硅片制備是芯片制造的第一個環(huán)節(jié),流程復雜,大尺寸發(fā)展趨勢明顯

芯片制造主要分為硅片制備、芯片制造、芯片測試與挑選、裝配與封裝、終測五大環(huán)節(jié),硅片制備是第一個環(huán)節(jié),硅片質(zhì)量對于后續(xù)芯片制造來說至關重要。硅片制備的第一個環(huán)節(jié)是用硅礦石制備純度的半導體級硅(純度達99.9999999%),然后再經(jīng)過晶體生長、整型、切片、磨片倒角、刻蝕、拋光、清洗、包裝等多個環(huán)節(jié)生產(chǎn)出符合晶圓廠性能需求的硅片。

未來硅片的發(fā)展趨勢是向著300mm及400mm尺寸發(fā)展。大尺寸是硅片發(fā)展的主要方向,由于規(guī)模經(jīng)濟效益,如果采用300mm硅片每塊芯片成本比200mm硅片要、下降30%左右。另外由于更新設備投資巨大,升級300mm硅片的主要方式是新建硅片廠而不是升級改造設備,因此帶來了硅片廠巨大的設備投資需求。

半導體行業(yè)高度景氣,硅片供不應求,設備投資需求巨大

目前全球半導體行業(yè)高度景氣,費城半導體指數(shù)和臺灣半導體指數(shù)屢創(chuàng)新高。國內(nèi)半導體投資在國家大基金加持下風起云涌,據(jù)SEMI預計未來全球62座晶圓廠中有26座將落戶中國。 硅片行業(yè)供不應求。需求方面,據(jù)SUMCO預測,到2020年300mm硅片需求量將超過750萬片/月,200mm硅片將持續(xù)處于供不應求狀態(tài)。供給方面,硅片供給寡頭壟斷嚴重,前二大廠商(信越+SUMCO)市占率接近60%,前五大廠商市占率接近91%。眾多寡頭目前主要采取提價策略,硅片供給缺口持續(xù)且擴產(chǎn)計劃緩慢,目前僅有SUMCO公布了11萬片/月的300mm擴產(chǎn)計劃。借此機遇國內(nèi)硅片廠開始大規(guī)模擴產(chǎn),目前國內(nèi)主要企業(yè)已經(jīng)公布了的硅片廠投產(chǎn)投資計劃達586億元左右,設備投資約為498億元。

硅片設備投資風起云涌,國內(nèi)設備有望實現(xiàn)進口替代

目前國內(nèi)主要涉足的硅片設備包括拉晶爐、切割、磨削、CMP拋光等設備。拉晶爐國內(nèi)技術進步快速,目前晶能和晶盛300mm拉晶爐技術已基本成熟,未來有望憑借價格和服務等優(yōu)勢實現(xiàn)進口替代。CMP拋光機需求量大,目前AMAT和EBARA兩家公司合計市占率超80%,晶盛目前計劃與美國Revasum公司合作生產(chǎn)CMP拋光機,2018年有望投產(chǎn)。切割和磨削設備技術難度較低,國內(nèi)設備機會較大,其中金剛線切割工藝已成為主流,耗材需求量大。外延爐設備AMAT公司一家獨大,市占率達90%,國內(nèi)企業(yè)北方華創(chuàng)有所涉及。