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　　硅片也称硅晶圆，是制造半导体芯片最重要的基本材料，其最主要的原料是单晶硅。【慧博投研资讯】

　　在硅片上可加工制作成各类电路结构，使之成为具有特定电性功能的半导体产品。（慧博投研资讯）在半导体上游材料市场中，硅片成本占比最高，同时市场规模保持高速增长。2017年硅片市场规模达86.8亿美元（32%市场占比），远高于气体和光掩膜市场规模；在2015-2017期间，硅片市场规模CAGR约为4.61%，高于同期半导体整体市场增长速度。供给端我们测算出硅片产线收回投资成本一般需要大约7年时间，加上建设产线年时间，整个过程将近十年时间。我们将目前主流的国际硅片供应商和大陆未来新建的硅片产线进行了分析，得到结论：传统硅片大厂缺乏新建产线的动力以及快速增加硅片供应的能力，而国产硅片产能的规模释放也至少需要1-2年的等待时间。因此，大硅片未来供应端不具备快速提升产能的基础。

　　经过20年的发展，半导体下游市场已经从单一集中变成了多样性的市场，这对于半导体行业的周期性有着明显的减弱作用，持续成长成为半导体行业未来的主旋律。近几年随着摩尔定律逐步放缓，存储器BitGrowth已经不能依靠制程进步单方面来实现。硅片“剪刀差”预计在2021年以前会逐步放大，庞大而快速增长的存储器市场对于硅片的需求产生了直接的线性拉动。

　　从历史上来看，硅片产业以景气程度可以划分为2001-2007和2009-2015两轮大的周期。从市场规模的变化来看，2001-2007是硅片市场整体量价齐升的绝对景气周期，2009-2015年则主要是硅片市场内部的结构性替代周期。随着硅片市场从2016开始重新进入量价齐升的新周期，我们认为有望产生新一轮七年的景气周期。

　　我们梳理了国内外主要的硅片供应商，包括信越化学、日本胜高、世创电子；上海新昇、AST超硅、中环股份。

　　行业研究 证券研究报告—深度报告IT硬件与设备电子行业专题报告超配（维持评级） 2018年07月03日一年该行业与上证综指走势比较行业专题 “芯”辰大海系列之一——硅片市场开启七年景气周期硅片是半导体产业的基石硅片也称硅晶圆，是制造半导体芯片最重要的基本材料，其最主要的原料是单晶硅。

　　在硅片上可加工制作成各类电路结构，使之成为具有特定电性功能的半导体产品。

　　2017年硅片市场规模达86.8亿美元（32%市场占比），远高于气体和光掩膜市场规模；在2015-2017期间，硅片市场规模CAGR约为4.61%，高于同期半导体整体市场增长速度。

　　供给端我们测算出硅片产线收回投资成本一般需要大约7年时间，加上建设产线年时间，整个过程将近十年时间。

　　我们将目前主流的国际硅片供应商和大陆未来新建的硅片产线进行了分析，得到结论：传统硅片大厂缺乏新建产线的动力以及快速增加硅片供应的能力，而国产硅片产能的规模释放也至少需要1-2年的等待时间。

　　需求端经过20年的发展，半导体下游市场已经从单一集中变成了多样性的市场，这对于半导体行业的周期性有着明显的减弱作用，持续成长成为半导体行业未来的主旋律。

　　近几年随着摩尔定律逐步放缓，存储器Bit Growth已经不能依靠制程进步单方面来实现。

　　硅片“剪刀差”预计在2021年以前会逐步放大，庞大而快速增长的存储器市场对于硅片的需求产生了直接的线性拉动。

　　供需关系判断从历史上来看，硅片产业以景气程度可以划分为2001-2007和2009-2015两轮大的周期。

　　从市场规模的变化来看，2001-2007是硅片市场整体量价齐升的绝对景气周期，2009-2015年则主要是硅片市场内部的结构性替代周期。

　　随着硅片市场从2016开始重新进入量价齐升的新周期，我们认为有望产生新一轮七年的景气周期。

　　硅片企业梳理我们梳理了国内外主要的硅片供应商，包括信越化学、日本胜高、世创电子；上海新昇、AST超硅、中环股份。

　　在硅片上可加工制作成各类电路结构，使之成为具有特定电性功能的半导体产品。

　　图1：硅片是制作半导体芯片的基础材料资料来源：SVM，国信证券经济研究所整理在半导体上游材料市场中，硅片成本占比最高，市场规模保持高速增长。

　　2017年硅片市场规模达86.8亿美元（32%市场占比），远高于气体和光掩膜市场规模。

　　在2015-2017期间，硅片市场规模CAGR约为4.61%；此外，光刻胶的CAGR最高，达5.95%；最低的是光掩膜，同期CAGR为1.95%。

　　图2：硅片是市场规模最大的半导体原材料 图3：2017年半导体材料市场占比资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理 资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理硅片出货量总体上保持向上态势。

　　由于经济危机，在2009Q1全球硅片出货面积大幅滑落，但由于硅片对半导体的不可替代性，此后迅速重拾增长。

　　0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000硅片光掩膜光刻胶光刻胶辅料湿化学气体溅射靶CMP其他材料7硅片,32%光掩膜,13%光刻胶,6%光刻胶辅料, 8%湿化学,6%气体,15%溅射靶,3%CMP,7%其他材料, 12%图4：硅片出货面积总体保持向上态势资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理多维度解密硅片制造：设备、材料、工艺芯片的制造类似于大理石雕像的塑刻。

　　通过在大理石原石上不断雕刻，塑造出各式形象；通过在硅片上雕刻，得到各类目标芯片。

　　在这里，硅片就相当于是大理石原石，其均匀度、平整度、硅纯净度等指标会严重影响芯片的制造难度与性能表现。

　　第一步是钝化，将沙子中的氧化硅转化为98%以上纯度的硅；第二步是纯化，通过西门子制程（Siemens Process）进一步提纯硅，获得所需的高纯度多晶硅。

　　图5：通过西门子制程，提纯出符合半导体需求的多晶硅资料来源：WriteOpinions，国信证券经济研究所整理二、然后是拉晶，目的是把多晶硅变成单晶。

　　单晶结构的作用在于，它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性，可以形成一个平整的原子表层，有助于获得高平坦度的硅晶。

　　图6：先融化多晶硅，再通过单晶硅种把单晶硅柱拉出资料来源：电子发烧友，国信证券经济研究所整理第二种是磁控直拉单晶硅（MCZ），即在磁场作用下进行CZ直拉单晶，可分为纵向磁场和横向磁场。

　　MCZ具有如下好处：1）溶体温度波动小，从而抑制了温度变化引起的热对流，使得液面振动减少；2）无生长条纹：晶体在类似于无重力条件下生长，因此晶柱更加平滑；3）电学特性好：MCZ晶柱更加均匀，因此电阻率更均衡，分散性更小，寿命也较CZ晶柱更好。

　　图7：纵向磁场的MCZ 图8：横向磁场的MCZ 资料来源：GlobalWafers Corp，国信证券经济研究所整理 资料来源：GlobalWafers Corp，国信证券经济研究所整理第三种是连续直拉单晶硅（CCZ），即连续、同时进行晶柱拉晶与材料融化。

　　在传统的CZ法下，石英坩埚只能用一次，一次只能产出一根晶柱；而CCZ可以在拉晶过程中持续往石英坩埚内加料，并不断产出多条新的晶柱，极大提高了石英坩埚的利用率，并降低了生产成本。

　　图9：CCZ在拉晶过程中不断加料，以产生新的晶柱资料来源: 《Single-Crystal Silicon: Growth and Properties》，国信证券经济研究所整理三和四、对晶柱进行切割与平滑，即可得到半导体硅片。

　　切割是用钻石刀将单晶硅柱横向切成圆片；平滑是将圆片进行研磨、腐蚀、抛光等操作，以提高硅片的平坦度。

　　图10：硅片制造的主要材料与设备资料来源:国信证券经济研究所整理硅片生产之后，需要运送至代工厂进行芯片制造；此后，半导体芯片需要经受封测厂的检查与封装。

　　其中，2017年硅片所属的材料市场规模约为470亿美元，较2016年提升30亿美元。

　　图11：半导体终端市场规模远大于上游市场资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理硅片上游材料市场中，光刻材料市场空间最大。

　　图12：硅片上游市场中，光刻材料的市场空间最大资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理预计ALD增速最快，Pads&Slurries市场占比下滑最多。

　　其中抛光片是用量最大的产品，其他的硅片产品也都是在抛光片的基础上二次加工产生的。

　　抛光片（Polished Wafer） 抛光片是应用范围最广、最基础的硅片。

　　首先直接从晶柱上切割出厚度约1mm的原硅片，然后对其进行抛光镜面加工，就得到了表面平滑的抛光片。

　　图15：抛光片是应用范围最广、最基础的硅片资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理第二类是退火片（Annealed Wafer），其表面完整性更好。

　　通过将抛光片置于充满氩气或氧气的高温环境中，就能大幅减少抛光片表面的氧气含量。

　　相较于普通的抛光片，退火片表面拥有更好的晶体完整性（crystal perfection），可满足更高的半导体蚀刻需求。

　　通过直接在抛光片表面直接应用气相生长技术（Vapor Phase Growth），抛光片表面外延出单晶结构层，其表面将比经切割而来的抛光片更加平滑。

　　图17：外延片表面更平滑资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理第四类是结隔离硅片（Junction Isolated Wafer），目的是实现客户特定的电气性能需求。

　　制作过程分为两步，首先是通过光刻法、离子注入、热扩散技术等技术嵌入中间层，然后再通过气相生长技术在硅片外面形成平滑的外延层。

　　图18：结隔离硅片的电气性能更加多样化资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理第五类是绝缘体上硅（Silicon-On-Insulator，即SOI），具有低能耗及高速等优势。

　　SOI最大的优势在于较高的整合度，因为结构较多，因此可实现较为复杂的电路结构，因此大大减少了芯片制造的工序与成本。

　　图19：SOI可提高集成电路的集成度资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理大尺寸成为硅片发展未来方向大尺寸硅片的优势1、提高生产效率：集成电路是采用多次光刻、沉积制成的，在核心面积一定的条件下，晶圆尺寸越大一次制作的核心越多，生产效率就得到提升；2、提升硅片利用率：由于芯片设计绝大部分是矩形的，而所有的晶圆都是圆形的，所以在边角上光刻的电路是不完整的，必须切掉废弃。

　　硅片越大，容纳的芯片越多，废弃的比例也就越少，因此提高利用率的同时降低成本。

　　在芯片面积较小的情况下（比如100mm2），450mm的晶圆利用率只领先300mm约5%；而当芯片面积增加至800 mm2时，450mm利用率的领先优势扩大至12%。

　　图20：大尺寸硅片的有效利用率更高资料来源：半导体行业观察，国信证券经济研究所整理3、在合理成本下提升性能：芯片的计算性能=单位面积晶体管数量*芯片面积，在制程进步速度放缓的背景下，单位面积晶体管数量的增速也相应放缓，因此提升计算性能就需要提升芯片的面积。

　　但由于需要考虑芯片的制作成本，所以硅片尺寸必须增加，以保持合理的芯片生产成本。

　　50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 00mm OWE（%） 450mm OWE（%）图21：晶圆尺寸越大，制造成本越低资料来源：CJCU，国信证券经济研究所整理大尺寸硅片的难点1、尺寸越大，成本及所需资本投入急升生成晶柱的过程中，旋转速度越慢则晶柱直径越大，但成本会急速增加。

　　一来慢速旋转难以稳定，容易导致晶格结构缺陷，因此需要相对的资本研发投入；二来直径越大意味着晶圆重量越大，边缘处就更容易出现翘曲，导致良品率降低；三来慢速旋转所需时间延长，同时还需要维持多晶硅的融化态来拉晶，提高了能源和时间成本。

　　2、晶圆尺寸面积增速远高于厚度增速，导致传统CZ法难以继续提升晶圆尺寸。

　　相较于300mm，450mm尺寸的面积提升了125%，但硅片厚度却仅仅提升2.5%左右，导致边缘翘曲现象更易出现，降低了良品率。

　　传统的CZ拉晶法需要用单晶硅种（Seed）拉出所需的晶柱，其中连接单晶硅种与晶柱的部位被称为颈部（Neck），这也是拉晶过程中最薄弱的位置。

　　为了不在拉晶过程中扯断颈部，晶柱的长度必须降低，导致每次锻造的产出降低，侧面提高了制造成本。

　　图24：颈部（Neck）横截面直径最小，是CZ拉晶中最薄弱部位资料来源: 《Single-Crystal Silicon: Growth and Properties》，国信证券经济研究所整理4、同时，石英坩埚的一次性使用进一步提高了成本。

　　而每次拉晶之后，由于无法100%充分利用所有的多晶硅，所以石英坩埚内难免留下硅污渍，会严重影响下一次拉晶的纯度。

　　在全球整体的硅片市场中，Top 2的市占率为51%；而在大尺寸晶圆领域（200mm和300mm），Top 2市占率提升至70%以上，形成寡头垄断。

　　从芯片制造厂看，大约有130家公司拥有150mm晶圆加工厂，而拥有200mm晶圆厂的公司不足90家，拥有300mm晶圆厂的公司更只有24家。

　　图26：晶圆尺寸越大，进入壁垒越高资料来源：半导体行业观察，国信证券经济研究所整理同代硅片尺寸大约支持4~5个技术节点。

　　纵观晶圆尺寸历史，新的硅片尺寸大约能支持4~5个进程技术节点，更先进的制程需要更大的晶圆来匹配。

　　根据原0 20 40 60 80 100 120 140150mm晶圆加工200mm晶圆加工300mm晶圆加工晶圆厂数量本的计划，现在主流的300mm硅片将在2017年逐步减少产量，并预计450mm将在2018年投入商用并逐步成为主流。

　　图27：每代晶圆尺寸大约能支持4~5个进程技术节点资料来源:半导体行业观察，国信证券经济研究所整理450mm依然难以经济量产，导致300mm超期服役。

　　纵览晶圆尺寸增长历史，传统CZ法能较好地应对300mm之前的尺寸增长，每次尺寸突破的时间周期约为5-7年。

　　而450mm的商用大规模制造却迟迟未出现，导致300mm尺寸服役周期高达17年，远超过之前尺寸的服役周期。

　　450mm晶柱早已能在实验室中产出，说明制造技术已经到位；但尚未能大规模商业制造，主要原因是量产成本依旧高企，不符合经济效益。

　　图28：450mm迟迟不能商用量产，导致300mm依然在服役资料来源：CJCU，国信证券经济研究所整理450mm的野望为了降低成本，并实现450mm的大规模商用量产，新的拉晶法也应运而生，其中有望实现目标的方法主要有MCZ与CZZ的结合、无颈拉晶法（Necking less growth method）。

　　因为MCZ提高了产品的电学特性，而CCZ可大幅降低生产成本，两项技术可形成有效互补，解决了450mm生产成本过高这一最大难题。

　　传统的拉晶法之所以在450mm时代难以为继，主要原因是颈部过于脆弱，导致后续一系列的成本高企。

　　而无颈拉晶法可以解决这一主要难题，使得CZ法能够继续用在450mm生产。

　　目前无颈拉晶法可轻松突破2000kg的晶柱生产，传统CZ法有望继续得到沿用。

　　尽管450mm的直径为300mm的1.5倍，但是计划晶圆厚度并没有明显提升，但受困于热和缺陷，单位时间内晶柱生长速度可能只有300mm晶柱的1/5。

　　因此，如果芯片制造商需要承担的450mm晶圆价格增长5倍，那么450mm相较于300mm的成本优势将不复存在。

　　业内估计450mm晶圆价格应当低于300mm晶圆的2.5倍，才能使得450mm具有较好的成本优势。

　　供需关系：硅片市场开启新一轮景气周期供给端分析从供给端来看，我们首先测算出硅片产线收回投资成本一般需要大约7年时间，加上建设产线年时间，整个过程将近十年时间。

　　然后我们将目前主流的国际硅片供应商和大陆未来新建的硅片产线进行了分析，得到结论：传统硅片大厂缺乏新建产能的动力以及快速增加硅片供应的能力，而国产硅片产能的规模释放也至少需要1-2年的等待时间。

　　按照环球晶圆近几年EBITDA折中水平25%测算，每年能够获得利润3000万美元，预计需要7年左右才可收回成本。

　　而如果我们以2015-2017年期间最低水平测算15%测算，每年能够获得利润1800万美元，预计需要11年左右才能收回成本。

　　图30：300硅片产线投资回报情况比较资料来源:国信证券经济研究所整理传统供应商垄断市场，扩产动力和能力双重缺失五大供应商垄断全球集成电路硅片供应。

　　硅片是集成电路最主要的原材料，占到集成电路原材料成本的32%，是单一用量最大的上游原材料。

　　目前全球硅片的供应商主要有日本的信越化学和SUMCO、德国的Siltronic、台湾的环球晶元，以及整合了国内LGSiltron的韩国SKSiltron，这五大供应商目前已经占据了全球90%的市场份额。

　　4 7 11 0 2 4 6 8 10 12乐观预期平均预期悲观预期投资回收期（年）图31：2017年全球硅片市场格局资料来源: Siltroic，国信证券经济研究所整理十年供大于求影响深远，硅片大厂盈利能力仍然堪忧。

　　全球300mm硅片在2006-2015经历了十年供大于求的困难时期，直到2016首次出现供需缺口。

　　即使在困难时期刚刚过去的2016-2017年，即使是排名前五的主流硅片供应商的盈利能力也十分有限，例如SUMCO净利率仅为2%-8%，环球晶圆净利率也仅为5%-12%。

　　因此我们认为，即使进入了2016-2017量价齐升的景气时期，硅片大厂仍然对扩产十分谨慎。

　　图32：2016-2017期间净利率 图33：2016-2017期间ROE 资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理 资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理困难十年，整合并购成为行业主旋律。

　　在2006-2015的困难十年，众多的硅片供应商由于行业不景气经营困难，经过不断整合最终形成了五家最大的供应商，并掌握了全市场90%的份额。

　　其中，主要的并购包括环球晶圆收购环球晶圆收购SAS、Sunedison，SUMCO换股收购Civdent。

　　表4：硅片行业主要并购事件（前五家相关） 年份公司事件2006 SUMCOSUMCO收购51%的KEM股份2006 Siltronic Wacker Siltronic（Siltronic母公司）与三星电子成立合资企业2008环球晶圆SAS（环球晶圆母公司）收购100%的Globtech股份2008 SUMCO通过股份交换，SUMCOTechxiv成为SUMCO的子公司2011环球晶圆SAS（环球晶圆母公司）收购Civdent的硅片业务2015 Siltronic Wacker Siltronic分拆Siltronic 2015环球晶圆SAS分拆环球晶圆2016环球晶圆环球晶圆收购Topsil的荷兰与波兰的工厂2016环球晶圆环球晶圆收购SunEdison 资料来源:公司资料，国信证券经济研究所整理28% 25% 17% 15% 9% 6%信越胜高环球晶圆Siltronic SKSiltron其他0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0% 10.0% 12.0% 14.0%SUMCO环球晶圆20162017 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%SUMCO环球晶圆20162017除了硅片制造商自身扩产意愿不强以外，我们认为产能扩张本身具有客观困难，主要包括以下三个原因：1、首先是设备供应有限：国外主要的单晶炉供应商都是龙头硅片制造商扶持的，工艺技术和产品基本都是对内供应，这直接导致了行业性扩产的壁垒；2、其次硅片扩产周期一般长达2年：2016是近十年行业首次供需紧张的年份，截止到2018年新增扩产能的建设刚刚满两年，未来产能的持续释放仍需时间；3、再次目前硅片制造商资本开支偏重技术改进：2015-2016 Capex主要投资在新的拉晶厂建设，拉晶厂设备更新和自动化工程；2017年Capex主要投资技术改进：新的设计方案，下一代拉晶设备，自动化工程（降低成本）。

　　图34：供应商专注单位产能成本下降，涨价带来盈利改善 图35：2016年首次产生供需缺口 资料来源: SUMCO，国信证券经济研究所整理 资料来源: SEMI，IHS，国信证券经济研究所整理中国新建产能释放仍需等待至少1-2年中国新增300mm硅片产能最早2020规模释放。

　　除了传统的五大供应商，中国新建硅片厂是目前全球供给端格局变化的主要X因素。

　　但是从我们目前整理得到的数据来看，2018-2019年中国计划新增300mm硅片产能仅占到全球产能的3%，因此对于全球供需平衡的影响十分有限。

　　预计到2020年，中国硅片产能达到17%后才有可能对全球硅片市场产生一定的影响。

　　图36：中国和全球300mm硅片产能（KWPM） 图37：中国和全球200mm硅片产能（KWPM） 资料来源:国信证券经济研究所整理 资料来源:国信证券经济研究所整理中国200mm硅片新增产能2018年进入放量阶段。

　　相对于300mm国产硅片量产的进度，200mm国产硅片有望2018年就进入放量，占到当年全球200mm硅片产能的15%，到2020年国产200mm硅片产能将占到全球的36%。

　　因此，我们预计中国扩产因素对于全球的硅片供应端影响，至少要到2020年才会逐渐由200mm扩散到300mm领域。

　　综合以上全球五大硅片供应商和国内新增产能的供给端信息来看，目前行业正处在经过了10年供应过剩之后刚刚开始的新一轮硅片景气周期，我们认为短期内全球硅片产能扩张将会长期落后于下游需求增长。

　　需求端分析 行业特征从周期性转向持续成长经过20年的发展，半导体下游市场已经从单一集中变成了多样性的市场，这对于半导体行业的周期性有着明显的减弱作用，持续成长成为半导体行业的主旋律。

　　近几年随着摩尔定律逐步放缓，存储器Bit Growth已经不能依靠制程进步单方面来实现。

　　硅片“剪刀差”预计在2021年以前会逐步放大，这让庞大而快速增长的存储器市场对于硅片的需求产生了直接的线性拉动。

　　1995年，单个电脑行业对于硅片的需求就超过整体市场50%的份额，电脑、通讯和工业三大下业份额接近90%。

　　而到了2016年，电脑、通讯、工业、消费、汽车电子等五大下业的市场份额分别为26%、27%、16%、15%和15%。

　　图38：1995硅片下游需求格局 图39：2016硅片下游需求格局资料来源：WSTS，国信证券经济研究所整理 资料来源：WSTS，国信证券经济研究所整理持续成长成为主旋律。

　　市场普遍担心周期性将导致行业景气度难以持续，但是我们认为随着半导体行业整体周期性的减弱，持续性增长将成为未来行业主要特征。

　　从1990年到2017年，全球半导体市场规模大致经历了四轮周期，前两轮周期长度均长达10年左右，而后两轮周期则缩短为4-5年，周期性明显减弱。

　　同时我们观察到在长达30年的时间维度里，全球半导体市场即使有周期性的波动，但是规模持续增长的趋势没有改变。

　　电脑通讯工业消费政府汽车电子电脑通讯工业消费政府汽车电子图40：全球半导体市场周期性减弱资料来源: WSTS，国信证券经济研究所整理摩尔定律放缓对存储器影响明显，Bit Grwoth明显超过制程进步速度2017年全球半导体市场规模突破4000亿美元，同比增速高达20%+，其中存储器市场规模占到半导体整体的40%以上，增速达到60%，是2017年半导体市场增长的核心动力。

　　目前存储器已经成为300mm硅片的最主要市场需求，摩尔定律放缓对存储器的显著影响也直接带动了300mm硅片市场需求加速。

　　图41：全球DRAM大厂制程进步缓慢资料来源: Tech Insights，国信证券经济研究所整理DRAM制程进步放缓，存储市场需求直接拉动硅片需求。

　　从全球主要存储器企业的DRAM制成进展来看，从2017年以来各大存储器企业的制程进步都不及预期，特别是在各大企业进入20nm以下高端制程之后这种现象越发明显。

　　存储器Bit Growth增速超越制程进步的“剪刀差”必须有增加硅片供应来实现，因此2021年前存储器领域的硅片需求将会由于“剪刀差”的存在而持续增长。

　　硅片下游应用细化分析从下游应用终端来看，智能手机、PC和工业仍然是目前最大的硅片市场，三者占到全球硅片市场总需求的50%。

　　虽然从终端数量来看，这三大市场已经进入存量替代周期，但是单个终端芯片的数量和种类仍然具有明显的上升趋势。

　　未来存储器中的3DNAND和逻辑芯片将继续扩大份额，成为拉动硅片需求的主力。

　　根据SUMCO的预测，到2021年300mm总需求将会从2018年的600万片/月增加到720万片/月，复合增速约为6%。

　　图44：300mm硅片下游市场出货量（万片/月） 图45：300mm硅片下游市场份额资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理 资料来源：SUMCO，国信证券经济研究所整理供需关系判断回顾历史：七年量价齐升，七年结构调整从历史上来看，硅片产业以景气程度可以分为2001-2007和2009-2015两轮大的周期。

　　2001-2007年，全球硅片出货总面积复合增速高达14%，主要是受到NB/PC市场需求的快速拉动。

　　同时期，硅片市场从200mm向300mm大规模转移，300mm硅片市占率从2001年的3%上升到了2007年的35%，硅片总出货量也从1.25亿片上升到了2亿片。

　　2009-2015年，经过经济危机之后的逐渐复苏，全球硅片出货量下降到了7%的复合增速。

　　虽然同期智能手机市场形成了市场的主要拉动力量，，但是硅片总出货量仍然维持在2亿片左右。

　　同时期300mm硅片的市占率从48%上升到了60%，因此这一时期的主旋律是硅片市场300mm替代200mm的结构性变化。

　　图46：全球硅片出货量（m^2） 图47：全球硅片市场规模和单价资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理 资料来源：SEMI，国信证券经济研究所整理从市场规模的变化来看，2001-2007是硅片市场整体量价齐升的绝对景气周期，2009-2015年则主要是硅片市场内部的结构性替代周期。

　　随着硅片市场从2016开始重新进入量价齐升的新周期，我们认为有望产生新一轮七年的景气周期。

　　从目前全球主流硅片供应商的渠道了解信息来看，大客户已经在沟通2021年的长期订单。

　　根据SUMCO的信息，由于2016年之后300mm硅片供需缺口开始产生，下游客户的硅片库存水平在持续下降。

　　我们认为，由于硅片供应商扩产十分理性，导致存储器企业对于300mm硅片的市场供应十分担心，因此早早签订长期合同保证自身的供应链安全。

　　图48：300mm硅片客户库存水平连续两年下降资料来源: SUMCO，国信证券经济研究所整理硅片市场进入补涨空间巨大。

　　从1997-2009年以前来看，半导体市场与硅片市场的增长幅度基本保持一致，这是制程进步和硅片尺寸两大趋势下的一种平衡。

　　但是在2010-2016年由于实现先进制程的设备成本激增，硅片市场的增长幅度明显落后；2016年硅片市场开始量价齐升，但是增长幅度依然低于半导体整体市场。

　　我们认为，随着综合硅片市场整体的供给端和需求端多方因素，硅片市场未来补涨空间巨大。

　　图49：硅片的补涨空间较大资料来源: WSTS，SEMI，国信证券经济研究所整理国际国内主要硅片企业梳理硅片企业海外篇信越化学（shin-etsu） 信越化学是日本著名的化学公司，主营业务有硅片、稀土磁体、坤化钾等产品。

　　与其他硅片厂商不同的是，信越化学采取多元化发展战略，在多个材料领域全球领先。

　　同时，多元化业务有助于信越化学的硅片业务向垂直延伸，信越化学可自行生产半导体材料金属硅，从而实现了从原料开始的一贯式生产。

　　信越化学是唯一一家自80年代中期以来持续盈利的硅片公司，主要原因是其他多元化业务平滑了半导体业务的波动。

　　图50：信越化学的营业收入 图51：信越化学的净利率资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理 资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理日本胜高（SUMCO） 日本胜高专注于硅片制造，在全球具有领先地位，是与信越化学并驾齐驱的top 2厂商。

　　公司由三菱硅材料和住友材料Sitix分部的合并而来，可提供300mm、200mm大尺寸晶圆，以及200mm尺寸SOI晶圆。

　　公司收购活动频繁，通过不断在行业内合并和收购，公司不断提升技术储备和产品竞争力，并与半导体领先者建立起紧密联系。

　　0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000营业收入（百万美元）0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%净利率图52：SUMCO成立历史资料来源:公司公告，国信证券经济研究所整理相较于信越化学，日本胜高的净利率较为波动，原因一是公司业务更为单一化，二是因为公司合并收购较多，不同商业模式的融合产生了较大的摩擦成本。

　　其中2009-2011年连续三年亏损，并在2012年关闭部分工厂并裁员。

　　此后随着半导体行业的回暖与公司文化整合，公司净利率逐渐改善，但一直低于同期信越化学。

　　由于300mm预计将持续缺货至2020年，且200m扩张困难导致产能增速不及需求增速，公司已提前与下游客户商谈供应合同至2020年及之后，未来的业绩增长得到有力支撑。

　　在150mm硅片时代，Siltronic在150mm硅片上拥有顶尖地位，但由于Siltronic当时是Wacker的子公司，所以战略更换频繁，导致200mm产品研发投资不足，无法跟上大尺寸晶圆时代的节奏，因此业绩表现不佳。

　　但后来Siltronic通过重新定位于功率器件市场与亚太市场，让150mm产品线焕发新生并取得了巨大的营收。

　　此外，Siltronic还与三星合作研发300mm，并成为世界首个推出300mm硅片的公司。

　　自2013年以来，通过加强销售建设，公司营业收入不断提升，毛利率稳定在24%左右，但是净利率由于前期大额固定资产投入折旧并不断走低。

　　图55：德国世创电子的营业收入 图56：德国世创电子的净利率资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理 资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理硅片企业国内篇上海新昇公司是上海新阳的参股公司，主要从事40nm-28nm节点的高品质半导体硅片研发、生产与销售。

　　公司300mm大硅片于2017年取得突破，从二季度开始已经向中芯国际等芯片代工企业提供正片进行验证，并于当年实现了挡片、陪片、测试片等产品的销售。

　　公司总投资68亿元，第一期总投资23亿元，致力于建设300毫米半导体硅片的生产基地，实现300毫米半导体硅片的国产化，充分满足我国极大规模集成电路产业对硅衬底基础材料的迫切要求。

　　新昇半导体一期投入后，预计月产能为15万片12英寸硅片，最终将形成300mm硅片60万片/月的产能，年产值达到60亿元。

　　公司目前拥有上海超硅和重庆超硅等两家公司，其中上海超硅成立于2008年7月，拥有土地50亩，厂房约3万平米；重庆超硅成立于2014年6月，拥有土地400亩，一期建筑约13万平方米，涉及产能为50万片/月。

　　公司硅片涵盖所有主流尺寸，包括150mm、200mm、300mm、以及450mm。

　　同时，公司技术范围较广，具备外延片，高电阻率片、无原生缺陷片（COP free）、超薄片、以及SOI等产品生产技术。

　　图57：公司成长历程资料来源:公司官网，国信证券经济研究所整理中环股份主营业务围绕硅材料展开，专注单晶硅的研发和生产，产品的应用领域包括集成电路、消费电子、新能源业务等产业。

　　2017年，公司顺利实现大直径区熔硅单晶技术产业化，继续保持区熔单晶产品全球前三的行业地位；5-6英寸区熔硅抛光片快速上量，市场占有率全球领先；积极扩充8英寸硅抛光片生产规模，预计2018年第四季度实现30万片/月的产销规模；同时通过投资30亿美元启动集成电路和功率器件用8-12寸抛光片项目，集约各股东方资源，为实现公司半导体产业升级打下坚定基础。

　　图58：中环股份业务范围资料来源:公司官网，国信证券经济研究所整理2017年公司半导体硅片销量较2016年增长29.83%，库存量较去年下降67.83%，主要原因是公司不断优化产品结构，增加大尺寸半导体硅片产能，同时借助市场高景气度，快速消化小尺寸产品库存。

　　半导体材料实现收入5.83亿元，同比提升13.19%；毛利率23.63%，同比提升8.2pct。

　　图59：半导体业务逐步回暖 图60：毛利率逐渐回暖资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理 资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理风险提示国产硅片量产进程不及预期，硅片市场价格波动。

　　-40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 0 200 400 600 800 1,000 201147半导体材料收入（百万元） YoY0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%毛利率附表：重点公司盈利预测及估值公司公司投资收盘价EPS PE PB 代码名称评级 20172018E 2019E 20172018E 2019E 2017 300236上海新阳超配29.940.370.221.04 137.128.880.1 4.5 数据来源：wind、国信证券经济研究所整理国信证券投资评级类别级别定义股票投资评级买入预计6个月内，股价表现优于市场指数20%以上增持预计6个月内，股价表现优于市场指数10%-20%之间中性预计6个月内，股价表现介于市场指数±10%之间卖出预计6个月内，股价表现弱于市场指数10%以上行业投资评级超配预计6个月内，行业指数表现优于市场指数10%以上中性预计6个月内，行业指数表现介于市场指数±10%之间低配预计6个月内，行业指数表现弱于市场指数10%以上分析师承诺作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，结论不受任何第三方的授意、影响，特此声明。

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