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中国半导体硅晶圆市场分析
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       半导体硅晶圆第一大客户主要是芯片晶圆代工厂,用途是,通过供给晶圆代工厂,采用各类制程工艺加工为裸芯片,然后经过封装和测试变成模块化的可用芯片,应用到不同的电子终端中,所以晶圆代工厂是半导体硅片的主要客户。自2016年下半年以来, 全球半导体硅片出现供不应求的局面,前几大硅片供应商的产能利用率均达到100%, 甚至部分供应商开始调用紧急备用硅片, 部分小型晶圆制造厂由于无法拿到足够的硅片而被迫减产, 导致下半年以来的部分IC芯片供应不足。全球三大硅片厂信越、 Sumco、德国Siltronic均宣布调涨12寸硅片价格约10~20%, 一改自2010年以来的硅片价格下滑趋势。硅片是最重要的半导体材料, 目前90%以上的芯片和传感器是基于半导体单晶硅片制成,硅片的供应与价格的变动情况将对整个IC芯片产业造成非常大的影响。笔者详细分析全球半导体硅片的供给与需求,发现供不应求的局面将在未来几年继续上演,硅片产能的扩张速度将低于IC晶圆制造的需求增速,硅片的价格也将一改过去的下滑趋势,这为半导体硅片产业带来很多新的机遇。
       全球硅片市场出货量近年来快速增长,主要原因在于CPU/GPU 等逻辑芯片,存储芯片市场迅速增长。除CPU等芯片外,如汽车半导体、指纹识别芯片和摄像头CIS 芯片等,受益于智能手机市场出货量大幅度增加,汽车半导体受益于汽车电子普及而快速增长,因此导致硅晶圆迎来强劲的增长。
       日前,在Sumco优先供货美国、日本厂商的情况下,中国大陆可能面临硅片晶圆供应不足的局面。这对于力图在芯片上实现国产化的紫光国芯来说,着实不是好消息。中国大陆12英寸晶圆严重依赖进口。近年来,中国大陆12英寸芯片晶圆厂可谓遍地开花,内资和外资在中国大陆投入海量资金建设工厂。中芯国际在拿到大基金投资后扩建工厂,在北京和上海两地新建三条12英寸线。华力微电子也紧随其后,开建12英寸生产线并计划在2020年前后掌握14nm制造工艺。紫光集团分别在南京和武汉投资上千亿元建设存储工厂。
       合肥也通过联合日本建设存储芯片工厂,最近还落地一个投资128亿元的合肥晶合芯片公司正式投产。在境外企业中,台积电在南京独资195亿元建晶圆厂,并计划在2018年下半年开始量产。三星、Intel和SK海力士分别在西安、大连和无锡建设12英寸晶圆生产产线,主要用于生产包括3D NAND和DRAM在内的存储器。联电在厦门成立联芯制造(厦门)有限公司。在2016年,中国12英寸晶圆需求量为每月40多万片。在2017年,12英寸晶圆需求突破每月60万片。随着上述晶圆厂相继投产,中国企业对硅晶圆的需求量将会猛增,预计到2020年超过每月120万片。然而全球晶圆供应基本被境外企业垄断——在中国企业对晶圆需求量逐年增长的情况下,在晶圆供应链上却被外商卡了脖子。
       目前,全球前五大硅晶圆供应商分别是日本信越、日本Sumco,德国Siltronic、台湾环球晶圆(收购了美国SunEdison),韩国LG Siltron,市场份额分别为27%、26%、14%、15%、10%,被称为“五大金刚”,5大金刚加起来的市场份额高达92%。大陆厂家生产的主要是6英寸晶圆,8英寸晶圆自给率还不到不到15%,12英寸自给率就更低。因此,本次Sumco砍掉中国大陆厂商的晶圆订单,是在供应链上受制于人的结果,砍掉长江存储的订单主要是商业原因。紫光旗下的长江存储已经研发出了国产32层堆栈的3DNANDFlash,预计2018年量产。
       三星等国外厂商已经实现了64层堆栈的3DFlash,而且三星、SK海力士的存储芯片的市场份额非常大,可以凭借市场份额平摊成本。长江存储作为后来者,不仅要追赶技术差距,还要面临良率、成本方面的问题。因此,就目前来说,长江存储对国外三星、SK海力士、东芝等厂商是构不成威胁的。长江存储之所以被Sumco砍掉订单,主要还是因为商业原因。在过去几年,全球晶圆总体上是供大于求的状态,而随着激烈的市场竞争,硅晶圆供应商在经过一系列兼并后变成现在的5大厂商,加上最近全球硅晶圆缺货严重,使得Intel、东芝、台积电、镁光等大厂纷纷加价抢购晶圆(有消息称台积电加价10-15%抢订单)相比之下,中国大陆的长江存储体量太小订单量也小。对于供应商来说,自然是优先服务订单量更大的客户。在这种背景下,长江存储只能靠边站了。
       去年10月以来的存储芯片大涨价也是日系供应商优先供应美国日本台湾厂商原因之一。由于三星Note7自燃之后,存储芯片价格疯涨,3DNAND单片产值高达5000—6000美元,三星和SK海力士从中受益良多——在三星Note7接连自燃蒙受巨大损失的情况下,2016年四季度三星电子运营利润78亿美元,同比增长50%。SK海力士在2017年第一季度营收384亿人民币,同比增长72%,净利润达116亿人民币,同比增涨324%。在存储芯片价格疯涨全球几大厂都在抢订单的情况下,弱势的长江存储更无力争夺产能。
       实现晶圆自给需要时间要实现硅晶圆国产化替代要有两个条件,一方面是需要海量资金,另一方面是突破专利壁垒。就资金来说,建设一条月产20万片的12英寸抛光硅片生产线需要4亿美元以上而月产20万片的8英寸硅片生产线总投资约2亿美元以上。因而除非国家投资,民间资本没有多少意愿进入这个行业。就技术来说,国外供应商对相关工艺技术申请了大量专利保护。综上所诉,中国要想在芯片产业上获得发展和进步,必须先做好基础产业,必须先充实和做强硅晶圆产业,而且要建立整个半导体产业链的自主体系。
       目前国内的厂商主要供应6英寸及以下硅片,8 英寸仅有少数厂商生产,目前生产能力的合计月产能为 9万多片/月,远达不到需求。12英寸硅片方面,目前中国的总需求约为50万片/月,预计到2018年需要为120万片/月。而目前中国大陆还不具备300mm电子级硅片产能,最快也要到2017年底,上海新昇半导体,预计完成第一期投产。中环股份今年也协同无锡市政府下属产业基金和晶盛机电,共同投资成立中环领先半导体公司,进军大硅片在宜兴市启动建设大硅片项目,项目总投资约30亿美元一期投资15亿美元,建成后预计可以年产电子级硅片300万片以上,但与庞大的不断增长的需求相比还远远不够。
       投资建议:中国芯片上游硅晶圆产业公司非常稀缺,可以选择的上市公司也只有两家:中环股份,上海新阳,另外还有一个通威股份可以关注,通威虽然主要是生产太阳能硅片的,但也有电子行业硅片的技术储备,在新建的单晶硅产能中也预留了电子硅的产能。
       目前中国在半导体领域的投入大增加,硅晶圆需求急剧增加推动国产化的进展,也给上游硅晶圆设备厂商带来了很大机遇,中国硅晶圆上游设备厂商:北方华创,京运通,晶盛机电。
 
 
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