目前我国半导体行业发展快速，对上游原材料需求维持这一个较高的水平，近几年对硅片及硅基材料的需求基本在 130 亿元左右的水平，但 12 英寸硅片完全依赖进口，因此将来存在着较大的进口替代的可能性。

 

近些年来，硅晶圆片占半导体材料市场的比重基本保持稳定， 比重为 34%左右。 2015 年全球半导体硅片市场规模约为 80 亿美元，是占比最大的 IC 制造材料。日本的 Shin－Etsu 和 Sumco 的销售占比超过 50％，中国台湾的环球晶圆在 2016 年先后并购了 Topsil 和 SunEdisonSemi，成为了全球第三大半导体硅片供应商，目前前六大硅片厂的销售份额达到 92％，半导体硅片市场一直被巨头垄断。

 

由于 2016 年全年全球 DRAM 和 3D NAND Flash 出货量增加以及硅片国际大厂产能有限， 再加上大陆投资的大尺寸硅片项目未能实现出货，导致全球半导体硅片供应吃紧， 国际上前几大硅片供应商的产能利用率均达到 100％。 三大半导体硅片厂均宣布将调涨 2017 年 Q1 的 12 英寸硅片价格 10～20％。

 

而据IC Insights 统计数据显示，全球营运中的 12 寸(300mm)晶圆厂数量持续成长，在 2016 年可达到 100 座， 到 2020 年底，预期全球应用于 IC 生产的 12 寸晶圆厂总数达到 117 座，若 18 寸(450mm)晶圆迈入量产， 12 寸晶圆厂的高峰数量可达到 125 座左右。 由于 12 英寸（ 300mm）的硅片主要是用来生产逻辑芯片和记忆芯片， 并且DRAM 与 NAND 闪存等未来五年年均複合增长率（ CAGR）可达7.3%，产值将从去年的 773 亿美元扩增至 1,099 亿美元，增长率达到 42.2%， 因此，全球对于 300mm 大硅片的需求将持续扩张。 预计未来几年硅片的缺货将是常态。

 

国内集成电路产业经过 30 多年的大力发展，目前已形成了一定的产业规模，以及集成电路设计、芯片制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局。目前我国半导体行业发展快速，对上游原材料需求维持这一个较高的水平，近几年对硅片及硅基材料的需求基本在 130 亿元左右的水平，但 12 英寸硅片完全依赖进口，因此将来存在着较大的进口替代的可能性。

 

什么是半导体硅片

 

硅片又称硅晶圆片， 是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手 段，可以制成集成电路和各种半导体器件。 硅片是以硅为材料制造的片状物体，直径有 6 英寸、 8 英寸、 12 英寸等规格。单晶硅是硅的单晶体，是一种比较活泼的非金属元素， 具有基本完整的点阵结构。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度 要求达到 99.9999%，甚至达到 99.9999999%，杂质的含量降到 10-9的水平。采用西门子 法可以制备高纯多晶硅，然后以多晶硅为原料，采用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长 出棒状单晶硅。单晶硅圆片按其直径主要分为 6 英寸、 8 英寸、 12 英寸及 18 英寸等。

 

硅（ Si）是目前最重要的半导体材料，全球 95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基 底功能材料而生产出来的。在可预见的未来，还没有其它材料（如石墨烯等）可以替代 硅的地位。 在半导体制造业中广泛使用各种不同尺寸与规格的硅片，通常包括 4 英寸、 5 英寸、 6 英寸、 8 英寸及 12 英寸，它们的基本规格如下表所示：

 

001ic20170220直拉法和区熔法的比较

 

硅片尺寸越大，将来在制成的每块晶圆上就能切割出更多的芯片，单位芯片的成本也就 更低。在 1960 年时期就有了 0.75 英寸(约 20mm)左右的单晶硅片。在 1965 年左右 GordonMoore 提出摩尔定律时，还是以分立器件为主的晶体管，然后开始使用少量的 1.25 英寸小硅片，进而集成电路用的 1.5 英寸硅片更是需求大增。

 

之后，经过 2 英寸， 3 英寸，和4 英寸。接下来 5 英寸， 6 英寸， 8 英寸，然后进入 12 英寸。 业界较为公认的说法， 1980年代是 4 英寸硅片占主流，1990 年代是 6 英寸占主流，2000 年代是 8 英寸占主流，到 2002年时英特尔与 IBM 首先建 12 英寸生产线，到 2005 年已占 20%，及 2008 年占 30%，而那时 8 英寸已下降至 54%及 6 英寸下降至 11%。 预计在 2020 年左右， 18 英寸（ 450mm）的硅片将开始投入使用。