一文看懂全球半導體材料市場狀況

1 全球半導體材料市場

1.1 2017 年全球半導體材料市場

據國際半導體設備材料協會（SEMI）公布的數據，2017 年全球半導體材料市場規模為 469.3 億美元，比 2016 年增長 9.6%。預計 2018 年 全球半導體材料市場規模將進一步擴展至 496.5 億美元，比 2017 年繼續增長 5.8%。

2005～2017 年各年全球半導體材料市場的銷售規模和增長率如圖 1 所示[1]。

2015 年全球半導體材料市場出現了 -1.0% 的負增長，其原因可歸結為全球半導體市場低迷，全球多數地區半導體市場增長緩慢甚至萎縮。2016 年全球半導體市場有所恢復，全球半導體材料市場出現了 2.4% 的增長。2017 年全球半導體市場大幅增長20% 以上，全球半導體材料市場規模增長 9.6%。

1.2 2017 年全球半導體材料市場的地區分布

2016～2017 年全球半導體材料市場的地區分布如表 1 所示。2017 年全球各地區半導體材料市場占全球半導體材料市場的份額如圖 2 所示。2017 年，中國***地區仍然是全球最大的半導體材料市場，占全球半導體材料市場份額的 21.9%，其次是韓國，占 16.0%。這與這個兩地區的晶圓產能各居全球第一位及第二位相關。近年來，隨著我國大陸地區集成電路產業持續快速發展，我國大陸地區的半導體材料市場上升最快，2016 年及 2017 年分別增長7.3% 和 12%。

1.3 2017 年全球半導體材料的細分市場

半導體材料主要分成晶圓制造材料和半導體封裝材料兩大部分。2017 年，晶圓制造材料和半導體封裝材料銷售額各占 56% 和 44%。在晶圓制造材料中，硅片及硅基材料占比最高，約為 31%，其次依次為光掩膜版 14%，電子氣體 14%，光刻膠及其配套試劑 12%，CMP 拋光材料 7%，靶材 3%，以及其他材料 13%。

在半導體封裝材料中，封裝基板占比最高，達到 40%。其次依次為引線框架 15%，鍵合絲 15%，包封材料 13%，陶瓷基板 11%，芯片黏結材料 4%，以及其他封裝材料 2%。

2 全球硅晶圓片（硅片）市場

根據 SEMI 發布的全球硅晶圓片（簡稱硅片）出貨量的統計和預測報告，2017 年全球硅片出貨量為 11 448 MSI（百萬平方英寸），創全球硅片出貨量的歷史新高（見表 2），相比 2016 年增長 8.2%，展望 2018 年和 2019 年，全球硅片出貨量將繼續提升到 11 814 MSI 和 12 235 MSI，分別同比增長 3.2% 和 3.6%，繼續創歷史新高。

從近幾年全球硅片銷售金額來看，2015 年和2016 年全球硅片的銷售金額僅分別為 72 億美元和 80 億美元，2017 年驟增至 87 億美元。其原因除硅片出貨量增加之外，更為重要的是供貨緊張引發價格不斷上漲。

2.1 全球硅材料產能提升滯緩，供需矛盾日益突出，價格不斷上漲

自 2016 年下半年以來，全球半導體產業持續回升，全球硅材料產能提升滯緩，供需矛盾日益突出，價格不斷上漲。

2010～2018 年全球硅片市場的出貨量如圖 4所示。2009 年，受世界經濟危機的影響，全球半導體市場和硅片市場急劇下滑。2010 年反彈之后，2011～2013 年受 12 英寸大硅片普及造成硅片單位面積制造成本下降，以及全球半導體市場低迷的影響，全球硅片市場小幅下滑。2014 年以后，受移動智能終端和物聯網等需求的帶動，全球硅片出貨量開始小幅回升。

自 2016 年下半年起，隨著全球半導體市場持續好轉，大尺寸硅片供不應求。其中 12 英寸硅片需求快速增長主要源于存儲器（包括 DRAM 和 NAND Flash）、CPU/GPU 等邏輯芯片，以及智能手機基帶芯片和應用處理器（APU）等的帶動。8 英寸硅片受益于物聯網、汽車電子、指紋識別、可穿戴設備和CIS（CMOS 圖像傳感器）等芯片市場的大幅增長，自 2016 年下半年起 8 英寸硅片供貨也趨緊張。

總之，當前全球硅片供應緊張，主要出于以下四個主要因素。

一是全球晶圓制造大廠，如臺積電、三星、格羅方德、英特爾、聯電等進入高階制程競爭，各廠商的高額資本支出（60 億～120 億美元）主要用于高階制程晶圓產能的擴張。

二是三星、SK 海力士、美光/英特爾、東芝和西部數據/SanDisk 等存儲器巨頭，全力加速 3D NAND Flash 和 DRAM 的擴產，強勁帶動 12 英寸硅片市場需求。

三是物聯網、汽車電子、CIS（CMOS 圖像傳感器）和智能制造控制等芯片市場旺盛，帶動了 8 英寸硅片市場快速增長。

四是中國大陸地區大舉新建 12 英寸晶圓生產線和 8 英寸生產線擴產。

圖 5 展示了 2005～2020 年全球 12 英寸、8英寸和 6 英寸硅片的市場走勢。

從全球硅片市場的供給側來看，需要純度高達11 個 9（11 N）以上的多晶硅和不斷提升大尺寸硅片的良率是制造大尺度硅片的兩大技術關鍵。盡管從 2016 年下半起全球硅片市場顯著復蘇，但全球大尺寸硅片的產能沒有太大的變化。

根據 SEMI 和日本硅片制造商勝高（SUMCO）的數據，2015 年年底全球12英寸硅片產能為 510 萬片/月，而 2016 年下半年開始全球 12 英寸硅片的需求量已達到 520 萬片/月以上。到 2017 年和 2018年，全球 12 英寸硅片的需求更是分別增加到 550萬片/月和 570 萬片/月，而對應于 12 英寸硅片的產能僅分別為 525 萬片/月和 540 萬片/月。由此可見，在今后的 2～3 年內硅片供不應求將是常態。到 2020 年以后，隨著新建 12 英寸硅片產能開始釋放，全球大尺寸硅片市場有望緩解。

同時，從圖 5 中可以看到，2016 年 12 英寸硅片占全球硅片整體市場的 63%，預計到 2020 年這個比例將進一步提升到 68% 以上。與此同時，8 英寸硅片占整體硅片市場的比例由 2016 年的 28.3% 降至 2020 年的 25.3%。但是，實際上在此期間 8 英寸硅片的出貨量仍將繼續增長，只是市場增長速率趕不上 12 英寸硅片而已。6 英寸及以下尺寸硅片的出貨量相對比較平穩，占硅片市場的比例逐漸下降。

2.2 全球硅片市場呈現巨頭壟斷格局

近年來，全球硅片市場已被日本信越（Shin Etsu）、日本勝高（SUMCO）、德國 Siltronic（原 Waker）、美國 Sun Edision（原 MEMC）、韓國 LG Silitron 和中國***世界晶圓（Global Wafers）6 家硅片巨頭所壟斷。全球一半以上的硅片產能集中于日本。并且硅片尺寸越大，壟斷程度越嚴重。例如，2015 年這 6 家硅片廠商不但掌控了全球 92% 的硅片出貨量（見圖 6），更是囊括了全球 97.8% 的 12 英寸硅片銷售額。

2016 年 9 月，中國***的環球晶圓以 6.83 億美元并購了美國的 SunEdision（其前身是MEMC），從而一舉成為全球排名第三位的硅片供應商。2017 年 5 月，環球晶圓又以 3.2 億元收購了丹麥硅材料公司 Topsil。2017 年年初，韓國 SK Hynix 收購了 LG Siliton，易名為 SK Silitron。到 2017 年年底，全球前 5 大半導體硅片供應商的市場份額如圖 7 所示。

日本信越化學工業株式會社（Shin Etsu）。日本信越化學工業株式會社（以下簡稱信越）是日本最大的化工廠商之一。于 2006 年成立，目前在全球擁有員工 1.8 萬人。在亞洲、歐洲、北美和南美洲多個的國家和地區擁有研發中心和制造工廠。信越目前包括六大事業部：半導體硅材料業務（全球第一）；電子功能材料業務（稀土、封裝材料、LED 涂層、光致抗蝕劑及配套試劑、光掩膜、合成石英、氧化物單晶等，全球第二）；有機硅業務（全球第四）；特種化學品業務（纖維素衍生物、金屬硅、聚乙烯醇等，全球第二）；PVC/氯堿業務（全球第一）和多元化經營業務等。2015 年，信越的營業收入為 12 798 億日元，硅材料占其總收入的 19% 左右。2017 年，其半導體硅片事業部營業收入為 3 084 億日元，較 2016 年增長 22.1%，營業利潤為 930 億日元，較 2016 年激增 66.0%，從 2017 年年初開始，供應 10 nm 及以下硅片，這將為信越帶來更加好的業績。

日本勝高公司（SUMCO）。日本勝高公司（以下簡稱勝高）成立于 2005 年，是由日本住友金屬工業的硅制造部門、聯合硅制造公司和三菱硅材料公司合并而來的。勝高主營業務為半導體硅片制造和銷售，目前主要的產品類型包括高純單晶硅錠、高質量硅拋片、AW 高溫退火晶片、EW 外延片、JIW 結隔離硅片、SOI 絕緣體上單晶硅片、RPW 再生拋光硅片等。其中，高純硅拋光片、退火晶片和外延片等可以提供 300 mm大硅片，SOI 硅片僅為 200 mm 尺寸產品。

2017 年，勝高的營業收入為 2 606 億日元，較 2016 年增長 23.3%；營業利潤為 421 億日元，較 2016 年增長 200%；凈利潤為 322 億日元，較2016 年增長 310%。同時，為了應對全球性的硅片缺貨問題，2017 年 8 月 8 日勝高宣布，其旗下的 Imari 工廠將投入 436 億日元進行擴產，目標為在2019 年上半年將該工廠的 12 英寸硅片月產能提升 11 萬片。

中國***環球晶圓公司（Global Wafers）。中國***環球晶圓公司（以下簡稱環球晶圓）的前身是中美硅晶制品股份有限公司（以下簡稱中美硅晶）的半導體事業處。中美硅晶于 1981 年成立于中國***新竹科學工業園區，是中國***地區最大的 12 英寸半導體硅片的供應商。2011 年 10 月，中美硅晶完成了企業體制的獨立分割，將半導體事業處正式成立為環球晶圓。

環球晶圓成立之后，進行多項企業收購兼并活動。2014 年 6 月，環球晶圓收購了當時全球排名第 6 位的日本 Covalent 硅片公司，2013 年 1 月更名為 Global Wafer Japan。2016 年 6 月，環球晶圓又以 3.2 億丹麥克朗（約合 3.16 億元）100% 收購丹麥 Topsil 半導體事業群。2016 年 12 月，環球晶圓以 6.83 億美元收購全球第 4 大硅片廠商—美國的 SunEdision Semiconductor（其前身為MEMC）。于是，環球晶圓躍升為全球第 3 大半導體硅片供應商。

環球晶圓擁有多條完整的半導體硅片生產線，可以提供的硅片產品包括硅拋光片、硅擴散片、硅外延片、退火晶片和磊晶片等。2017 年，環球晶圓營收規模上升至 462 億元新臺幣，較 2016 年增長 151%，營業利潤為 74 億元新臺幣，較 2016 年增長 438%，凈利潤為 53 億元新臺幣，較 2016 年增長 464%。

2017年，環球晶圓又宣布兩項投資計劃，即對旗下日本 GWJ 的兩座工廠進行擴產，總投資為85億日元。

德國世創（Siltronic）的前身是成立于 1968 年的德國 Wacker 公司，1994 年更名為 Wacker Siltronic Gmbh，2004 年再次更名為 Siltronic AG。Siltronic 是全球首個推出 300 mm 硅晶圓的公司。Siltronic 的生產基地分布于德國的布格豪森、弗蘭貝格、美國波特蘭和新加坡等地。

2014 年 1 月，Siltronic 與韓國三星成立合資公司，在新加坡運行全球最大的 200 mm（23 萬片/月）和 300 mm（32.5 萬片/月）硅片生產工廠。2017 年，Siltronic 營業收入為 11.8 億歐元，較 2016 年增長 26%，凈利潤為 1.9 億歐元，較 2016 年增長 21 倍。

SK 矽創（SK Siltron）。SK Siltron 的前身是韓國 LG Siltron 公司，它是韓國國內唯一的一家本土的半導體硅片生產廠商，成立于 1993 年。1995 年前后，SK Siltron 合并了韓國 Lucky Advanced Material 的硅片業務部和韓國 Dongyang Electronic Metals 的硅片制造部。1996 年和 2000 年，SK Siltron 分別推出了商業化量產的 200 mm 和 300 mm 硅片。2014 年，SK Siltron 還推出了 450 mm（18 英寸）硅片。

2017 年，SK Siltron 的營業收入為 9 000 億韓元，較 2016 年增長 8.0%。

3 結語

全球半導體市場正在恢復，近年來，隨著中國大陸地區集成電路產業持續快速發展，中國大陸地區的半導體材料市場上升最快。2017 年以來全球硅晶圓片（硅片）市場供應緊張和巨頭壟斷，已成為全球半導體材料市場最突出的問題。近幾年以來，全球硅片市場顯示出以下特點。自 2016 年下半年以來，全球半導體產業持續回升，全球硅材料產能提升滯緩，供需矛盾日益突出，價格不斷上漲。全球硅片市場呈現巨頭壟斷格局。