硅片,冷热不均

格隆汇
Nov 09

半导体产业链在AI浪潮的加持下仍显热度,但晶圆制造上游的材料环节,却提前拉响了警报。环球晶董事长徐秀兰近日指出,目前全球半导体硅晶圆市场供过于求约 5%~10%。从不同尺寸来看,12 英寸晶圆需求仍具韧性,产能利用率超过 95%;但8英寸晶圆产能利用率已降至80%以下,6 英寸晶圆更低于70%,显示成熟制程领域的需求疲弱仍未见底。

硅片需求,结构性分化

当前硅晶圆市场的主要特征是“结构性景气”而非“全面复苏”。一方面,AI服务器与GPU驱动的先进制程拉动台积电三星英特尔等12英寸产线满载;另一方面,传统的消费电子芯片(如PMIC、电源管理芯片、显示驱动IC)需求依旧疲弱,库存消化进程缓慢,导致中小尺寸晶圆产能利用率持续下滑。

从硅片整体的出货数据上来看,根据SEMI近日发布的季度硅片出货报告示,2025年Q3全球硅片出货量同比增长3.1%,达到33.13亿平方英寸(MSI),较2024年同期的32.14亿MSI略有提升,但环比下降0.4%。这说明全球市场虽有复苏迹象,但势头依旧疲软,尤其是外延硅片出货量表现不佳。

业内分析指出,AI带动的高价值晶圆出货增长掩盖了整体出货增速放缓的事实,这点可以从全球硅片龙头信越化学的财报中嗅得一二。

根据信越化学最新财报,截至2025年9月30日的上半财年,信越化学实现营业收入1,671亿日元(同比下降22%),归母净利润1,314亿日元(同比下降12%)。尽管如此,信越化学的整体利润仍然承压,尤其是在2025年第二季度(4月-6月),利润降幅与第一季度大致持平。以美元计,税前利润自第二季度至第三季度连续下降,信越化学明确指出,这一表现完全是由于市场状况低迷所致。

在硅晶圆的需求变化中,200毫米晶圆需求疲软,AI相关的300毫米晶圆需求则表现坚挺。信越化学指出,300毫米晶圆需求已在2025年1-3月季度触底,并自4-6月季度开始持续复苏。7-9月季度的300毫米晶圆行业出货量与上一季度持平,但同比有个位数增长。与此同时,200毫米晶圆与上一季度持平,但同比有所下降。信越化学预计,10月-12月,300毫米晶圆的订单稳定,第四季度后的需求将取决于客户消化库存的进程。而200毫米晶圆的需求,预计将暂时保持疲软,因为客户刚刚开始对汽车应用进行进一步的库存调整。

信越化学还指出,客户对300毫米晶圆的投入正处于复苏轨道。从价值来看,AI应用的高单位价格推动半导体器件市场达到创纪录的高点,然而,从IC数量来看,需求仍低于2022年峰值。晶圆需求的变化与半导体IC的数量密切相关,虽然整体IC数量未能恢复至2022年水平,但高端制程和AI应用的需求将成为未来增长的动力。

更值得注意的是,信越化学预计,中期增长将主要来自AI相关应用。目前,AI半导体在300毫米晶圆出货量中的占比不到10%,这意味着该领域仍有显著的增长空间。除了AI外,信越化学还提到,双重独立晶圆的使用增加将推动300毫米晶圆需求的中期增长。


12英寸硅片成为潮流


硅片是芯片制造的“地基”,是需求量最大的晶圆制造材料,其性能和供应能力决定了整个产业链的韧性。

从功能上看,硅片可进一步细分为抛光片和外延片。其中抛光片主要应用于存储与部分模拟芯片(显示驱动芯片、电源管理芯片等),外延片则用于逻辑、CIS、CPU/GPU等高端芯片制造。在价格层面,抛光片的产品单价通常低于外延片。

硅片的制造过程:制造流程包括:电子级多晶硅提纯 → 单晶拉制 → 切片 → 抛光 → 清洗 → 外延(来源:西安奕材

硅片按直径大小可分为 6 英寸及以下、8 英寸和 12 英寸三类规格。一般而言,90 纳米以上的制程主要使用 8 英寸及以下的半导体硅片,而 90 纳米及以下的制程主要使用 12 英寸硅片。

硅片直径越大,单位晶圆可切割出的芯片数量越多,边缘损耗越小,平均制造成本越低。以面积计算,12英寸硅片的理论面积是8英寸硅片的2.25倍,在相同工艺条件下,其单位可用芯片数约为8英寸的2.5倍。不过,12英寸硅片的单片价格远高于8英寸,其单位面积价格甚至更高,这正反映了先进制程对材料纯度、缺陷密度与表面平整度的极端要求。

随着先进制程与AI计算需求的持续增长,12英寸硅片已成为行业主流规格。根据SEMI统计,2023年12英寸硅片出货面积占全球总出货面积的70%以上;预计到2026年,全球12英寸硅片月度需求将超过1000万片。

目前技术迭代最快的逻辑芯片和存储芯片均采用12英寸晶圆工艺。同时,基于成本与良率考虑,部分功率器件、模拟芯片及CIS图像传感器也正加速向12英寸迁移。更重要的是,新兴技术的爆发进一步放大了12英寸硅片的消耗量:AI驱动的高带宽内存(HBM)需求剧增。由于生产良率、堆叠复杂度及芯片尺寸更大,同等容量的HBM对硅片的消耗量是主流DRAM的约3倍;NAND Flash堆叠层数攀升至200层、300层甚至400层。业界普遍认为,未来制造工艺将采用“双晶圆键合”(两片晶圆合成一片完整NAND),相当于硅片需求直接翻倍。

与此同时,全球晶圆厂的扩产焦点正在全面向12英寸倾斜。SEMI预测,2025年至2027年全球12英寸晶圆厂设备投资将达到创纪录的4000亿美元。截至2024年第三季度末,全球共有超过180座12英寸量产晶圆厂;预计到2026年,这一数字将增至230座。

其中,中国大陆地区已有超过50座 12 英寸量产晶圆厂(包含西安三星、无锡 SK 海力士、南京台积电等外资晶圆厂),预计 2026 年中国大陆地区 12 英寸晶圆厂量产数量超过 70 座,相应产能增长至 329 万片/月,约占届时全球 12 英寸晶圆厂产能的 1/3,其中以中芯国际华虹集团、长江存储、长鑫存储为代表的内资 12 英寸晶圆厂产能将增至约 260 万片/月。


全球竞争格局:五大寡头稳固


全球12英寸硅片市场高度集中。五大厂商——信越化学、SUMCO、环球晶、德国世创(Siltronic)、SK Siltron——均为海外老牌企业,合计占据85%以上份额,其中日本双寡头(信越+SUMCO)掌控全球12英寸硅片约一半全球产能。

这些厂商拥有深厚的技术壁垒:每家在晶体生长、缺陷控制、抛光与外延工艺上积累数千项专利,最多达 3,500 项以上,形成较强的专利壁垒,对后续进入者带来一定的挑战;与下游客户签有长期供货协议(LTA),锁定台积电、三星、英特尔等主要晶圆厂;大部分核心设备与材料实现内部协同,形成封闭生态。

  • 信越化学1926 年在日本成立,是全球产能和出货量最大的电子级硅片生产企业,也是全球第一家(2001 年)量产 12 英寸硅片的厂商,具有领先的技术和稳定的市场份额,是业内唯一一家常年持续盈利的电子级硅片公司。

  • SUMCO 1999 年在日本由住友金属工业、三菱材料和三菱材料硅事业部合资成立,过去十年借助一系列并购整合快速发展,目前是全球产能和出货量排名第二的电子级硅片制造商,也是电子级硅片领域申请专利最多的厂商。公司目前专注于电子级硅片业务,产品包括抛光片、外延片、SOI 片等,产品以 12 英寸硅片为主。根据其年报披露,SUMCO 应用于先进制程逻辑芯片的外延片全球市占率居首。

  • 环球晶圆2011 年在中国台湾成立,前身为 1981 年成立的中美硅晶制品股份有限公司的半导体事业处,成立后陆续收购美国 Globitech 取得外延技术以及日本的Covalent 公司拓展至 12 英寸硅片生产,同时并购了美国 SunEdisonSemiconductor 公司,成为全球产能和出货量前五大的电子级硅片供应商,主要产品为外延片、抛光片等。

  • 德国世创成立于1953年,是德国化工巨头 WACKER 集团(全球电子级多晶硅主要供应商之一)的子公司,是全球首个研发推出 12 英寸硅片的厂商。在 6 英寸和 8 英寸硅片制造领域占据领先地位,除抛光片和外延片外,还具有独特的区熔硅单晶、HIREF 芯片等特殊产品,当前全球产能和出货量排名前五。

  • SK Siltron于1983 年在韩国成立,目前是韩国 SK 集团的子公司,12 英寸硅片主要产品面向三星、SK海力士等存储IDM客户,是韩国唯一一家电子级硅片专业制造商,发展期间受到韩国政府与韩国厂商的大力支持,当前全球产能和出货量排名前五。

全球前五大厂商开展 12 英寸硅片业务大多早于公司 15 年以上,无论是下游台积电、三星电子等全球战略级晶圆厂客户,还是上游电子级多晶硅、石英制品和硅片工艺设备等核心设备和材料供应商,均已形成稳定合作(包括但不限于签订确保最低采购量的长期协议、优先参与客户更先进制程晶圆工艺的研发等),甚至是控股或参股的投资关系。同时,国际同业对硅晶体的基础理论研究、晶体生长和硅片加工具有深厚的技术底蕴,建立了森严的专利技术壁垒,具有技术先发优势。此外,相应厂商前期高额的设备投入部分已折旧完毕,固定成本压力小,生产工艺相对成熟,良率相对稳定,已实现一定规模效应,具有较好的盈利能力。


国内12英寸硅片竞争格局初显


相比国际巨头,我国 12 英寸硅片产业起步较晚、技术积累薄弱、规模普遍偏小。当前,我国 12英寸硅片仍大部分依赖进口,特别是对于先进制程芯片所需的中高端12英寸硅片,自给矛盾更甚。

不过随着国家“强链补链”政策推动,以及晶圆厂产能加速布局,国内友商竞争格局初显。目前成规模的国内厂商主要有7家,包括西安奕斯伟材料、上海新升 、中环领先、立昂微、中欣晶圆、山东有研艾斯、上海超硅等,这七家企业构成了国内硅片产业的核心力量,其共同特点是:高资本投入、强工艺迭代能力、持续产能扩张。

各家厂商12英寸硅片产能现状如下:

西安奕斯伟材料是当前国内12英寸硅片领域的领军企业,当前产能 65 万片/月,占国内总量的 30.95%。公司已成为国内主流存储 IDM 厂商的全球硅片供应商中采购占比第一或第二大的战略级供应商,实现了对国内一线逻辑晶圆代工厂大多数主流量产工艺平台的正片(抛光片和外延片)供货,客户涵盖联华电子、力积电、格罗方德、日本铠侠、美光科技等国际一线晶圆厂,海外收入占比约30%。

奕斯伟材料的IPO招股书中指出,截至2024年9月,奕斯伟材料的合并产能已达 65 万片/月,约占全球 12 英寸硅片总产能的 7%。通过二期工厂建设,奕斯伟预计到2026年产能将达到 120 万片/月,可满足届时中国大陆 40% 的12英寸硅片需求,全球份额预计超过10%,有望进入行业第二梯队。

上海新升是沪硅产业的全资子公司,沪硅产业于 2015 年成立,先后收购上海新升、新傲科技、Okmetic 三家子公司,主要产品涉及 8 英寸、12 英寸抛光和外延片、SOI 硅片。上海新升为国内首家实现 12 英寸硅片规模化量产的企业,2023 年 12 英寸硅片收入占沪硅产业合并收入超过 40%。

中环领先是TCL中环的控股子公司,TCL 中环于 1999 年成立,是国内光伏单晶硅片的龙头企业之一。下属控股子公司中环领先整合了 TCL 中环内部 8 英寸及以下和 12 英寸硅片业务,在功率半导体用的重掺硅片领域具有较强优势,也是国内 8 英寸硅片规模最大的厂商。中环领先于2023 年收购徐州鑫晶,进一步提升了 12 英寸硅片能力。

立昂微成立于2002年,主营业务为半导体功率器件和化合物半导体射频芯片、电子级硅片。其中电子级硅片 2023 年收入占比约 56%,是国内 8 英寸硅片的主要厂商,在功率半导体用重掺硅片领域具有较强优势。立昂微控股的金瑞泓微电子专注于12英寸硅片业务,2022年收购国晶半导体进一步提升了12英寸硅片能力。

中欣晶圆成立于2017年。产品以8英寸及以下抛光片为主,12英寸抛光及外延片收入占比约三分之一。同时兼营单晶硅棒销售与硅片代工业务。

山东有研艾斯是有研硅的参股公司,专注12英寸硅片布局。母公司有研硅成立于2001年,长期深耕区熔硅、8英寸抛光片与设备用硅材料领域。

上海超硅成立于2008年,主营8英寸与12英寸硅片、先进装备与材料研发。8英寸业务由重庆超硅负责,母公司则主攻12英寸高端硅片。

根据 SEMI 统计,2026 年全球 12英寸硅片需求将超过1,000万片/月,中国大陆地区需求将超过300万片/月。当前中国大陆产能(2024年底)约210万片/月,预计 2026 年将增至300–330万片/月,基本匹配大陆需求。但本土硅片产能的产品结构仍偏中低端,在高端逻辑(7nm 以下)或高端存储(HBM、3D NAND)领域,依然要依赖信越、SUMCO、环球晶的供货。


SiC与GaN晶圆:冷热不均的化合物材料新周期


在化合物半导体硅晶圆领域,市场景也气呈现明显分化。环球晶董事长徐秀兰指出,6/8 英寸碳化硅(SiC)晶圆产能利用率目前低于 50%,虽短期仍显低迷,但已出现局部复苏迹象,2026年市况可望好转。

SiC 晶圆市场近期波动主要源于中国厂商的快速扩张,带来了价格与产能的“双重挤压”。以山东天岳为例,2025 年初至第三季度,天岳先进营收同比下降 13.76%,归母净利润更下滑 99%。公司在财报中解释称:为应对日趋激烈的市场竞争、扩大市场应用覆盖面,公司采取战略性降价换量策略;与此同时,客户验证周期、研发投入与汇率波动叠加,导致毛利与利润大幅承压。这反映出当前 SiC 市场虽需求广阔,但竞争格局已趋白热化。

国内厂商不仅在 8 英寸产线展开激烈竞争,12 英寸碳化硅晶圆的技术攻关也已进入“群体突破期”。目前,山东天岳、山西烁科晶体、宁波合盛、浙江晶瑞、广西南砂、天科合达、河北同光等企业均在 12 英寸 SiC 晶圆上取得阶段性成果。例如,晶盛机电旗下晶瑞 SuperSiC:首条 12 英寸 SiC 基板加工试产线已于 2025 年 9 月贯通。相较之下,国际厂商如 Wolfspeed、ROHM 等在 12 英寸布局上则显得更为谨慎。

图源:天岳先进

与 SiC 的“竞争降温”形成对比,氮化镓(GaN)晶圆正处于快速放量阶段。受益于快充、服务器电源、5G 射频、AI 数据中心电源模块等高频高效应用的带动,GaN 晶圆需求持续增长。Yole Group 预计,2025 年全球 GaN 功率与射频市场规模将超过65亿美元,至 2030年将突破150亿美元。

国际厂商如英飞凌意法半导体、瑞萨(Transphorm)、安森美等正加速推进GaN的建设。2025 年7月2日发文表示,其 300 mm GaN 晶圆技术已就绪,计划于 2025 年第四季度向客户提供样片;imec发布“300 mm GaN项目”——于 2025 年 10 月宣布,已与 GlobalFoundries、KLA Corporation、AIXTRON、Synopsys 和 Veeco Instruments Inc. 联合开发 300 mm GaN外延及工艺流程。

国内方面,2025 年3 月,九峰山实验室宣布,中国首条 8 英寸 N-极 (N-polar) GaN-on-Insulator (GaNOI) 材料试制成功,为国内 GaN 晶圆/衬底迈向大尺寸规格打下基础;此外,晶湛半导体成功发布12英寸硅基电力电子氮化镓外延片。。。


写在最后


无论是12英寸硅片的结构转移,还是SiC与GaN的材料革命,本质上都在考验产业的理性扩张能力与技术纵深。上游晶圆片的警钟,或许并非坏消息——恰是一次“产业冷静期”的开始。

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