一文看懂全球半导体材料市场状况

1  全球半导体材料市场

1.1  2017 年全球半导体材料市场

据国际半导体设备材料协会（SEMI）公布的数据，2017 年全球半导体材料市场规模为 469.3 亿美元，比 2016 年增长 9.6%。预计 2018 年 全球半导体材料市场规模将进一步扩展至 496.5 亿美元，比 2017 年继续增长 5.8%。

2005～2017 年各年全球半导体材料市场的销售规模和增长率如图 1 所示[1]。

2015 年全球半导体材料市场出现了 -1.0% 的负增长，其原因可归结为全球半导体市场低迷，全球多数地区半导体市场增长缓慢甚至萎缩。2016 年全球半导体市场有所恢复，全球半导体材料市场出现了 2.4% 的增长。2017 年全球半导体市场大幅增长20% 以上，全球半导体材料市场规模增长 9.6%。

1.2  2017 年全球半导体材料市场的地区分布

2016～2017 年全球半导体材料市场的地区分布如表 1 所示。2017 年全球各地区半导体材料市场占全球半导体材料市场的份额如图 2 所示。2017 年，中国台湾地区仍然是全球最大的半导体材料市场，占全球半导体材料市场份额的 21.9%，其次是韩国，占 16.0%。这与这个两地区的晶圆产能各居全球第一位及第二位相关。近年来，随着我国大陆地区集成电路产业持续快速发展，我国大陆地区的半导体材料市场上升最快，2016 年及 2017 年分别增长7.3% 和 12%。

1.3  2017 年全球半导体材料的细分市场

半导体材料主要分成晶圆制造材料和半导体封装材料两大部分。2017 年，晶圆制造材料和半导体封装材料销售额各占 56% 和 44%。在晶圆制造材料中，硅片及硅基材料占比最高，约为 31%，其次依次为光掩膜版 14%，电子气体 14%，光刻胶及其配套试剂 12%，CMP 抛光材料 7%，靶材 3%，以及其他材料 13%。

在半导体封装材料中，封装基板占比最高，达到 40%。其次依次为引线框架 15%，键合丝 15%，包封材料 13%，陶瓷基板 11%，芯片黏结材料 4%，以及其他封装材料 2%。

2  全球硅晶圆片（硅片）市场

根据 SEMI 发布的全球硅晶圆片（简称硅片）出货量的统计和预测报告，2017 年全球硅片出货量为 11 448 MSI（百万平方英寸），创全球硅片出货量的历史新高（见表 2），相比 2016 年增长 8.2%，展望 2018 年和 2019 年，全球硅片出货量将继续提升到 11 814 MSI 和 12 235 MSI，分别同比增长 3.2% 和 3.6%，继续创历史新高。

从近几年全球硅片销售金额来看，2015 年和2016 年全球硅片的销售金额仅分别为 72 亿美元和 80 亿美元，2017 年骤增至 87 亿美元。其原因除硅片出货量增加之外，更为重要的是供货紧张引发价格不断上涨。

2.1  全球硅材料产能提升滞缓，供需矛盾日益突出，价格不断上涨

自 2016 年下半年以来，全球半导体产业持续回升，全球硅材料产能提升滞缓，供需矛盾日益突出，价格不断上涨。

2010～2018 年全球硅片市场的出货量如图 4所示。2009 年，受世界经济危机的影响，全球半导体市场和硅片市场急剧下滑。2010 年反弹之后，2011～2013 年受 12 英寸大硅片普及造成硅片单位面积制造成本下降，以及全球半导体市场低迷的影响，全球硅片市场小幅下滑。2014 年以后，受移动智能终端和物联网等需求的带动，全球硅片出货量开始小幅回升。

自 2016 年下半年起，随着全球半导体市场持续好转，大尺寸硅片供不应求。其中 12 英寸硅片需求快速增长主要源于存储器（包括 DRAM 和 NAND Flash）、CPU/GPU 等逻辑芯片，以及智能手机基带芯片和应用处理器（APU）等的带动。8 英寸硅片受益于物联网、汽车电子、指纹识别、可穿戴设备和CIS（CMOS 图像传感器）等芯片市场的大幅增长，自 2016 年下半年起 8 英寸硅片供货也趋紧张。

总之，当前全球硅片供应紧张，主要出于以下四个主要因素。

一是全球晶圆制造大厂，如台积电、三星、格罗方德、英特尔、联电等进入高阶制程竞争，各厂商的高额资本支出（60 亿～120 亿美元）主要用于高阶制程晶圆产能的扩张。

二是三星、SK 海力士、美光/英特尔、东芝和西部数据/SanDisk 等存储器巨头，全力加速 3D  NAND Flash 和 DRAM 的扩产，强劲带动 12 英寸硅片市场需求。

三是物联网、汽车电子、CIS（CMOS 图像传感器）和智能制造控制等芯片市场旺盛，带动了 8 英寸硅片市场快速增长。

四是中国大陆地区大举新建 12 英寸晶圆生产线和 8 英寸生产线扩产。

图 5 展示了 2005～2020 年全球 12 英寸、8英寸和 6 英寸硅片的市场走势。

从全球硅片市场的供给侧来看，需要纯度高达11 个 9（11 N）以上的多晶硅和不断提升大尺寸硅片的良率是制造大尺度硅片的两大技术关键。尽管从 2016 年下半起全球硅片市场显著复苏，但全球大尺寸硅片的产能没有太大的变化。

根据 SEMI 和日本硅片制造商胜高（SUMCO）的数据，2015 年年底全球12英寸硅片产能为 510 万片/月，而 2016 年下半年开始全球 12 英寸硅片的需求量已达到 520 万片/月以上。到 2017 年和 2018年，全球 12 英寸硅片的需求更是分别增加到 550万片/月和 570 万片/月，而对应于 12 英寸硅片的产能仅分别为 525 万片/月和 540 万片/月。由此可见，在今后的 2～3 年内硅片供不应求将是常态。到 2020 年以后，随着新建 12 英寸硅片产能开始释放，全球大尺寸硅片市场有望缓解。

同时，从图 5 中可以看到，2016 年 12 英寸硅片占全球硅片整体市场的 63%，预计到 2020 年这个比例将进一步提升到 68% 以上。与此同时，8 英寸硅片占整体硅片市场的比例由 2016 年的 28.3% 降至 2020 年的 25.3%。但是，实际上在此期间 8 英寸硅片的出货量仍将继续增长，只是市场增长速率赶不上 12 英寸硅片而已。6 英寸及以下尺寸硅片的出货量相对比较平稳，占硅片市场的比例逐渐下降。

2.2  全球硅片市场呈现巨头垄断格局

近年来，全球硅片市场已被日本信越（Shin Etsu）、日本胜高（SUMCO）、德国 Siltronic（原 Waker）、美国 Sun Edision（原 MEMC）、韩国 LG Silitron 和中国台湾世界晶圆（Global Wafers）6 家硅片巨头所垄断。全球一半以上的硅片产能集中于日本。并且硅片尺寸越大，垄断程度越严重。例如，2015 年这 6 家硅片厂商不但掌控了全球 92% 的硅片出货量（见图 6），更是囊括了全球 97.8% 的 12 英寸硅片销售额。

2016 年 9 月，中国台湾的环球晶圆以 6.83 亿美元并购了美国的 SunEdision（其前身是MEMC），从而一举成为全球排名第三位的硅片供应商。2017 年 5 月，环球晶圆又以 3.2 亿元收购了丹麦硅材料公司 Topsil。2017 年年初，韩国 SK Hynix 收购了 LG Siliton，易名为 SK Silitron。到 2017 年年底，全球前 5 大半导体硅片供应商的市场份额如图 7 所示。

日本信越化学工业株式会社（Shin Etsu）。日本信越化学工业株式会社（以下简称信越）是日本最大的化工厂商之一。于 2006 年成立，目前在全球拥有员工 1.8 万人。在亚洲、欧洲、北美和南美洲多个的国家和地区拥有研发中心和制造工厂。信越目前包括六大事业部：半导体硅材料业务（全球第一）；电子功能材料业务（稀土、封装材料、LED 涂层、光致抗蚀剂及配套试剂、光掩膜、合成石英、氧化物单晶等，全球第二）；有机硅业务（全球第四）；特种化学品业务（纤维素衍生物、金属硅、聚乙烯醇等，全球第二）；PVC/氯碱业务（全球第一）和多元化经营业务等。2015 年，信越的营业收入为 12 798 亿日元，硅材料占其总收入的 19% 左右。2017 年，其半导体硅片事业部营业收入为 3 084 亿日元，较 2016 年增长 22.1%，营业利润为 930 亿日元，较 2016 年激增 66.0%，从 2017 年年初开始，供应 10 nm 及以下硅片，这将为信越带来更加好的业绩。

日本胜高公司（SUMCO）。日本胜高公司（以下简称胜高）成立于 2005 年，是由日本住友金属工业的硅制造部门、联合硅制造公司和三菱硅材料公司合并而来的。胜高主营业务为半导体硅片制造和销售，目前主要的产品类型包括高纯单晶硅锭、高质量硅抛片、AW 高温退火晶片、EW 外延片、JIW 结隔离硅片、SOI 绝缘体上单晶硅片、RPW 再生抛光硅片等。其中，高纯硅抛光片、退火晶片和外延片等可以提供 300 mm大硅片，SOI 硅片仅为 200 mm 尺寸产品。

2017 年，胜高的营业收入为 2 606 亿日元，较 2016 年增长 23.3%；营业利润为 421 亿日元，较 2016 年增长 200%；净利润为 322 亿日元，较2016 年增长 310%。同时，为了应对全球性的硅片缺货问题，2017 年 8 月 8 日胜高宣布，其旗下的 Imari 工厂将投入 436 亿日元进行扩产，目标为在2019 年上半年将该工厂的 12 英寸硅片月产能提升 11 万片。

中国台湾环球晶圆公司（Global Wafers）。中国台湾环球晶圆公司（以下简称环球晶圆）的前身是中美硅晶制品股份有限公司（以下简称中美硅晶）的半导体事业处。中美硅晶于 1981 年成立于中国台湾新竹科学工业园区，是中国台湾地区最大的 12 英寸半导体硅片的供应商。2011 年 10 月，中美硅晶完成了企业体制的独立分割，将半导体事业处正式成立为环球晶圆。

环球晶圆成立之后，进行多项企业收购兼并活动。2014 年 6 月，环球晶圆收购了当时全球排名第 6 位的日本 Covalent 硅片公司，2013 年 1 月更名为 Global Wafer Japan。2016 年 6 月，环球晶圆又以 3.2 亿丹麦克朗（约合 3.16 亿元）100% 收购丹麦 Topsil 半导体事业群。2016 年 12 月，环球晶圆以 6.83 亿美元收购全球第 4 大硅片厂商—美国的 SunEdision Semiconductor（其前身为MEMC）。于是，环球晶圆跃升为全球第 3 大半导体硅片供应商。

环球晶圆拥有多条完整的半导体硅片生产线，可以提供的硅片产品包括硅抛光片、硅扩散片、硅外延片、退火晶片和磊晶片等。2017 年，环球晶圆营收规模上升至 462 亿元新台币，较 2016 年增长 151%，营业利润为 74 亿元新台币，较 2016 年增长 438%，净利润为 53 亿元新台币，较 2016 年增长 464%。

2017年，环球晶圆又宣布两项投资计划，即对旗下日本 GWJ 的两座工厂进行扩产，总投资为85亿日元。

德国世创（Siltronic）的前身是成立于 1968 年的德国 Wacker 公司，1994 年更名为 Wacker Siltronic Gmbh，2004 年再次更名为 Siltronic AG。Siltronic 是全球首个推出 300 mm 硅晶圆的公司。Siltronic 的生产基地分布于德国的布格豪森、弗兰贝格、美国波特兰和新加坡等地。

2014 年 1 月，Siltronic 与韩国三星成立合资公司，在新加坡运行全球最大的 200 mm（23 万片/月）和 300 mm（32.5 万片/月）硅片生产工厂。2017 年，Siltronic 营业收入为 11.8 亿欧元，较 2016 年增长 26%，净利润为 1.9 亿欧元，较 2016 年增长 21 倍。

SK 矽创（SK Siltron）。SK Siltron 的前身是韩国 LG Siltron 公司，它是韩国国内唯一的一家本土的半导体硅片生产厂商，成立于 1993 年。1995 年前后，SK Siltron 合并了韩国 Lucky Advanced Material 的硅片业务部和韩国 Dongyang Electronic Metals 的硅片制造部。1996 年和 2000 年，SK Siltron 分别推出了商业化量产的 200 mm 和 300 mm 硅片。2014 年，SK Siltron 还推出了 450 mm（18 英寸）硅片。

2017 年，SK Siltron 的营业收入为 9 000 亿韩元，较 2016 年增长 8.0%。

3  结语 

全球半导体市场正在恢复，近年来，随着中国大陆地区集成电路产业持续快速发展，中国大陆地区的半导体材料市场上升最快。2017 年以来全球硅晶圆片（硅片）市场供应紧张和巨头垄断，已成为全球半导体材料市场最突出的问题。近几年以来，全球硅片市场显示出以下特点。自 2016 年下半年以来，全球半导体产业持续回升，全球硅材料产能提升滞缓，供需矛盾日益突出，价格不断上涨。全球硅片市场呈现巨头垄断格局。