全球半導體硅晶圓缺貨嚴重，12英寸（300mm）硅晶圓國產替代之路有多長？

近日，國際半導體產業協會（semi）發布的硅晶圓產業分析報告顯示，2017年第2季全球半導體硅晶圓出貨面積達2978百萬平方英寸，連續5個季度出貨量創下歷史新高紀錄。2017年以來半導體硅晶圓供貨持續吃緊，出現久違8年的漲價情況。12寸硅晶圓上半年累計漲幅已達兩成，下半年進入傳統旺季，價格可望續漲2-3成。更有消息稱，全球硅晶圓第二大供應商日本勝高（sumco）12寸硅晶圓最新簽約價120美元，相較于2016年底約75美元大漲60%。

說到硅晶圓，可能大部分業外的吃瓜群眾對其是一知半解，然而伴隨著硅晶圓漲價潮的涌來，它將會直接導致我們平常使用的各種電子電器、PC、手機等的入手價格提升，價格的上漲必然導致我們消費成本的增加，從而將資金從我們手中"奪走"！這就直接關乎到我們的切身利益了，因此提升對硅晶圓的了解是很有必要的。硅晶圓是通過種種工序之后而被從單晶硅棒上切割下來的一個小圓片，它是制造各種半導體、集成電路必須使用的核心材料，這也就不難理解硅晶圓價格的變動所帶來的一系列的"蝴蝶效應"了。

硅晶圓漲價的"蝴蝶效應"

在對硅晶圓有了一個基本了解之后，會有更多人關心硅晶圓為什么會無緣無故漲價的問題。沒錯，硅晶圓漲價所造成的蝴蝶效應最終的受害者依然是咱"老百姓"！從下圖可以看出，所有環節所增加的成本都在無形中轉移給了為此買單的消費者，這就是市場規律的后果我們只能接受！但這并不妨礙我們去尋根究底的弄清楚硅晶圓漲價的原因。

圖表1：硅晶圓價格上漲所帶來的"蝴蝶效應"

資料來源：前瞻產業研究院整理

硅晶圓下游需求居高不下，市場缺貨嚴重

硅晶圓漲價的最根本原因是：其出貨量遠遠跟不上需求量的步伐。而從全球硅晶圓的供貨商市場來看，早已是五分天下了，日本獨占鰲頭，硅晶圓合計產能占據全球53%；其次是臺灣的環球晶圓，市場份額17%；德國、韓國緊隨其后，份額分別是13%和9%。據全球半導體協會統計，目前全球8-12英寸硅晶圓每月的出貨量在520-530萬片之間，而全球下游市場對硅晶圓的需求量每月高達600萬片以上，可見硅晶圓月短缺量高達80萬片以上，年合計短缺量則在1000萬片左右！如此一來，硅晶圓漲價也就可以理解了。

下游需求強勁，拉動半導體硅晶圓出貨量不斷攀升

2015年以前，半導體硅晶圓的出貨量一直是不慍不火的狀態。2016年，在全球DRAM和3D NAND Flash出貨量大幅增加的帶動下，半導體硅晶圓的出貨量增長勢頭明顯。據前瞻產業研究院發布的報告顯示，2016年硅晶圓出貨量達到10738百萬平方英寸，同比增長2.9%。但由于全球硅晶圓國際幾大工廠的產能有限，且產能利用率全部已經達到了100%的水平，導致出貨量仍舊跟不上下游需求的步伐，進而造成硅晶圓價格出現大幅上漲的情況。

隨著國際大廠建立代工廠步伐的加快，以及中國在8英寸硅晶圓的產能逐漸釋放的影響下，預計到2017年底全球半導體硅晶圓的出貨量將達到11448百萬平方英寸，同比增幅將達到6.6%。

圖表2：2007-2017年全球半導體硅晶圓出貨量增長趨勢（單位：百萬平方英寸，%）

資料來源：SEMI前瞻產業研究院整理

國內硅晶圓產能規模小，12英寸產能幾乎空白

硅晶圓僅為小小的一個圓片，但卻蘊藏著巨大的能量，且其技術復雜度難以想象。截止到2017年上半年，我國也僅僅對8英寸及以下的硅晶圓制造技術有所掌握，在12英寸及以上規格的硅晶圓的制造技術仍是空白。這就導致了我國12英寸硅晶圓需求幾乎全部依靠進口滿足，國產化率極低。

而從國內硅晶圓制造現狀來看，目前，國內硅晶圓制造領先企業正在加緊擴產8英寸硅晶圓，不斷提升12英寸硅晶圓的技術研發投入。如寧夏銀和半導體科技有限公司于2016年啟動的半導體硅晶圓項目已經于2017年7月竣工投產，預計年產硅晶圓120萬片；同時該公司還將啟動12英寸半導體硅拋光片項目建設；而上海新陽于2016年啟動的12英寸硅晶圓項目已于2017年上半年完成設備安裝，預計于年底投產，屆時將為國內市場新增12英寸硅晶圓產能180萬片/年。

圖表3：國內外半導體硅晶圓產能對比情況

資料來源：前瞻產業研究院整理

可見，在小小的硅晶圓上，我國尚不能實現自給自足，何況還有其后面更大的應用市場。因此，加快12英寸硅晶圓的研發制造是今后半導體材料領域發展的重中之重。但仍然面臨兩個比較嚴峻的技術形勢：一是電子級硅片高純度技術；二是電子級硅片高良率技術。從我國目前的技術進展來看，僅有上海新陽一家公司在12英寸硅片技術上有所突破，但能否真正實現產能仍未可知。未來，只有解決了高純度和高良率的技術難點之后，我國在12英寸硅晶圓的制造上方能完成進口替代。