半導(dǎo)體這個(gè)產(chǎn)業(yè)，下游到上游，技術(shù)難度和壁壘都非常高，可以說沒有容易做的東西。
從芯片設(shè)計(jì)(英特爾，高通)，到芯片制造(臺積電，三星，英特爾)，到芯片設(shè)備(應(yīng)用材料，lam research，東京電子，ASML)，到半導(dǎo)體材料，全部都很困難，后來者進(jìn)入必定是充滿艱辛。
在之前的文章里面，已經(jīng)大概講了芯片設(shè)計(jì)，制造，封裝，設(shè)備等，這篇講講半導(dǎo)體材料。我們要知道，在半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈里面，設(shè)備和材料被認(rèn)為是上游。這兩個(gè)領(lǐng)域美國和日本是占據(jù)優(yōu)勢的。
那么市場空間有多大呢?
根據(jù)SEMI(國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會)的統(tǒng)計(jì)，2017年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為570億美元，而全球半導(dǎo)體材料市場銷售額為469億美元，增長了9.6%。也就是設(shè)備+材料=1039億美元，這比華為一年的銷售額要多一點(diǎn)。整個(gè)半導(dǎo)體2017年總的銷售額，如果按照Gartner的數(shù)據(jù)，是4197億美元，也就是設(shè)備+材料占了整個(gè)市場的24.76%，也就是差不多25%的水平。
所以好了，我們要知道一個(gè)重點(diǎn)，半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和半導(dǎo)體材料非常重要，但是在半導(dǎo)體整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，這兩項(xiàng)加起來只是占四分之一，其他四分之三的價(jià)值是在設(shè)計(jì)，制造，封測等領(lǐng)域，對于一個(gè)普通國家來說，半導(dǎo)體的設(shè)備，材料，設(shè)計(jì)，制造，封測這五個(gè)部分，能做其中一樣就很了不起了，比如說荷蘭人，有ASML這家設(shè)備企業(yè)，就足可以令自己驕傲了。當(dāng)然對中國來說，想法肯定不一樣，這五個(gè)部分都是要拿下來的。
半導(dǎo)體材料，可以分為晶圓制造需要的材料和封裝需要的材料，當(dāng)然了晶圓制造所需的材料是核心，大體可以分成以下：硅片，靶材，CMP拋光材料(主要是拋光墊和拋光液)，光刻膠，濕電子化學(xué)品(主要是高純試劑和光刻膠配套試劑)，電子特種氣體，光罩(光掩膜)，以及其他。
首先我們講下半導(dǎo)體材料里面價(jià)值最高，占半導(dǎo)體材料市場比例最大的硅片，硅片至少占到了全球半導(dǎo)體材料市場的30%以上，而且隨著2016年開始的硅片瘋狂漲價(jià)，價(jià)值比例還在上升。
這個(gè)市場，以2017年為例，全球的集成電路硅片的占有率，日本信越化學(xué)份額28%，日本SUMCO 份額25%，臺灣環(huán)球晶圓份額17%，德國Siltronic份額15%，韓國LG 9%。這五家合計(jì)占了全球的94%的份額。
中國集成電路大基金曾經(jīng)在2016年試圖收購世界第四的德國Siltronic，我在之前的文章里面寫過，中國從德國收購了不少技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)，然而在收購德國半導(dǎo)體企業(yè)的時(shí)候，卻受到了前所未有的阻力，因此大基金不得不在2016年底放棄收購。
目前8英寸和12英寸硅片是市場的主流，尤其是12寸硅片是絕對的主力硅片，在制作大硅片過程中，由于對倒角、精密磨削等加工工藝要求很高，因此對良率是非常大的挑戰(zhàn)。也因?yàn)榇耍覈?017年之前，只能在4-6英寸的硅片產(chǎn)量上滿足國產(chǎn)需要，2016年國產(chǎn)8英寸(200mm)硅片只能滿足大約10%的需求量，而在主流的12英寸(300mm)大硅片領(lǐng)域還是空白。
大硅片方面我國的排頭兵是張汝京先生創(chuàng)辦的新昇半導(dǎo)體，張汝京先生同時(shí)也是中芯國際的創(chuàng)辦人。上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司成立于2014年6月，坐落于臨港重裝備區(qū)內(nèi)，該公司承擔(dān)國家02專項(xiàng)300mm大硅片開發(fā)，工廠總投資約68億元，一期總投資約23億元，計(jì)劃實(shí)現(xiàn)15萬片/月的產(chǎn)能，全部投資完成后實(shí)現(xiàn)60萬片/月的產(chǎn)能。
經(jīng)過兩年多研發(fā)，新昇半導(dǎo)體在2016年10月31日生長出來首根300mm硅棒，總投料量300Kg，晶棒總長度1.9m。到2017年五月底，新昇已完成月產(chǎn)1萬片的工藝研發(fā)配置。
上海新昇半導(dǎo)體的兩大股東，上海新陽持有上海新昇27.56%股份，是上海新昇的第二大股東，第一大股東為上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司，持股比例62.82%上海新陽在2017年5月的業(yè)績說明會披露，上海新昇2017年二季度開始小批量試生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了擋片、陪片、測試片等產(chǎn)品的銷售，硅片正片的認(rèn)證工作一切順利，但是尚未通過認(rèn)證。
擋片，陪片可以理解成質(zhì)量較差的硅片，價(jià)格要便宜點(diǎn)，用來調(diào)試機(jī)臺監(jiān)控良率，并不是直接用于晶圓制造。只有正片是實(shí)際用來制造晶圓。2017年底，上海新昇開始實(shí)現(xiàn)300mm大硅片量產(chǎn)發(fā)貨。
2018年4月，上海新陽在投資者互動平臺上透露，目前上海新昇300mm大硅片測試片每月銷售2萬片左右，產(chǎn)能為5-6萬片/每月，仍然在產(chǎn)能提升過程中，且主要生產(chǎn)的是擋片和陪片，正片還沒有接到客戶通過驗(yàn)證的正式通知。
上海新陽同時(shí)預(yù)計(jì)新昇公司到2018年底產(chǎn)能可達(dá)到每月10萬片，沒能達(dá)到每月15萬片的預(yù)期。上海新陽董秘楊靖向媒體透露，上海新昇的實(shí)際達(dá)產(chǎn)情況不及預(yù)期主要受上海新昇管理層變動及拉晶爐設(shè)備訂購難等因素。
今年下半年上海新陽開始下一階段每月20萬硅片產(chǎn)能的建設(shè)，預(yù)計(jì)將在2019年完成。2017年上海新陽實(shí)現(xiàn)營收4.72億元，同比增長14.11%;實(shí)現(xiàn)凈利潤7240.95萬元，同比增長33.11%。2018年1-6月，上海新陽預(yù)計(jì)營業(yè)收入增長10%左右，凈利潤-2000.00萬至-1600.00萬，同比變動-157.64%至-146.11%，主要原因?yàn)樽庸究计諛方?jīng)營不佳，
而生產(chǎn)大硅片的子公司上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司2018年1-6月首次扭虧為盈，投資收益增加。
除了上海新陽旗下的新昇半導(dǎo)體以外，國內(nèi)的中環(huán)股份也在大舉進(jìn)入半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，中環(huán)半導(dǎo)體其實(shí)主要是一家生產(chǎn)太陽能硅棒和硅片的企業(yè)，由于太陽能組件和集成電路都是半導(dǎo)體，也都是硅基材料，所以中環(huán)股份進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域也是順理成章的事情，中環(huán)股份2017年實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體硅片銷售額5.836億元，但全部是8英寸及以下的硅片。
中環(huán)股份還在進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)，其于2017年10月13日和無錫市簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，共同在宜興市建設(shè)集成電路用大硅片生產(chǎn)與制造項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資約30億美元，其中一期投資約15億美元，預(yù)計(jì)2018年四季度設(shè)備進(jìn)場調(diào)試并實(shí)現(xiàn)小規(guī)模試產(chǎn)。
全部項(xiàng)目投資完成后，預(yù)計(jì)2022 年將實(shí)現(xiàn)8英寸拋光片產(chǎn)能75萬片/月，12英寸拋光片產(chǎn)能60萬片/月的生產(chǎn)規(guī)模，將趕超世界級硅片生產(chǎn)商。
又有人問了，什么是拋光片?硅片有多種，包括拋光片，退火片，外延片等，拋光片是最通用的硅片，退火片和外延片都是在拋光片基礎(chǔ)上進(jìn)一步加工而成的特色硅片。
根據(jù)中環(huán)于2018年3月發(fā)布的公告，該公司8英寸拋光片的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到10萬片/月，預(yù)計(jì)到2018年10月實(shí)現(xiàn)30萬片/月的產(chǎn)能，成為8英寸硅片最大的國內(nèi)供應(yīng)商。目前中環(huán)股份的8英寸(200mm)硅片大規(guī)模上量，也在讓8英寸硅片國產(chǎn)化率迅速提高。
同時(shí)12英寸拋光片預(yù)計(jì)2018年底試驗(yàn)線建成并實(shí)現(xiàn)2萬片/月的產(chǎn)能。另外中環(huán)還在研發(fā)半導(dǎo)體硅片的上游單晶硅棒，根據(jù)其2018年3月發(fā)布的公告，中環(huán)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)8 英寸直拉單晶硅棒量產(chǎn)，并在2018 年一季度，實(shí)現(xiàn) 12 英寸直拉單晶硅棒樣品試制。
中環(huán)股份2017年年報(bào)顯示，其營業(yè)收入96.4億元，同比增長42.17%;歸屬于上市公司股東的凈利潤5.85億元，同比增長45.41%。其來自太陽能業(yè)務(wù)的收入占到了89%。進(jìn)入2018年，繼續(xù)保持快速增長，一季度營業(yè)收入增長68.91%，凈利潤增長19.44%。
另外還有一家也在緊鑼密鼓研發(fā)12英寸大硅片的是重慶超硅半導(dǎo)體，2016年10月28日，由重慶超硅半導(dǎo)體有限公司投資的“極大規(guī)模集成電路用300毫米(含200毫米)單晶硅晶體生長與拋光硅片及延伸產(chǎn)品(一期)”項(xiàng)目正式建成，并正式舉行產(chǎn)品下線儀式。當(dāng)然這個(gè)只是產(chǎn)品下線試制還不是量產(chǎn)，我們看到下圖當(dāng)時(shí)的重慶市市長黃奇帆都到場。
2017年1月，該公司8英寸硅片開始出貨，同時(shí)12英寸到目前仍然在研發(fā)中。在制作半導(dǎo)體硅片的晶棒方面，重慶超硅已經(jīng)相繼研發(fā)出8英寸，12英寸，18英寸晶棒。
加入大硅片研發(fā)生產(chǎn)的還有京東方，2017年12月9日，西安高新區(qū)與北京奕斯偉科技有限公司、北京芯動能投資管理有限公司簽署合作意向書，宣布總投資逾100億元的硅產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目落戶西安高新區(qū)。該項(xiàng)目主攻“40至28納米集成電路制造用300毫米硅片”。
芯動能即為京東方的參股公司。由京東方科技集團(tuán)股份有限公司、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司、北京亦莊國際產(chǎn)業(yè)投資管理有限公司和專業(yè)團(tuán)隊(duì)共同于2015年發(fā)起成立。
除了上述企業(yè)以外，還有浙江的金瑞泓科技，該公司目前主要生產(chǎn)6英寸和8英寸硅片，12英寸大硅片還在研發(fā)之中，在2017年6月，寧波市副市長到該公司調(diào)研時(shí)，公司表示將投入3億多元，全面提升8英寸硅片規(guī)模化生產(chǎn)能力，滿足國內(nèi)8英寸硅片的大規(guī)模市場需求，擴(kuò)產(chǎn)后，現(xiàn)有產(chǎn)能將提升至年產(chǎn)240萬片。
同時(shí)在6英寸硅片領(lǐng)域，該公司也在大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，在2017年12月環(huán)評公示里面，披露該公司投資1.2億元將6英寸硅片產(chǎn)能擴(kuò)大到180萬片/年。
我們從以上可以看出，雖然300mm(12英寸)大硅片目前只有上海新昇半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，且正片仍然沒有通過認(rèn)證，但是全國各個(gè)大公司都在競相投入，業(yè)界普遍預(yù)計(jì)，到2020年我國對12英寸大硅片的需求是100萬片/月，從目前新昇半導(dǎo)體+中環(huán)股份+重慶超硅+京東方+其他公司的產(chǎn)能都已經(jīng)超過100萬片/月。