本有 机硅企业得到进一步壮大。除硅片外，日企在其他材料领域也取得较为突出成绩。据 SEMI 推测，日企在全球半导体材料市场上所占的份额达到约 52%并在全球市场占有绝 对优势，在硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂及引线框架等重要材料方面占有很高 份额。
总结：在半导体第一次产业转移中，日本凭借着“官产学”体制下所取得成就，成为世 界半导体产业佼佼者。此后，在多种因素作用下，其芯片制造业逐步走向没落。但在半 导体产业发展和鼎盛阶段，日本在材料领域所累积的优势得到延续，使其在材料领域具 有重大话语权。
4.2 我国硅片产业目标明确，走出坚定步伐
国家发布政策支持硅片产业发展。国家为促进集成电路全产业链发展，先后颁布了《国 家集成电路产业发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》等政策。在这 些政策中，不乏对于硅片产业发展提出指导意见。其中，《国家集成电路产业发展推进 纲要》中提出要开发大尺寸硅片等关键材料，加强企业间合作；《“十三五”先进制造 技术领域科技创新专项规划》中明确提出要重点研发 300mm 硅片。在国家政策推动下， 硅片产业将会得到强有力支持。
大基金进一步促进产业发展。日本政府在国内半导体产业初始阶段投入一定资金以扶持 产业发展，而我国也有类似政策来支持产业发展。2014 年 9 月 24 日，国家集成电路产 业投资基金(“大基金”)正式设立。截至目前，大基金已经设立两期。对于大基金一期， 截至 2018 年已经基本投资完毕，投资额度接近 1400 亿元。其中，大基金投资上海硅产业投资有限公司等，在大硅片领域进行布局。而大基金二期在 2019 年已完成募集，募 集规模约为 2000 亿元，主要聚焦集成电路产业链布局投资，重点投向芯片制造以及设 备材料、芯片设计、封装测试等产业链各环节，支持行业内骨干龙头企业做大做强。大基金资金导入对企业研发将有一定促进作用，能更好的帮助企业在技术上进行追赶。
4.2.2 我国大硅片产能将迎来收获期
总结：我国作为半导体产业第三次转移的转入国，半导体销售额在全球市场中占比在持 续攀升。此外，我国是全球最大的消费电子产品生产国、出口国和消费国，对于半导体 产品需求较大。所以，国产化水平将对产业安全有较大影响。硅片作为晶圆制造材料市 场中占比最大的且最基础品种，我国在硅片领域存在短板且在大硅片方面更为突出。但 在国家政策和资金的扶持下，我国众多企业纷纷规划产线，对半导体大硅片进行布局。随着产能逐步落地，能有效降低对进口大硅片依赖程度，保障产业安全。
5. 新冠疫情已成为最大 X 因素
全球疫情防控面临较大挑战。目前，新冠病毒已席卷全球。虽然我国疫情已经得到基本 控制，企业均有序进行复工复产，日常活动逐步恢复正常，但国外情况不容乐观，其中 欧洲所有国家均出现确诊病例。截至 3 月 20 日，除中国外，美国、意大利、伊朗、西 班牙、德国、法国 6 国确诊病例数已过万。此外，部分国家已进入紧急状态，限制人员 流动。
疫情对经济发展造成冲击，控制疫情成为关键。由于停工停产等因素影响，疫情已对全 球企业和经济形成冲击，绝大多数行业面临严峻挑战。面对疫情，中国和美国均已开展 疫苗研发工作，且已取得一定进展。但由于疫苗从研发至大规模接种需要一定时间，或 将存在问世快上市慢的问题。此外，由于目前尚未有新冠病毒特效药，所以治疗大多采用“旧药新用”的方式。在疫苗和药物无法短时间内上市的情况下，疫情管控成为关键。目前，各国对疫情重视程度不断提升，这将有助于控制疫情蔓延，但全球疫情在短期内 结束面临较大挑战。上海市复旦大学附属华山医院感染科主任、上海医疗救治专家组组 长张文宏教授表示，今年夏天大多数病例能得到很好的控制，但冬天是否再来尚不确定， 持续一两年是有可能的。
疫情导致不确定性增大。据 Strategy Analytics 预测，受疫情影响，2020 年全球智能手 机出货量将比预期(疫情前的预测)少 10%。中国智能手机的出货量将比预期减少 15%。而如果疫情持续到四月/五月之后，情况进一步升级，全球智能手机的出货量下降将会超 过 10%。根据最新数据，2 月份全球智能手机出货量降至 6180 万部，与去年同期的 9920 万部相比下降了 38%。所以，疫情导致不确定性增大，短期内终端需求将会有所萎缩。若疫情在上半年得到有效控制且下半年有所缓解，虽然产业链受到冲击但将会逐步恢 复。但如果疫情有所反复，则产业链将面临较大挑战。由于终端市场需求不会消失，虽 然产业链短期承压，但中长期景气度向上趋势并不会改变。
6. 投资建议
长期而言下游向好，半导体硅片需求有望增加。目前，5G 通信在全球范围内掀起热潮， 韩国、美国、中国等国家已经开通 5G 商用网络。由于 5G 网络需要相应终端才能使用， 在手机厂商逐步推出平价 5G 手机后，手机换机潮将有望出现。对于 To B 端而言，物联网是 5G 下游应用的重要一环，车联网、工业互联网等将成为焦点。此外，伴随着数据 流量爆发，对于数据中心等基础设施需求在增加。长期而言，随着半导体产业下游应用 向好，硅片作为上游材料之一，其需求将有望增加。
半导体硅片市场被巨头垄断，硅片短期供给提升有限。日本信越、日本胜高等 5 大硅片 巨头垄断全球超过 90%半导体硅片供给，且硅片尺寸越大垄断程度越高。目前，半导体 产业主流硅片尺寸为 8 英寸和 12 英寸，其中 12 英寸出货量占比超过 70%。虽然需求端持续向好，但供给端受产能利用率、投资周期等因素影响，短期内无法大量扩产。所以， 供给端短期内或将保持现有规模。
我国半导体大硅片产能规划充足，产能落地能有效缓解进口依赖。由于我国在硅片产业 起步较晚，硅片国产程度较低，其中大硅片基本依靠进口。但在国家政策和资金扶持下， 我国硅片企业走上追赶的道路，目前已有多家企业对大硅片进行布局。随着产能落地， 有望缓解对大硅片进口依赖，提高产业安全。
疫情对硅片需求产生一定影响。对于硅片产业而言，短期内下游需求将承压，但这种需求或将顺延，中长期趋势不会改变。
投资建议：集成电路行业维持推荐评级。我国硅片产业已走上追赶先进集团的道路，大 硅片规划产能也在逐步落地过程中。在下游长期向好的情况下，将利好具有相关布局公 司。建议关注：（002129）、硅产业等。
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（报告来源：东莞证券）
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