硅材料作為當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)的基石,其重要性不言而喻,芯片性能能夠發(fā)揮幾成,除了與設(shè)計相關(guān)以外,更重要的是與制造工藝有莫大的關(guān)系,而先進(jìn)的制造工藝,則需要良好的硅材料相匹配,所以說硅材料與制造工藝直接決定了芯片的性能;近十年來,中國半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)迎來了黃金發(fā)展期,這點近兩年來資本運作就已經(jīng)非常充分的體現(xiàn)了,從上游IC設(shè)計到制造、封測都取得了快速的發(fā)展。
不過在于制造設(shè)備和芯片硅材料方面,這兩大產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展相對而言仍十分緩慢,尤其是芯片制造設(shè)備領(lǐng)域更是如此,在中芯國際等國內(nèi)芯片代工廠領(lǐng)頭之下,中國在全球半導(dǎo)體行業(yè)制造產(chǎn)能占據(jù)了10%,但是設(shè)備僅僅為1%,設(shè)備領(lǐng)域基本上日美歐洲呈現(xiàn)三足鼎立的趨勢,早期硅材料更是趨近于零,不過,硅材料產(chǎn)業(yè)格局有望逐漸被打破。
雖然國家成立了大基金對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行扶持,但是從細(xì)分領(lǐng)域來看的話,依然存有先后順序!據(jù)觀察,2015年上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司的成立,標(biāo)志著我國正式對半導(dǎo)體硅材料市場發(fā)起了大力進(jìn)攻!
全球市場現(xiàn)狀:高度壟斷格局逐漸被稀釋成三角之勢
硅材料作為當(dāng)前半導(dǎo)體芯片的主要材料,據(jù)數(shù)據(jù)顯示,其在2014年全球的市場規(guī)模達(dá)到80億美元,2015年達(dá)到83億美元,整體來看出貨量變化不大,但是市場規(guī)模金額大幅度縮小,前幾年市場規(guī)模都在100億美元以上,主要原因在于全球硅材料主要產(chǎn)能在日本,導(dǎo)致受日元貶值縮水了不少!從硅材料尺寸來看,2009年開始,12寸(300mm)硅片出貨量已經(jīng)超過總體硅片出貨量的一半,預(yù)計到了2020年,12寸硅片的出貨量將超過總體硅片出貨量的75%。
12寸硅晶片出貨量之所以在近些年來快速增長,主要原因在于CPU、Memory芯片市場快速增長,大部分都是采用12寸晶圓制造,不過,除了CPU和Memory等先進(jìn)的芯片以外,更多的芯片使用的都是8寸(200mm)晶圓,如指紋識別芯片和攝像頭CIS芯片,今年指紋識別芯片和CIS芯片受益于智能手機(jī)市場出貨量大幅度增加,正是導(dǎo)致今年8寸晶圓缺貨的主要原因所在!除此以外,6寸晶圓還將繼續(xù)在市場維持一段時間,不過整體來看,8寸晶圓和6寸晶圓被12寸晶圓擠壓導(dǎo)致出貨量正逐年下降!
從全球來看,硅材料具有高壟斷性,全球主要硅材料產(chǎn)能都集中在日本,尤其是隨著尺寸越大,集中、壟斷情況就越嚴(yán)重!全球銷售額前兩名的Shin-Etsu和Sumco都是日本公司,前五名都有12寸硅晶片,2015年這五家的銷售額占據(jù)了市場的95%,第三名到第十名分別是:德國的Siltronic、美國的SunEdison Semiconductor、韓國的LG Siltron、臺灣的Global Wafer、法國的Soitec、臺灣的Wafer Works、芬蘭的Okmetic、臺灣的Episil,其中Shin-Etsu去年的銷售額超過21億美元,Sumco將近20億美元,Siltronic將近10.5億美元,Sun Edison Semiconductor、LG Siltron、Global Wafer三家的銷售額則在7~8億美元之間,剩余幾家銷售額則在3億美元以下,從這組數(shù)據(jù)中也可以看出硅材料行業(yè)的壟斷性之高!

注備:圖表資料來源于招商證券、上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司
值得一提的是,上個月Global Wafer以6.83億美元的總價并購了SunEdison Semiconductor,從而使得排名第六的Global Wafer一舉突破Siltronic成為全球第三大硅材料供應(yīng)商!5月份的時候,Global Wafer還以3.2億人民幣收購了丹麥的Topsil,另一方面,致力于拋光片和外延片的臺灣廠商Wafer Works一直試圖轉(zhuǎn)型,但結(jié)果并不理想,存在被GlobalWafer收購的可能性。
而早在今年3月份,擁有國家大基金背景的上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司(下稱上海硅產(chǎn)業(yè)投資,簡稱NSIG)計劃收購法國Soitec14.5%的股份,除此以外,上海硅產(chǎn)業(yè)投資在4月份還提案收購芬蘭的Okmetic,雖然上海硅產(chǎn)業(yè)投資都已經(jīng)獲得被收購企業(yè)的同意,不過,不知道目前該并購案進(jìn)程如何!
從這幾起收購案也可以看出,大陸正在加速彌補在硅材料產(chǎn)業(yè)的不足,整體來看,主要是通過并購收購的方式來增強(qiáng)實力,此外,硅材料整個市場也呈現(xiàn)出聚集狀態(tài)!今后可能主要以日本、中國大陸、中國臺灣為主,已經(jīng)形成了三角之勢。
而且上述并購案中,可以說主要是上海硅產(chǎn)業(yè)投資與Globa lWafer兩者在競爭,上海硅產(chǎn)業(yè)投資之前也曾有意并購Sun Edison Semiconductor,不過落敗Global Wafer之手是意料之中的事情!對于下一步收購目標(biāo),據(jù)上海硅產(chǎn)業(yè)投資稱,基本上不考慮日本和臺灣,美國的審核力度較大,可能性最高的是將會把目標(biāo)鎖定在歐洲地區(qū),把一些小的硅材料企業(yè)整合起來進(jìn)一步壯大!
雖然目前芯片制造商臺積電、三星、英特爾都在推10nm工藝制程,不過10nm工藝制程要求硅晶片處于完美晶體狀態(tài),這對硅晶片的要求不言而喻,但是10nm工藝制程的硅晶片只有前四大Shin-Etsu、Sumco、Siltronic、Sun Edison Semiconductor能夠提供大規(guī)模量產(chǎn)!Global Wafer才剛剛進(jìn)入12寸硅片市場,其收購Sun Edison Semiconductor可謂是彌補了12寸硅片產(chǎn)品線!
國內(nèi)市場現(xiàn)狀:資本力促硅材料產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展
從近兩年芯片市場來看,12寸硅晶片需求極為旺盛,2015年國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)線需求達(dá)到了42萬片每月,不過,國內(nèi)的自給率為零,100%完全依賴進(jìn)口,此外,8寸硅晶片同樣基本上依靠進(jìn)口,進(jìn)口率達(dá)到了90%,上文中已經(jīng)簡述了NSIG試圖并購一些歐洲硅材料廠商,主要通過資本的運作完成硅材料產(chǎn)業(yè)的壯大。
目前國內(nèi)半導(dǎo)體硅材料供應(yīng)商主要有上海新昇、上海新傲、北京有研總院、浙江金瑞泓、南京國盛、河北普興、天津環(huán)歐、洛陽單晶硅等,上海硅產(chǎn)業(yè)投資是上海新昇、上海新傲的股東!在此需提的是上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司(NSIG),據(jù)悉,上海硅產(chǎn)業(yè)投資成立于去年11月,注冊資金20億元人民幣,投資方主要有國家大基金、上海國盛、上海武岳峰、上海新微、上海嘉定工業(yè)區(qū)。
今年5月份,上海硅產(chǎn)業(yè)投資3.09億元人民幣增資上海新昇,控股達(dá)到42.31%,上海新陽持股從38%下降到24.36%,此外,深圳興森科技、上海號芯投資也是上海新昇股東,這五家公司都是國企,第二輪融資的話將會比去年還高,屆時將會增加民營和國外企業(yè)方式!國內(nèi)中芯國際、武漢新芯、華力微電子基本上都是上海新昇可以確定的客戶,此外,新昇還將把40%的產(chǎn)能留給國外客戶!
從尺寸規(guī)劃方面來看,300mm硅片市場主要有北京有研總院,目前北京有研總院月產(chǎn)能1萬片試驗線,技術(shù)水平達(dá)到90nmIC技術(shù)要求,目前小批量生產(chǎn)測試片為國外合作伙伴提供委托加工服務(wù)。不過也有說法稱北京退出了300mm硅片市場,目前主要是上海企業(yè)在做。
此外,上海新昇2015年展開了40nm~28nm工藝的300mm硅片項目,據(jù)稱計劃最遲2017年年底量產(chǎn),初期規(guī)劃產(chǎn)能15萬片/月,到了2023年,預(yù)計屆時產(chǎn)能達(dá)到60萬片/月。針對40nm~28nm工藝,雖然目前臺積電、三星、英特爾都在逐鹿10nm/7nm工藝,但是今后大量半導(dǎo)體應(yīng)用都會長期滯留在40nm~28nm工藝。
其次是200mm硅片,上海新傲、北京有研總院、金瑞泓、南京國盛、河北普興都有布局,已經(jīng)形成了月產(chǎn)能10萬拋光片及15萬片外延片的產(chǎn)能。其中200mmSOI晶圓主要是上海新傲在做,200mm SOI晶片月產(chǎn)能達(dá)到了1.2萬片,使用技術(shù)來源于自研的“simbond”和法國Soitec授權(quán)的“Smart Cut”技術(shù)。
上海新傲與Soitec的聯(lián)系可謂較為密切,除了今年上海硅產(chǎn)業(yè)投資提案并購Soitec14.5%的股份以外,早在兩年前,新傲就已經(jīng)成為Soitec 200mm SOI晶圓獨家代理商,適用于智能手機(jī)的射頻擊沉電路和汽車行業(yè)的功率集成電路!
更為重要的是,也正是此時,上海新傲才獲得Soitec的“SmartCut”(智能剝離)技術(shù)的授權(quán),除了上海新傲以外,日本的Shin-Etsu和德國的Wacker都獲得了Soitec授權(quán),可生產(chǎn)8寸和12寸的Smart-Cut產(chǎn)品!據(jù)業(yè)界人士稱,在新傲工藝器件方面已經(jīng)量產(chǎn),并且出貨量情況還不錯,雖然目前量產(chǎn)的8寸的硅晶片,但是對于12寸硅晶片也有規(guī)劃,不過,采用Smart-Cut技術(shù)生產(chǎn)的硅晶片只能在國內(nèi)銷售,可以說,一旦新傲200mm SOI晶片量產(chǎn)的話,那么將是國內(nèi)硅材料產(chǎn)業(yè)重要的一筆!
整體看來,雖然全球硅材料市場已經(jīng)形成了三角之勢,日本以Shin-Etsu和Sumco為主,中國大陸硅材料產(chǎn)業(yè)主要在上海,圍繞芯片代工廠中芯國際、華虹宏力等,臺灣則主要以Global Wafer為主,不過從技術(shù)、營收和利潤方面來看,日本企業(yè)依然具有絕對的優(yōu)勢,正因為這方面的原因,而歐洲企業(yè)正逐漸在淡出市場,所以歐洲硅材料廠商才考慮出售!
能否大規(guī)模量產(chǎn)300mm硅片是衡量硅材料廠商實力的一大標(biāo)志,國內(nèi)主要依靠上海新昇發(fā)力!如果其明年能夠量產(chǎn)的話,那么將完善中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)材料中重要的一環(huán)節(jié),可為國內(nèi)中芯國際、華虹宏力等芯片代工廠提供更多的選擇,更重要的是解決了我國硅材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口的難題!而根據(jù)ICInsight的觀點,硅尺寸基本上是每10年升級一次,那么下一代18寸(450mm)硅片到來之前還將為國內(nèi)硅材料廠商預(yù)留一段快速發(fā)展的時間!