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      “大并購時代”必將到來?誰是中國半導體硅片的希望?

      2021-12-01 09:10
      芯鋰話
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      1946年的情人節,美國發明家莫克利和艾克特發明了一臺名叫“ENIAC”的奇怪機器,這臺機器占地70平方米,重達30噸,雖然體型笨拙,但卻能夠進行每秒高達5000次的運算,從此人類有了最強大的幫手——電子計算機。

      誰是中國半導體硅片的希望?

      八年之后,人類第二代計算機“TRADIC”誕生,不僅運算速度由每秒5000次提升至幾十萬次,而且重量只有“ENIAC”的1/100,體積與功耗減少到1/300,究竟為何兩代計算機之間有如此差別呢?核心就在于半導體的應用。

      早在“ENIAC”被發明的第二年,美國貝爾實驗室的研究員約翰巴丁利用早期對硅晶體的觀察,發明出了一種新的半導體元件——晶體管,它不僅能實現電子管的功能,又具有尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發熱少、功耗低等優點。

      晶體管的出現,大幅提升了計算機的效率,引發了計算機的全面革命。時至今日,半導體依然是決定科技發展的重要一環。

      從半導體被發明算起,這項技術就始終被牢牢的掌控在美國的手中,從整個芯片產業鏈來看,美國幾乎都有著絕對的話語權。

      一直以來,半導體技術都被美國當成是制衡世界的重要手段,以《瓦森納協定》之名,行國際霸權之實。為了避免不被美國卡脖子,中國半導體的自主替代就顯得至關重要。

      縱觀芯片制造產業鏈,硅片是一切的源頭,不同于光伏硅片99.9999%的純度要求,半導體硅片極為嚴苛,需要硅片純度達到99.9999999%。由于起步較晚,目前中國硅片企業技術積累與國際巨頭存在一定差距,全球90%的半導體硅片市場被5大國際硅片廠商所瓜分。

      本文將復盤目前中國半導體硅片核心競爭力,探討誰將有望成為硅片國產替代的希望。

      / 01 /

      難得的產業靜默期

      硅片誕生以來,尺寸變大就成為了行業的核心發展方向。

      從1965年2英寸(50mm)正式量產,到2000年12英寸(300mm)量產,35年間共出現過7代硅片產品。

      尺寸的擴大將使得硅片有效面積大幅提升,進而能產出的芯片數量也隨之上升,規模效益考量,硅片直徑越大,芯片的平均生產成本也就越低。

      誰是中國半導體硅片的希望?

      但由硅片帶來的效率提升卻并非無限度的。當硅片尺寸變大時,生產設備成本也許隨之提升,也就意味著每一次硅片升級換代,都伴隨著大量的初始資本投入。正因如此,國際硅片巨頭目前對于產能擴增都極為謹慎,全球硅片產能陷入緩增長趨勢。

      中國企業作為市場后入者,當主流產品持續迭代時,我們的企業就會陷入持續被動,大量投入的產能很可能遇到被淘汰的命運,因此半導體硅片并不是一個容易追趕的行業。

      但幸運的是,在半導體硅片達到12英寸后,已經能夠較好滿足目前的市場需求,再加上制造設備實在太貴了,雖然技術上已經進階至18英寸,但卻并未被行業中的企業采用。

      目前,全球硅片產業陷入了難得的“靜默期”,也是中國企業追趕世界巨頭的良機。

      當硅片主流技術不再迭代時,中國硅片企業就可以通過加大投入,加快對世界巨頭的追趕速度,這也讓半導體硅片成為有望自主替代率快速提升的行業之一。

      / 02 /

      鯰魚已經入水

      硅片的需求正在被智能汽車逐漸激活。

      從整個行業規?,全球硅片出貨量呈現出平穩上升的趨勢,但其中也不乏短期波動。

      受2008年經濟危機影響,全球硅片出貨量2009年同比驟降17.57%,一度引發了硅片企業的恐慌,當時很多擴產計劃都因此而被迫擱淺。時至今日,面對擴產半導體硅片企業也依然持謹慎態度。

      從2010年開始,全球硅片行業景氣度復蘇,帶動硅片出貨量持續上升,尤其是12英寸硅片的普及,讓整體出貨量得到進一步攀升。在2018年,全球半導體硅片迎來127.33億平方米的歷史高點,但隨后就因儲存器市場的疲軟而出貨量驟降。

      誰是中國半導體硅片的希望?

      總體而言,全球半導體硅片出貨量平穩攀升,尤其新能源汽車的強勢崛起,帶動汽車芯片需求量激增,有望讓整個市場的規模再上一個臺階。

      半導體硅片具有較高的資本門檻和技術門檻,因此行業呈現出較高的壟斷性。

      壟斷性保證了各企業的利潤,但同時也讓這一行業保持穩定,缺少激發產業革新的變量。但隨著中國企業的入局,這一行業的格局可能正在被打破。

      由于國際龍頭公司擴產意愿不強,再加上疫情的影響,在未來幾年中,全球半導體硅片都將處于緊供需的狀態。

      從整個產業格局分析,信越化學、勝高、環球晶圓、Silitronic、SK集團分別在2020年占據27.53%、21.51%、14.8%、11.46%和11.31%的市場份額,累計份額達86.61%。

      誰是中國半導體硅片的希望?

      雖然國際巨頭在硅片市場占據絕對領先的市場份額,但實際上2018年至2020年全球前五大硅片制造商的份額占比卻分別為92.57%、88%和86.61%,呈明顯的下降趨勢。

      來自于中國的硅片企業正在通過不斷擴產來搶占市場,重新激活全球硅片市場的競爭格局。

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