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我国半导体硅片发展机遇与挑战

发布时间:2023-07-08发布人:

近年来,在政策和资本的强力支持下我国半导体用8 in和12 in硅片产业快速发展,培育了一批骨干企业,突破了核心技术,自主保障能力显著提升,形成良好发展态势。经过多年的积累,当前,半导体硅片处于关键发展机遇期和重要的窗口期,是实现高质量发展、全面提升竞争能力的关键时期,机遇和挑战并存。


(一) 我国半导体硅片的发展机遇

(1)市场需求广阔、国产替代加速。中国是全球需求最大的半导体市场,市场容量已超过全球市场的三分之一,是国际上最快切入第五代移动通信技术(5G)、手机支付、大数据、新能源汽车等新兴领域的国家之一,并在着力推进第六代移动通信技术(6G)、工业制造数字化转型、自动驾驶、元宇宙等。在半导体产业短期波动、总体趋势向好的情况下,中国对半导体的需求将保持旺盛态势,为下游半导体硅片产业发展提供良好市场机遇。与此同时,国产替代趋势愈发加速,长期以来我国半导体硅片严重依赖进口,受制于人,当前下游国产替代需求强烈,在市场需求及国产替代双重拉动下,国产硅片必将加速进入市场。


(2)宏观政策持续支持、融资渠道打通。近年来,国家持续支持半导体产业发展,特别是“十四五”规划明确将重点培育集成电路产业体系、大力推进先进半导体等战略新兴产业。密集出台了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等推动半导体产业发展,集成电路企业在所得税率、加计扣除等方面获得特殊支持。当前,我国正在加快建设制造业强国,半导体产业作为现代制造业的典型代表,在自主可控的大背景下,预计国家将持续支持半导体硅片产业。


针对半导体产业投资大、回报周期长的特点,国家成立集成电路产业基金带动地方基金,推出科创板上市平台,社会资本积极参与,投融资环境大为完善,打通了发展半导体硅片产业的资本渠道,解决了企业发展融资难问题。


(3)产业链配套能力大大增强。在国家宏观政策、重大专项的支持下,伴随国内半导体硅片企业的成长,硅片关键设备制造能力、原辅材料配套能力显著提升,过去严重依赖进口的局面得到极大改善,产业链不断完善和夯实。国产设备和原辅材料能力的提升,对推动投资成本、制造成本的下降,提高产品竞争能力起到积极的作用。这必将为国内硅片企业追赶国际厂商,逐步形成竞争优势提供重要的保障。


(4)研发投入加大,技术能力显著提升。随着融资渠道的拓宽、资本实力的加强,相关企业的研发投入大大增加,骨干企业均成立大硅片研发中心,相关技术加速突破。功率芯片用重掺8 in硅片、12 in硅片技术水平与国际水平相当,逻辑芯片、存储芯片等各类半导体需求的硅片技术水平达到28 nm半导体制程要求,实现批量供货,先进制程用硅片得到验证和应用。半导体硅片制造相关技术如连续拉晶、金刚线切割、单片清洗等部分制造工序正在形成比较优势,智能制造开始应用。


(二) 我国硅片产业发展面临的挑战


(1)产业环境发生重大变化。美国芯片法案和出口管制新规陆续出台,先进半导体设备和技术受到严格管制。历史上半导体硅片一直是全球市场、需求端和供应端互相依存,从硅片制造来看,供应我国半导体硅片产业所需关键检测设备、关键零部件、关键原辅材料供应可能受影响,关键人才引进难度更大,同时产品进入美国等供应体系预计将受到较大限制,国内硅片企业在国际上的竞争力受到影响。


(2)国内企业的产业规模、技术水平、盈利能力等方面与国际领先企业仍存在很大差距。从产业规模看,国外主要企业的12 in硅片产能在1×106片/月以上,其中日本信越化学工业株式会社的产能达到3.1×106片/月,而且连续多年稳定出货,技术水平可以覆盖全部下游技术节点,产品种类包括抛光片、外延片、退火片等,可以满足所有半导体产品需要,综合毛利率长期保持在40%以上,具有稳定良好的盈利能力。截至2022年年底,国内企业目前单一产出不超过3×105片/月,先进制程产品仍以研发为主,技术水平与国外领先水平尚有较大差距,产品品种少,质量稳定性仍需提高,中国企业的12 in硅片尚未进入三星等全球前10的半导体芯片制造公司。与此同时,12 in硅片公司大多仍处于亏损状态,尚不具备良好的回报,盈利能力不强。


(3)12 in硅片投资大、产品验证周期长,产能爬坡速度慢,企业经营面临较大压力。按照目前的投资测算,建设3×105片12 in硅片生产线须投入60亿元以上资金,同时产品验证、产能爬坡需要几年时间,企业需要承担较长时间亏损,达产之后销售收入仅可达到20多亿元,折旧费用高,盈利水平不强。与此同时,半导体产业周期性强,当面临半导体下行周期时,企业经营压力更大,存在长期亏损的风险。对企业综合经营能力和抗风险能力有极高的要求。


(4)产业基础仍存短板,尤其12 in硅片制造所需关键颗粒测试设备、最终抛光液、包装片盒等关键设备和原辅材料依然依赖进口,国内企业差距大,存在被“卡脖子”风险,产业链安全存在一定风险,这些因素也导致12 in硅片产业关键环节投资大、运行成本高。已国产化设备、原辅材料的质量性能仍有差距,在12 in硅片产线的推广使用少,制约国内12 in硅片产业的竞争力。


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