目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

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1 安信证券电子团队, 走进 芯 时代系列之十四行业趋势热点前瞻解析系列之十八 半导体硅片 : 供需缺口持续, 国产化蓄势待发 安信证券研究中心电子团队 分析师 : 孙远峰 SAC 执业证书编号 :S 联系人 : 马良 / 张磊 / 张大印 / 王海维 2018 年 7 月 15 日 证券研究报告

2 目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

3 三代半导体基础材料 半导体材料发展历程 各代代表性材料主要应用 材料制作器件主要用途 Si 二极管 晶体管通讯 雷达 广播 自动控制 集成电路整流器晶闸管射线探测器太阳能电池 计算机 通讯 广播 自动控制 电子钟表 仪表 整流 整流 直流输配电 电气机车 设备自控 高频振荡器 原子能分析 光量子检测 太阳能发电 GaAs 各种微波管雷达 微波通讯 电视 移动通讯 激光管 红外发光管 光纤通讯 小功率红外光源 Si: 主要应用于集成电路的晶圆片和功率器件 ; GaAs: 主要应用于大功率发光电子器件和射频器件 ; GaN: 主要应用于光电器件和微波通信器件 ; SiC: 主要应用于功率器件 霍尔元件 磁场控制 激光调制器 激光通讯 高速集成电路 高速计算机 移动通讯 太阳能电池 太阳能发电 GaN 激光器件 光学存储 激光打印机 医疗 军事应用 发光二极管 信号灯 视频显示 微型灯泡 移动电话 紫外探测器 分析仪器 火焰检测 臭氧检测 集成电路 通讯基站 永远性内存 电子开关 导弹 资料来源 : 安信证券研究中心整理 资料来源 : 半导体材料的发展现状及趋势

4 三代半导体基础材料 硅材料的优点 在 20 世纪 年代, 人们主要选择锗作为半导体材料, 但随后被硅取代, 硅的主要优势有 : (1) 硅的储量丰富 : 硅是地壳中含量最丰富的元素之一, 占地壳元素含量的 27.7%, 占地球全部元素含量的 15.1%; (2) 更高的熔化温度 : 硅具有更高的熔点以适应高温加工, 硅的熔点为 1414, 而锗为 938 ; (3) 更宽的工作温度范围 : 硅的禁带宽度大于锗, 为 1.12eV, 而锗为 0.66eV 这使得硅可以在更宽的温度范围内工作, 提升半导体器件工作的可靠性和稳定性 钠, 2.75 钾, 2.58 钙, 3.65 铁, 5.05 地壳元素丰度 其他, 1.42 镁, 2.08 硅材料的优点 (4) 二氧化硅的自然生成 : 在自然条件下, 硅片表面会生长一层二氧化硅 ( SiO2 ), 这层氧化层对后续半导体制备具有重要意义, 主要有 : 1 作为天然钝化层, 保护硅的表面, 防止外部环境污染 ; 2SiO2 作为绝缘体, 可以有效抑制相邻半导体的漏电现象 ; 3 抑制硅片在后续高温制程中产生过度的弯曲或翘曲现象 电镜下硅片上的 SiO2 薄膜 铝, 8.07 氧, 46.7 硅, 27.7 资料来源 : 地球地壳中的化学元素丰度 资料来源 : 液相法沉积法制备的二氧化硅薄膜及其钝化性能

5 三代半导体基础材料 第二代半导体材料 GaAs 制备流程 随着科技的发展, 人们开始追求传输速度更快 功能更多的半导体材料,20 世纪 90 年代, 第二代半导体材料 化合物半导体材料开始得到应用 其中, 代表材料为砷化镓 (GaAs) 和磷化铟 (InP) 其中技术最成熟的是砷化镓 GaAs 因其宽禁带 直接带隙和高电子迁移率的特点, 适用于制作高速 高频 大功率以及发光电子器件, 可用于高性能微波 毫米波器件等 GaAs 的主要应用领域为通信, 在光纤通讯 卫星通讯 微波通讯等领域都有较多应用 此外,GaAs 制作器件的抗电辐射能力强, 工作温度范围宽, 能够适应恶劣的工作条件, 提高器件的可靠性 磷化铟的主要特点是电子极限漂移速度高 耐辐射性能好 导热性好等 相对于 GaAs, 它的击穿电场 热导率 电子平均速度都更高 InP 制造的器件能够放大更高频率或更短波长的信号, 可应用于光通讯和卫星通讯等 资料来源 : 安信证券研究中心整理

6 三代半导体基础材料 第三代半导体材料 各代半导体材料性能对比 第三代半导体材料又称宽禁带半导体材料 ( 禁带宽度大于 2.2ev), 主要包括碳化硅 (SiC) 氮化镓 (GaN) 氧化锌 (ZnO) 金刚石 氮化铝 (AlN), 其中比较成熟的是碳化硅和氮化镓, 被称为第三代半导体材料的双雄, 而氧化锌 金刚石 氮化铝的研究还处于起步阶段 第三代半导体材料的主要优点包括禁带宽度大 击穿电场高 热导率高 电子饱和速率高及抗辐射能力强等 第三代半导体材料还有较高的光发射效率和光子发射频率, 可用于发光二极管 激光器件等 此外, 第三代半导体材料可以在强离子辐射场和极端温度条件下工作 GaAs InP 等第二代半导体材料原料稀缺, 价格相对较高, 并且对环境危害性较大, 使得其难以被更广泛应用, 局限性较大 而第三代半导体材料的代表材料 SiC GaN 等, 则在半导体材料中加入有机材料, 既能满足产品需求, 又能减少环境污染 单位 : 倍数 ( 以 Si 为基准 ) 禁带宽度热导率击穿场强最高工作温度开关损耗 Si GaAs SiC 能带类型间接直接间接 临界击穿场 强 (MV/cm) 电子迁移率 (cm 2 /V s) 饱和电子漂移速度 V*10 7 (cm/s) Si SiC GaN 资料来源 : 半导体行业观察

7 RF Power 10W 100W 三代半导体基础材料 各代半导体材料特点 第一代 : 以硅 (Si) 锗 (Ge) 为代表的单质半导体 (1) 提纯与结晶方便 (2) 耐高温与抗辐射性能好 第二代 : 以砷化镓 (GaAs) 磷化铟 (InP) 等为代表的化合物半导体 (1) 相比第一代半导体材料具有 : 电子迁移率高, 直接带隙 禁带宽度大的属性, 从而有光电特性优越 电流传导更快等优点 因此可作为非常良好的光电器件和射频器件材料 (2)2005~2009 年手机的普及和之后通信网络的升级带动了 GaAs 的功率放大器等器件稳定增长 第三代 : 以碳化硅 (SiC) 氮化镓 (GaN) 等为代表的第三代宽紧带半导体 (1) 可以在更高频率 更大功率的要求下工作, 性能更优, 适应高温和高辐射等恶劣工作条件 (2) 应用领域包括光电器件 :GaN 基的 LED 发展成熟 ; 通信器件 : 目前主要应用于军用, 在成本不敏感的 5G 基站建设方面, 有机会超越 GaAs; 功率器件 : GaN 技术尚不成熟, 制造成本较高, 目前只是小规模生产 三代材料各具特色, 三分天下 1 GHz 10 GHz 100 GHz Frequency 资料来源 :CNKI 未来趋势 : 三分天下 Si 硅 化合物硅衬底 1960S 1970S 1980S 1990S 2000S 2010S 2020S 2030S 市场规模 资料来源 : 中国产业信息网

8 硅材料将长时间保持霸主地位 化合物半导体材料成本高昂 化合物半导体材料制造工艺复杂, 技术尚不成熟, 这直接导致化合物半导体器件成本远高于硅器件 以 SiC 材料为例,SiC 器件的价格是 Si 器件价格的 5 到 6 倍, 严重放慢了 SiC 器件在下游市场上的普及速度 SiC 器件成本高昂的原因主要来自两个方面 : 全新的制造方法 :SiC 器件的制造需要采用与传统 Si 工艺不同的制造方法, 制造商需要增加新的设备 研发或者引进新的工艺技术, 带来成本的增加 ; 基板和外延成本 :SiC 的外延芯片需要在高温的 CVD 反应器中生长, 生产能力远低于传统硅工艺 硅材料采用 Czochralski 工艺可以实现在一片晶圆上加工数千颗芯片, 而 SiC 工艺每次只能生产 颗 缺陷密度 : 碳化硅晶片存在微管缺陷密度, 这是一种肉眼可见的宏观缺陷, 这种缺陷的存在会导致器件失效或者限制器件的工作电压 目前优质 SiC 晶片的微管缺陷密度已经可以达到 15cm -2, 但仍然远大于 100mm SiC 晶体器件制造的最低要求 0.5cm -2 硅材料仍然不可替代 硅材料具有第二 三代半导体材料所没有的优点, 主要包括 : (1) 目前可制备无缺陷的晶圆, 从而提升后续产品的良品率和稳定性 (2) 硅可以通过热氧化制出高质量二氧化硅绝缘膜 随着集成度的提高和晶体管尺寸的减小, 要求绝缘膜越来越薄, 目前只有热氧化的方式能大面积制备如此高质量 均匀的薄膜 (3) 元素含量丰富, 初始原料为石英砂等, 原材料成本低 因此, 目前半导体的 95% 以上 集成电路的 99% 仍由硅材料制作 从原矿石到半导体材料 硅矿石多晶硅单晶硅棒 资料来源 : 中国玻璃网

9 目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

10 硅片 : 半导体产业链基石 硅片产业链 集成电路产业链 原材料及设备 ( 硅片所在环节 ) 资料来源 : 安信证券研究中心整理 硅材料是整个半导体产业的起点 如前所述, 尽管相对于新型半导体材料, 硅有局限性, 但其依然是最重要的半导体材料, 且短期内不会被取代 硅材料作为半导体产业链的首个环节, 是产业的最上游, 没有硅片整个行业将如无源之水 硅片的产量和质量直接制约整个半导体产业, 及更下游的通信 汽车 计算机等众多行业 因此, 一方面硅片厂商的议价能力较强, 一方面又必须接受严格的质量认证 资料来源 : 中环股份官网

11 硅片 : 半导体产业链基石 硅片分类 硅片制造流程 硅片又称硅晶圆, 是以硅为材料制成的薄片, 目前的主流尺寸有 英寸等 半导体产业使用的是单晶硅片, 对硅纯度要求极高 其生产流程为, 首先从硅矿中制备多晶硅, 然后使用直拉法或区熔法生产出单晶硅棒 其中, 直拉法的设备费用较低 工艺相对简单, 更容易生产出大尺寸硅片, 在国内使用比较普遍 而区熔法制成的单晶硅电阻率和纯度相对高, 其成本和产品价格也都更高, 广泛用于传感器 RF 器件 IGBT 等 通过直拉或区熔法制出的单晶硅棒经过切割 倒角 研磨 腐蚀 清洗抛光等一系列环节和不同的加工工艺, 可得到抛光片 扩散片 外延片等硅片产品 按掺杂情况分, 可将硅片分为低阻片 中阻片 高阻片 按用途划分, 可分为集成电路级硅片 整流器件级硅片 二极管级硅片 太阳电池级硅片等 资料来源 : 单晶硅片超精密磨削加工表面层损伤的研究 硅片成品 资料来源 : 中环股份官网

12 硅片 : 半导体产业链基石 直拉法 直拉法又称 Cz 法, 约 85% 的单晶硅是由直拉法制成的 直拉硅单晶的优点有 : 含氧量较高, 机械强度更大, 在制作电子元件过程中不易形变, 更容易做出大直径的硅棒 直拉法的基本原理为 : 把原料装在坩埚内加热熔化, 然后使一个特定晶向的细单晶 ( 称为籽晶或晶种 ) 的端部接触熔体界面并略有融化, 之后将籽晶缓慢地垂直拉升, 利用结晶前沿的过冷度使硅原子按顺序排列在固液界面的晶体上, 拉出的液体固化为单晶硅棒 通过调节热场可以调节所得晶体棒的直径 直拉单晶形成过程 原材料及备 籽晶 资料来源 : 上海恒圆电子材料有限公司 资料来源 : 北极星太阳能光伏网

13 硅片 : 半导体产业链基石 区熔法 区熔法又称 Fz 法, 即悬浮区熔法 区熔硅单晶的氧含量和金属杂质含量都远小于直拉法制成的单晶, 还可以进行多次提纯, 制造出更高纯度的硅 区熔单晶硅的主要用途有可控硅 整流器 探测器件 IGBT 等 区熔法分水平区熔法和悬浮区熔法两种, 硅材料用后者制备, 其制备方式是 : 在真空或惰性气体环境下的炉室中, 利用高频线圈在电磁场中产热, 使籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触区熔化, 然后移动硅棒或线圈使熔区朝晶体生长方向不断移动, 形成单晶晶棒 直拉法与区熔法对比 悬浮区熔法 原材料及备 直拉法 区熔法 最大直径 较大 较小 杂质 含氧 金属杂质较多 含氧 金属杂质较少 成本 低 高 机械强度 高 低 资料来源 : 安信证券研究中心整理 资料来源 :360 百科

14 硅片 : 半导体产业链基石 抛光片 (Polished Wafer,PW) 硅棒制作完成后被切割成厚度小于 1mm 的切片, 切片经过磨片加工成为研磨片, 这一过程会使硅片表面的平整性变差 研磨片经过化学腐蚀后成为化腐片, 然后进行镜面精加工处理成为抛光片 抛光片的表面非常平滑洁净, 去除了表面缺陷, 提高芯片的良品率 抛光的方式可分为化学 机械 化学机械抛光三种 化学抛光利用化学腐蚀, 使晶片的凸出部分受到较多溶解, 从而使晶片表面平整, 残留的机械损伤少, 但表面状态和几何尺寸精度相对差 机械抛光利用机械摩擦, 几何尺寸精度较高, 但会残留较多机械损伤 化学机械抛光先使晶片表面和抛光料发生反应, 生成一层化合物薄膜, 然后通过机械摩擦将这层薄膜擦去 最常用的方法是二氧化硅胶体碱性化学机械抛光 抛光片 退火片 (Annealed Wafer,AW) 将抛光片臵于氢或氩气氛中, 按照一定的程序进行升温 降温过程, 得到退火片 其目的是通过高温退火过程, 使硅片表面的氧挥发脱除, 减少表面杂质, 提高硅片的晶体完整性, 消除氧对硅片电阻率的影响 普通直拉硅片和退火片表面对比 原材料及备 退火片示意图 资料来源 :SUMCO 资料来源 :SUMCO 资料来源 :SUMCO

15 硅片 : 半导体产业链基石 外延片 (Epitaxial Wafer,EW) 绝缘体上硅 (Silicon-On-Insulator,SOI) 外延片是指把抛光片作为衬底, 沿着原来的结晶方向生长一层新单晶层, 这层单晶硅称为外延层 外延片于 20 世纪 80 年代早期开始使用, 所用材料和种类繁多, 因而具有了许多普通硅片没有的电学特性, 可以改善晶体管性能, 并且外延片的表面更加平整 外延产品主要应用于 4 个方面, 分别是 : CMOS 产品 ; 不可恢复器件工艺, 包括微处理器 逻辑芯片以及 NAND FLASH 和 DRAM 等存储器 ; 分立半导体, 用于制造有精密特性的元件 ; 使用非硅材料的特种产品, 需要将化合物半导体材料导入外延层中 绝缘体上硅 (SOI) 将具有高电绝缘性的氧化物层夹在两个抛光晶片之间, 然后把它们粘合在一起 其中底板比较厚, 起支撑作用 ; 绝缘层和顶层硅都很薄, 在顶层蚀刻电路 绝缘层可以保护芯片上的晶体管 ; 减小晶体管的静电电容, 加快晶体管的状态切换, 提高器件运行速度 ; 降低漏电, 减小功耗, 原材料及备延长设备的使用寿命 还可以在晶片表面的活性层中形成砷 (As) 或锑 (Sb) 的扩散层 绝缘片主要应用于超大规模集成电路 ; 高速 / 低功耗 / 低电压电路 ; 高温电路 ; 抗辐射电路 ; 智能传感器等 外延片示意图 SOI 示意图 资料来源 :SUMCO 资料来源 :SUMCO 资料来源 :SUMCO

16 目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

17 硅片及其相关设备需求持续走高 全球半导体市场概况 半导体行业总体景气度较高 2017 年, 受存储器涨价影响, 全球半导体收入约 4122 亿美元, 同比增长 21.62% 近十年来全球半导体收入在小幅波动中保持上升趋势, 年复合增长率 5.78% SEMI 在 2017 年终报告中指出,2017 年全球硅片出货量连续四年创下新高, 为 亿平方英寸, 较去年增加 10%, 总收入为 87.1 亿美元, 同比增加 21% 硅片出货量连续创下新高记录, 主要源于移动设备 汽车 高效能运算等应用领域对联网装臵的需求不断增长 据 SEMI 统计,2018 年第一季度, 全球硅片出货 亿平方英寸, 同比增长 7.9%, 环比增长 3.6% 预测 年将继续创造记录, 出货量分别为 11,814 百万平方英寸和 12,235 百万平方英寸, 在 2019 年达到 5.62 亿美元的市场规模 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 全球半导体市场概况 年全球半导体产业收入 全球半导体销售额 ( 亿美元 ) 增长率 原材料及备 年全球硅片出货量 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% % % 资料来源 :Windr 硅片出货量 ( 单位 : 百万平方英寸 ) 资料来源 :SEMI

18 硅片及其相关设备需求持续走高 半导体市场持续景气 半导体市场持续景气 WSTS2018 年初预测 2018 年全球半导体市场 各大行业协会和市调机构均对今年半导体市场持乐观态度,WSTS Gartner IHS IC Insights 等机构均预测 2017 年全球半导体市场的增长率在 7-8% 之间, 总额将为 4440 亿美元左右, 再创历史新高, 增长动力包括 DRAM MCU MOSFET 硅片等, 因下游需求旺盛, 不少产品量价齐升 WSTS 在今年 5 月上修预测, 认为全球半导体市场将在 2018 和 2019 年达到 4630 和 4840 亿美元, 同比增长率分别为 12.4% 和 4.54% 其中, 在 2018 年, 所有地区市场和主要子分类的市场都将增长, 增长率最高的子分类依然为存储 ( 增长率 26.5%), 紧随其后的是模拟电路 ( 增长率 9.5%) 2019 年, 增长速度最快的将会是传感器, 其次是光电元件和模拟电路 37% 模拟器件 微处理器 单位 : 亿美元 F 2017YoY 2018YoY 分立器件 % 7% 光电元件 % 11% 传感器 % 8% 集成电路 % 10% 模拟器件 % 8% 微处理器 % 7% 原材料及备逻辑器件 % 9% 存储器 % 12% 全部 % 9% 5% WSTS 预测半导体 / 集成电路各分类占比 集成电路 光电元件 9% 3% 分立器件 传感器 逻辑器件 存储器 15% 30% 83% 18% 资料来源 : 鸿芯优电

19 硅片及其相关设备需求持续走高 晶圆厂扩建推动硅片需求 根据 IC Isights 数据,2017 年有 809 亿美元资本用于半导体行业投资, 其中 28%, 即 228 亿美元用于投资晶圆厂, 为占比最多的去向, 比去年增加 4% 中国大规模兴建晶圆厂, 将引发硅片需求走高 SEMI 预计, 于 2017~2020 年间投产的前端半导体晶圆厂将达到 62 座, 其中 26 座设于大陆, 占全球总数 42% 中国晶圆厂建设支出 2017 年达到 60 亿美元,2018 年将达到 66 亿美元, 规模空前, 打破了没有单一国家 / 地区一年内在晶圆厂建设上花费超过 60 亿美元的记录 硅片在晶圆厂所有制造材料中占比为 30%- 35%, 是晶圆厂最重要的原料, 晶圆厂的兴建必然引发对硅片的进一步需求 因此本轮硅片供不应求的状况可能将在未来两年持续, 且中国晶圆厂可能将是硅片需求增长的重要动力 硅片供不应求状况持续 2018 年初, 主流硅片厂商纷纷将价格上调 10~20%, 如胜高科技 (SUMCO) 将 12 英寸硅片价格上调 20%, 相比 2016 年底增幅达 60%, 并预测其他尺寸硅片价格也将持续走高, 行情至少将延续到 2020 年 全球第三大硅片供应商环球晶圆表示, 订单已排至 2020 年中期, 主要系下游厂商担忧价格持续上涨, 提前锁定所致 由于新产线从投入资金到投产需要 2~3 年, 且主流原材料及备厂商拟增产能很少, 预计供需缺口仍将持续 全球 12 寸晶圆厂数量 资料来源 :IC Insights

20 硅片及其相关设备需求持续走高 半导体设备支出持续增长 半导体设备同样是产业链上游重要环节, 是生产部门不可或缺的生产资料 无论是上游设计制造, 还是下游封装测试, 几乎每一个产业环节都需要相关设备的投入 半导体设备是下游半导体制造及封装企业的主要投入, 芯片生产线的 70% 以上是半导体设备支出 因此半导体设备的支出变化和产能建设 行业景气程度高度相关 据 SEMI 统计,2017 年全球半导体设备支出 560 亿美元, 同比增长 35.6%; 预计 2018 年这一数字将达到 630 亿美元, 同比增长 12.5% 全球半导体设备支出 单位 : 亿美元 E 资料来源 :SEMI 半导体设备支出持续增长 根据 SEMI,2017 年全球用于晶圆制造的资本支出为 360 亿美元, 占半导体行业全部资本支出的 51.44%; 预计未来两年用于晶圆制造的资本支出将持续增长, 分别为 362 和 392 亿美元 晶圆制造与硅片密切相关, 硅片是制造晶圆的原料, 晶圆制造资本支出 晶圆厂新建产能直接提出对硅片的需求 原材料及备 全球晶圆制造资本支出 晶圆制造资本支出 ( 单位 : 亿美元 ) 增长率 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% -5.00% % E2019E 资料来源 :Wind

21 硅片及其相关设备需求持续走高 单晶炉 拉晶是制造硅片的关键步骤, 主要使用的设备为单晶炉, 特别是直拉单晶生长炉 由主机 加热电源和控制系统三部分构成, 其中主体包括炉底板 主炉室 下炉室 炉盖 隔离阀室 坩埚提升旋转机构和籽晶提升旋转机构 在这一过程中, 热场的温度对硅片直径和质量有很大影响, 其中在固液界面处的温度最为关键 直拉单晶生长炉结构 资料来源 : 前沿石墨资讯 单晶炉的主要国外厂商有 :PVA TePla AG ( 德国 ) Carbolite Gero( 英国 德国 ) KAYEX( 美国, 现已被大连连城收购 ) 主要国内厂商有 : 晶盛机电 ( 已开始量产区熔硅单晶炉 ) 南京晶能 京运通等 目前, 晶体生长设备的国产化程度相对较高 受益国内硅片产线的积极建设, 单晶炉需求高涨 晶盛机电原材料及备 2017 年晶体生长设备销售收入 亿, 增长 132.9% 单晶炉 晶盛机电晶体生长设备销售收入 单位 : 百万元 资料来源 :Wind

22 硅片及其相关设备需求持续走高 切片机 切片这一过程要求得到完整平滑的硅片和尽可能少的刀缝损耗, 使用的主要方法为内圆切割和多线切割 其中, 内圆切割法具有成本较低 厚度易调节 切片精度高等优点, 但切割的硅片表面损伤较大, 一般用于 8 寸及以下硅片的切割 多线切割为目前大硅片的主流切割法, 原理为 : 将一组钢丝按同样的方向缠绕在导轮上面, 形成一排固定间隔的钢丝线 优势为切割效率高 硅片表面平整度好 能切割大尺寸晶体, 但设备本身损耗较高 部分设备可以与光伏硅片切割设备通用, 国内已有厂商可以提供 多线切割示意图 倒角机 硅片切割完成后具有锋利边缘, 容易破裂, 要通过倒角这一程序将其边缘磨削修正成圆弧形, 以降低硅片边缘的机械强度和表面污染 倒角时, 将待加工的硅片固定在可以旋转的真空吸盘上, 与高速旋转的倒角砂轮形成相对运动, 经磨削加工达到相应要求的形状 倒角的主要技术难点包括磨削定位的准确度 磨削力和磨削温度的设定等 目前国内使用的主要是日本东京精密和原材料及备 Daitron 生产的倒角机, 其核心部件采用先进的磨削主轴, 精度 效率较高 倒角机示意图 资料来源 :SUMCO 资料来源 : 电子工业专用设备

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24 硅片尺寸增加大势所趋 大硅片的优势 芯片的成本与硅片面积有直接关系, 在面积大的硅片上, 一次能够蚀刻出更多的芯片, 并且芯片撞上硅片缺陷的概率变低, 提高芯片的良品率 因此, 半导体产业一直在追求面积更大的芯片 根据计算公式 : 每个硅片生产的芯片数 =( 硅片的面积 / 芯片的面积 )-( 硅片的周长 /(2* 芯片面积 ) 的开方数 ),12 寸硅片一次能制造的芯片数约为 8 寸硅片的 2.5 倍 根据 SEMI, 各尺寸硅片成为主流尺寸的时间点分别为 :1986 年 4 英寸,1992 年 6 英寸,1997 年 8 英寸,2005 年 12 英寸 目前,12 寸硅片已成为业界主流, 占所有硅片需求的 60% 以上, 而 6/8 寸硅片的需求比例被进一步压缩 由于制造设备更换和良品率等问题,18 寸硅片的研制虽然已投入数年, 但成本高 回报低的问题一直没有得到很好的解决, 陷入停滞, 预计未来数年 12 寸硅片仍将是市场主流 12 寸硅片为当前主流 8 12 寸硅片制造芯片个数对比 芯片半径 (mm) 寸硅片制作个数 寸硅片制作个数 比值 原材料及备 资料来源 : 安信证券研究中心整理 各尺寸硅片所占市场份额 6 寸 8 寸 12 寸 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% E 2019E 2020E 资料来源 :IC Insights

25 硅片尺寸增加大势所趋 大硅片技术壁垒高 12 寸大硅片对技术和工艺要求非常高, 其主要技术难点有 : (1) 纯度问题, 半导体级硅片的纯度需要达到 11 个 9 以上 ( 即 %), 目前国内还无法实现, 多数厂商只能达到 4-6 个 9 的纯度 相比之下, 光伏用硅片只需达到 6 个 9 的纯度 (2) 精度问题, 在单晶硅加工至硅片过程中要经过切割 磨削 抛光等流程, 很容易产生划痕 疵点 畸变等, 微小的瑕疵也会对硅片表面平整度和良品率造成很大影响, 硅片表层损伤是评价硅片制造的重要指标 因此, 大尺寸硅片对于从制备晶棒到倒角 磨削等各环节的工艺都要求很高 12 寸硅片需求走高 半导体下游产业如汽车电子 通信 大数据等发展迅速, 根据全球硅片第二大厂 SUMCO 估测,2017 年和 2018 年全球 12 寸硅片的需求分别为 550 万片 / 月和 570 万片 / 月 而大硅片的技术壁垒和资金壁垒都较高, 产线建设一般需 1-2 年, 产能很难迅速增加 SEMI 估测, 全球 2017 年和 2018 年的产能为 525 万片 / 月和 540 万片 / 月, 未来 12 寸硅片仍将保持供不应求的状态 原材料及备 SUMCO 预测 12 寸硅片需求 根据需求预测 CAGR=9.7% 根据 PPP-GDP 预测 CAGR=4.3% 资料来源 :SUMCO

26 硅片尺寸增加大势所趋 12 寸硅片需求走高 12 寸硅片需求走高 全球硅片第二大厂 SUMCO 在 1 季度报告中表示, 尽管智能手机增长动力不足及 NAND 价格走弱, 硅片仍然处于供不应求的状态, 并蔓延至其他尺寸的硅片 预计 2018 年 2 季度客户需求仍将保持, 年内 12 寸硅片的价格仍将有 20% 的上涨, 目前客户急于获得足量供应, 协商的订单已经排至 2021 年 每季度 12 寸硅片需求 8 寸及以下硅片主要应用于 : 汽车, 工业电子, 物联网, 传感器等 12 寸硅片主要应用于 : 手机,NAND, DRAM,CPU,SoC 等 根据 IC Insights 预测, 由于平均售价的大幅增长,DRAM 和 NAND 闪存市场在 2018 年的增长率将分别达到 37% 和 17%, 均远超预期, 同时 DRAM 的市场规模将达到 996 亿美元, 成为 IC 行业最大的单一产品类别 原材料及备 预测 12 寸硅片需求的构成 3D-NAND 收益带来的需求 形制减小带来的需求 资料来源 :SUMCO 资料来源 :SUMCO

27 目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

28 突破外商垄断, 国产替代之路开启 硅片产业集中度极高 半导体行业产业链长, 品控极为严格且存在较高的技术壁垒 半导体材料作为产业最上游, 面临严格的产品质量控制 即便技术达标, 下游客户的认证依然是硅片厂商的一大壁垒 由于下游客户认证时间长, 难度大, 因此硅片厂商往往需要长时间的技术和经验积累才能够有效提升半导体材料产品的品质, 满足客户的需求, 获得客户认可并开拓客源 全球硅片产业市场 德国 Silitronic, 13% 原材料及备 全球硅片产业市场份额 台湾环球晶圆, 17% 韩国 LG, 其他, 9% 8% 日本胜高 (Sumco), 26% 日本信越 (ShinEtsu ), 27% 资料来源 : 集微网 硅片行业集中度高, 全球前五大厂商垄断 90% 以上份额 前五大厂商分别为日本信越半导体 ( 份额 27%) 日本胜高科技 (26%) 台湾环球晶圆 (17%) 德国 Silitronic(11%) 韩国 LG(7%), 市场占有率达到 92% 其中, 仅两家日本企业所占的全球市场份额就超过 50% 在 12 寸硅片市场中, 前五大厂商更占据将近 98% 的市场份额 德国 Silitronic 12% 全球 12 寸硅片市场份额 其他 2% 韩国 LG 16% 台湾环球晶圆 14% 日本胜高 (Sumco) 28% 日本信越 (ShinEtsu ) 28% 资料来源 :Gartner

29 突破外商垄断, 国产替代之路开启 我国大硅片高度依赖国外 我国大尺寸硅片长期依赖外国, 其中 12 英寸硅片全部需要进口 中国大陆硅片供应商主要生产 6 英寸及以下的硅片,4-6 英寸硅片基本可以满足需求 据中国电子材料行业协会, 近年国内对 8 英寸硅片的需求年增长率稳定在 10% 左右,2016 年全年国内需求为 804 万片, 预计到 2018 年需求将达到 81 万片 / 月 而能量产 8 英寸硅片的仅包括外资在华工厂的少数厂家, 合计产能 23.3 万片 / 月 提高大硅片国产率系当务之急 大尺寸硅片作为集成电路产业上游, 实现自主可控至关重要 2017 年中国集成电路进口量高达 3770 亿块, 同比增长 10.1%; 进口额为 2601 亿美元, 同比增长 14.6%, 占中国总进口额的 14.1%, 显示出对外的高依存度 中兴通讯事件使集成电路产业自主可控这一话题被提升到新的高度, 硅片作为产业最上游有望受益政策鼓励及集成电路产业基金的支持 原材料及备 我国 12 英寸硅片尚无量产产能 目前对 12 英寸硅片需求约为每月 50 万片, 全部需要进口 据上海新昇半导体 CEO 发言, 预计 2020 年后 12 寸硅片的月需求量将超过 125 万片, 缺口巨大 硅片供需缺口持续, 倒逼大尺寸硅片国产化进程加速 根据 Ofweek 引台湾 电子时报 报道,SUMCO 从 2017 年 5 月起砍掉大陆 NOR Flash 厂武汉新芯的硅片订单, 优先供货给台积电 英特尔等大厂保证其硅片供给, 类似行为将加剧我国大尺寸硅片不足的困境 我国集成电路进口情况 集成电路进口额 ( 单位 : 亿美元 ) 集成电路占总进口额比例 (%) 资料来源 :Wind 16.00% 15.00% 14.00% 13.00% 12.00% 11.00% 10.00% 9.00% 8.00%

30 突破外商垄断, 国产替代之路开启 我国大硅片最新进展 2014 年, 国家设立 极大规模集成电路制造技术及成套工艺 项目, 即 02 专项, 下设大硅片产业化项目, 集中力量攻克 12 寸硅片量产难关 目前国内至少已有 9 个大硅片项目, 合计投资规模超 550 亿元人民币 : 包括上海新昇 (68 亿元 ) 重庆超硅 成都超硅 (50 亿元 ) 宁夏银和 (16 亿元 ) 浙江金瑞泓 (50 亿元 ) 郑州合晶一期 (53 亿元 ) 无锡中环晶盛项目 (30 亿美金 ) 等 如右表所示, 我国正在规划中的 12 寸硅片月产能已经超过 140 万片 此外, 未来可能的新增产能还有 : 奕斯伟 芯动能与西安高新区签署合作意向书, 将投资百亿建立硅材料产业基地, 打破 12 寸硅片垄断 ; 保利协鑫发布电子级多晶硅产品, 欲进军集成电路硅材料产业 大尺寸硅片在建产能 项目名称 重庆超硅 规划产能 ( 万片 / 年 ) 8 寸 寸 60 投入资金 50 亿元 成都超硅 / 50 亿元 上海新昇一期原材料及备 12 寸 亿元 8 寸 寸宁夏银和 240 金瑞泓 ( 共三期 ) 8 寸 寸 亿元 50 亿元 合晶郑州一期 8 寸 亿元 无锡中环晶盛 8 寸 寸 亿美元 立昂微衢州 12 寸 亿元 长丰自贡 8/12 寸 亿元 资料来源 : 集成电路园地, 安信证券研究中心整理

31 突破外商垄断, 国产替代之路开启 国产替代的难点 国产替代的难点 集成电路工艺对硅片纯度的要求极高 ( 一般要求达到 %, 部分甚至达到 %, 杂质的含量降到 10-9 ), 要达到这一严格的要求, 需要制造商对加工流程和环境严格控制 目前国内厂商突破外商垄断的最大难点在于以下几点 : 设备 : 从石英砂到硅片需要经历一系列的加工流程, 这其中就需要制造商购臵每个环节需要的设备 全球半导体设备市场集中度极高, 主要供应商包括德国科堡 博世, 日本日立 精机, 瑞士 M&B 和荷兰 ASML 等公司 以关键设备拉晶炉为例, 目前日本设备采购十分困难, 而德国设备采购周期很长 此外, 买到的设备还面临设备调试的问题, 国内公司由于起步较晚, 缺乏相应的设备调试经验, 没有办法将购臵的设备调整到最佳状态 技术人才 : 硅片制造中的拉晶过程需要严格的热场控制, 这需要进行相关操作的技术人员拥有丰富的经验和娴熟的技巧, 国内半导体人才紧缺, 成为限制产业发展的重要因素 客户认证 : 硅片的质量会直接影响下游芯片制造环节的良率原材料及备, 由于芯片制造的成本很高, 下游制造商在具备固定供货商的前提下, 不愿意轻易接受新的供货商, 这直接导致国内的硅片生产企业难以打入台积电等主流 Foundry 的供应链 加工成本 : 目前信越 SUMCO 等国际主要硅片供应商在行业类拥有极高的市占率, 所生产的产品市场认可度高且技术成熟, 已经形成规模效应 国内的硅片生厂商由于技术尚不成熟, 生产成本较高 资料来源 :Wind, 公开资料

32 突破外商垄断, 国产替代之路开启 国产半导体设备崛起 随着国家对集成电路产业的投资力度不断加大, 一批国产半导体设备企业在大基金和地方集成电路产业基金的扶持下快速发展, 部分关键设备已经能够实现初步的国产替代 单晶炉 : 国内的厂商包括晶盛机电 ( 已开始量产区熔硅单晶炉 ) 南京晶能 京运通等 目前, 晶体生长设备的国产化程度相对较高 目前晶盛机电生产的 300mm 拉晶炉已经可以生长出合格的晶片 内外发力获取高端人才 为解决半导体技术人才紧缺的局面, 国家采用外部引进 + 内部培养的双重人才模式, 从国外高薪聘请经验丰富的高级管理人员和技术人员, 解决短期人才空白的问题 从长期来看, 则是加大半导体领域的教育投入, 设立国家示范微电子学院, 培养优秀的半导体人才 原材料及备 抛光机 : 晶盛机电生产的单晶硅滚磨一体机具备一次性完成硅锭的滚磨和定位边磨削两大工艺, 是国内抛光机产业中的领导企业 CMP: 目前国内的生产商主要包括晶盛机电 华海清科 盛美半导体和中电 45 所, 其中晶盛机电已经与 Revasum 签订协议向其供货 CMP 设备用于生产 200mm 晶圆, 华海清科也开始向中芯国际供货 2015 年 8 月, 教育部 国家发展改革委 科技部等单位联合发布了关于支持有关高校建设示范性微电子学院的通知, 支持北京大学 清华大学等 9 所高校建设示范性微电子学院, 并同时公布南京大学等了 17 所筹备建设示范性微电子学院 资料来源 :TrendForce, 公司官网

33 突破外商垄断, 国产替代之路开启 国产硅片有望进入中芯供应链 上海新昇 : 上海新昇半导体是国内首家承担 300mm 大硅片项目的公司, 其生产 300mm 大硅片从 2017 年第二季度开始向中芯国际等 foundry 厂供货, 到目前为止已经通过了挡片 陪片 测试片等产品的验证, 正片的验证结果还在等待中 上海华力微电子 中芯国际 武汉汉芯这些国内主流晶圆制造厂承诺在上海新昇 300mm 大硅片项目开始量产时有限导入公司的芯片进行验证, 验证周期大约 6 个月 中环股份 : 目前国内硅片主要厂商中环股份半导体主导产品区熔单晶硅片综合实力全球第三 全国第一, 国内市场占有率超过 80%; 光伏单晶产能全国第二, 高效 N 型硅片市场占有率全球第一 政府补贴缓解成本压力 2014 年, 国家集成电路产业投资基金设立, 以公司制的模式经营, 对国家集成电路产业进行扶持, 一期募集资金金额达到 亿元并全部投资完毕, 目前大基金二期已经启动 2016 年 5 月 23 日, 上海硅产业有限公司对上海新阳的子公司上海新昇增资 亿元, 用来满足其大硅片项目的短期需求 上海硅产业有限公司原材料及备是由大基金和上海国盛等共同发起, 这起增资的背后正是来自大基金的强有力支撑 来自政府的资金支持可以有效缓解国内厂商的成本压力, 帮助其以低价的策略进入主流 foundry 的供应链并与国际巨头进行竞争, 逐步抢占市场份额 资料来源 : 雪球网,Ofweek, 公司官网

34 突破外商垄断, 国产替代之路开启 上海新昇项目简介 中环晶盛项目简介 上海新昇半导体科技有限公司成立于 2014 年, 总投资 68 亿元, 一期总投资 23 亿元 新昇半导体第一期目标致力于在我国研究 开发适用于 40-28nm 节点的 300mm 硅单晶生长 硅片加工 外延片制备 硅片分析检测等硅片产业化成套量产工艺 ; 建设 300 毫米半导体硅片的生产基地, 实现 300 毫米半导体硅片的国产化, 充分满足我国极大规模集成电路产业对硅衬底基础材料的迫切要求 公司作为 02 专项 的承担者之一, 已经在拉晶生长 硅晶圆衬底工艺 外延材料生长等以及先进 CMOS 器件与工艺, 大功率器件结构, 材料与工艺等方面进行了专利布局 累计完成发明专利申请 425 件, 获得发明专利授权 47 件 新昇半导体一期投入后, 预计最终将形成 12 寸硅片 60 万片 / 月的产能, 年产值达到 60 亿元 项目第一期的正常建设周期为 3 年, 预计 2018 年底项目的月产能为 10 万片,2019 年实现月产能 20 万片,2020 年底实现月产能 30 万片 天津中环半导体股份有限公司 浙江晶盛机电股份有限公司和无锡市政府达成战略合作关系, 在宜兴启动 集成电路用大硅片生产与制造项目 该项目总投资约 30 亿美元, 一期投资约 15 亿美元, 在目前大尺寸硅片规划生产线投入中位居前列 该项目得到无锡市政府的大力支持, 被纳入无锡市重大产业原材料及备项目 预计 2018 年四季度设备进场调试, 到 2022 年将实现 8 英寸抛光片产能 75 万片 / 月 12 英寸抛光片产能 60 万片 / 月的水平 中环股份作为国内单晶硅材料龙头企业, 技术实力雄厚, 目前已实现 8 寸抛光片量产, 有多个 8 12 寸硅片项目建设同步进行

35 目录 三代半导体基础材料 硅片 : 半导体产业链基石 硅片及其相关设备需求持续走高 硅片尺寸增加大势所趋 突破外商垄断, 国产替代之路开启 相关公司

36 相关公司 中环股份大尺寸硅片产能开始释放 公司是硅单晶材料龙头, 涉足半导体 + 新能源双产业链 公司主营业务围绕单晶硅材料展开, 形成半导体 新能源光伏发电 金融和其他四大板块 其半导体主导产品区熔单晶硅片综合实力全球第三 全国第一, 国内市场占有率超过 80%; 光伏单晶产能全国第二, 高效 N 型硅片市场占有率全球第一 2017 年, 由子公司承担的国家科技重大专项 02 专项 通过验收, 中环股份成为国内首家 全球第三家能批量提供 8 英寸区熔硅抛光片的公司, 占有率全球领先 通过项目的实施, 公司具备年产 8 万片 6 英寸和 5 万片 8 英寸 IGBT 器件用抛光片生产能力, 产品质量达到国际先进水平, 已处在快速上量阶段 IGBT 指绝缘栅双极型晶体管, 是能源变换与传输的核心器件, 在高铁 航天 新能源汽车等领域运用极广 本项目的完成, 将打破国外对 8 英寸区熔硅单晶 设备市场的封锁, 为我国建立一条完整的 IGBT 产业链 中环股份大尺寸硅片产能开始释放 公司在天津建立区熔单晶与抛光片基地, 目前 8 英寸抛光片产能为 10 万片 / 月, 预计 2018 年 10 月建成后产能达到 30 万片 / 月, 实现国内最大市场占有率 此外, 公司在建 8 英寸半导体硅片及 DW 切片项目, 预计 2018 年底完工, 该项目达产后将形成年产 293 万片 8 英寸抛光片的产能 公司在天津建立 12 英寸抛光片试验线, 预计 2018 年底实现产能 2 万片 / 月 公司和无锡市政府 晶盛机电达成战略合作关系, 在宜兴启动 集成电路用大硅片生产与制造项目 该项目总投资约 30 亿美元, 一期投资约 15 亿美元, 在目前大尺寸硅片规划生产线投入中位居前列 预计 2018 年四季度设备进场调试, 到 2022 年将实现 8 英寸抛光片产能 75 万片 / 月 12 英寸抛光片产能 60 万片 / 月的水平 这一项目将集中体现公司在集成电路大硅片领域的技术优势, 提升公司在半导体产业的核心竞争力 给予 买入 -A 评级 风险提示 : 产能建设不及预期 需求增加不及预期

37 相关公司 上海新阳参股第一条国产 12 寸硅片产线 上海新阳参股第一条国产 12 寸硅片产线 公司立足于电子电镀和电子清洗两大核心技术, 从事半导体专用化学材料及配套设备的研发设计 生产制造 销售服务等业务 公司主要产品为半导体领域专用的电子化学品及其配套设备产品, 如晶圆划片刀 铜制程清洗液 铝制程清洗液等, 主要用于 IC 制造 传统封装及晶圆级封装等 公司的主要客户有中芯国际 无锡海力士 华力微电子 台积电等 公司在半导体领域持续纵深发展, 投资进入半导体硅片 半导体湿法制程设备生产领域, 能够提供晶圆制程和晶圆级封装的电子化学品 设备 晶圆划片刀等产品及一体化的技术解决方案 ; 此外, 通过并购等方式向功能性化学材料的其他应用领域积极横向拓展 公司近五年营业收入不断增长, 复合增长率为 22.63% 公司 2017 年全年营业收入 4.72 亿, 毛利率 39.59%, 实现净利润 0.53 亿 2014 年, 公司与兴森科技 新傲科技等合资创立上海新昇半导体科技有限公司 2016 年国家集成电路产业基金投资上海新昇后, 目前上海新阳为第二大股东, 持股 27.56% 上海新昇项目总投资 68 亿元, 一期总投资 23 亿元 新昇半导体一期投入后, 预计最终将形成 12 寸硅片 60 万片 / 月的产能, 年产值达到 60 亿元 项目第一期的正常建设周期为 3 年, 原计划 2017 年底实现 15 万片 / 月的产能, 由于关键设备采购困难等问题, 现进展不及预期 预计 2018 年底项目的月产能为 10 万片,2019 年实现月产能 20 万片,2020 年底实现月产能 30 万片 该项目已有测试片销售, 如能顺利进行, 将成为第一条国产 12 寸硅片产线 按当前 12 寸硅片 120 美元 / 片的价格计算,2019 年将有约 2.16 亿美元的收入 风险提示 : 产能建设不及预期 需求增加不及预期

38 相关公司 晶盛机电受益集成电路产线兴建热潮 公司是国内单晶硅生长设备龙头企业, 主要从事晶体生长 加工装备研发制造和蓝宝石材料生产 公司主营产品为全自动单晶生长炉 多晶硅铸锭炉 区熔硅单晶炉 单晶硅滚圆机 单晶硅截断机 单晶硅棒切磨复合加工一体机等, 产品主要应用于太阳能光伏和集成电路, 处于产业链上游 随着光伏电站和硅片厂 晶圆厂的大量兴建, 公司业务高速发展 2017 年公司营业收入 亿, 其中晶体硅生长设备收入 亿, 占比 80.66%, 净利润 3.72 亿 2018 年一季度营业收入 5.66 亿, 相比上年同期增长 53% 晶盛机电受益集成电路产线兴建热潮 公司承担 02 专项 下 300mm 硅单晶直拉生长装备的开发 和 8 英寸区熔硅单晶炉国产设备研制 两项课题, 已进入产业化阶段 公司成功开发了 6-12 英寸用系列化半导体单晶硅滚圆机 单晶硅截断机 全自动硅片抛光机 双面研磨机等新产品, 产品结构不断丰富, 从而建立了在半导体硅片生长及加工设备领域的国产化优势 公司与国内单晶硅龙头企业中环股份在多方面深度合作, 签署了战略合作协议 公司获得内蒙中环四期项目的 亿元设备订单, 加上 5 月 4 日公告新中标的 8.58 亿订单, 共计 33 亿余元 公司与中环股份及无锡市政府达成战略合作关系, 在宜兴启动 集成电路用大硅片生产与制造项目, 总投资约 30 亿美元 公司投资 5 亿元设立中环领先, 占股 10%, 以实施大硅片生产基地项目 目前国内有至少 9 个大硅片产线在建设当中, 基于中国晶圆厂兴建热潮, 预计硅片产能建设还将持续, 给公司生产的设备带来可观的需求空间 风险提示 : 产能建设不及预期 需求增加不及预期

39 相关公司 金瑞泓 8 英寸硅片先行者 浙江金瑞泓科技股份有限公司, 于 2000 年由浙江大学半导体学科相关技术人员发起成立 公司以浙江大学硅材料国家重点实验室为技术依托, 致力于电子级硅材料, 主要产品为抛光片 外延片等, 是中国大陆唯一具有硅单晶锭 硅研磨片 硅抛光片 硅外延片 芯片制造的完整产业链的半导体企业 公司目前主要生产 英寸硅片, 年产能近 800 万片, 是中国最大的半导体硅片生产基地 2009 年开始正式销售 8 寸硅片, 率先打破我国 8 寸硅片依赖进口的局面 2010 年, 公司承担 02 专项 中的 200mm 硅片研发与产业化及 300mm 硅片关键技术研究 并于 2017 年 5 月通过验收, 具备 8 寸硅片月产 12 万片能力 公司的主要客户包括 :ONSEMI( 安森美 ) AOS( 万代 ) TOSHIBA( 东芝 ) NXP( 恩智普 ); 中芯国际 华虹宏力 华润上华 中航微电子 杭州士兰微等 金瑞泓 8 英寸硅片先行者 目前公司于浙江衢州建立大硅片产线, 项目共分三期, 总投资 50 亿元人民币, 达到年产 480 万片 8 寸硅片和 120 万片 12 寸硅片产能 一期总投资约 7 亿元, 计划产能每月 10 万片 8 英寸硅片 2017 年 8 月, 项目主体厂房建设完成 2018 年 5 月, 杭州立昂微电子股份有限公司租用金瑞泓 ( 衢州 ) 土地和厂房, 投资 83 亿建设年产 360 万片集成电路用 12 英寸硅片项目 其中一期投资 35 亿元, 建设年产 180 万 12 寸硅片产能, 预计达产后年销售收入 16 亿元 此外, 公司启动年产 180 万片 6 寸硅片改造项目, 总投资 1.2 亿元 风险提示 : 产能建设不及预期 需求增加不及预期

40 附录 : 海外硅片制造龙头 信越 (Shin-Etsu) 信越 (Shin-Etsu ) 信越化学株式会社 (Shin-Etsu) 于 1926 年成立, 总部位于日本东京, 主要从事化工业务 公司设有六个主要板块, 分别是 PVC 化工品 有机硅 功能性化工品 半导体硅 电子功能材料和其他 截止 2014 年 12 月, 公司有子公司 123 家, 关联公司 14 家 受半导体设备的强劲需求驱动影响, 公司生产的所有尺寸硅片均需求走高, 在 2017 年 3 月 年 3 月期间实现销售收入约 30 亿美元, 比去年同期增长 22.1%, 净利润增幅更达到 66.0% 公司主要半导体产品包括抛光片 退火片 SOI 化合物半导体等 各业务营收占比 2017 年公司实现营业收入达到 亿美元, 净利润 亿美元 ; 截至 2018 年 5 月 11 日, 公司总市值达到 亿美元 电子功能材料 15% 其他 8% PVC 化工 33% 公司为半导体硅片世界第一大厂商, 占据 27% 市场份额, 是最早研制成功 12 寸硅片的厂商 半导体 20% 有机硅 15% 风险提示 : 下游需求不达预期, 地震等意外灾害 功能性化工品 9% 资料来源 : 公司官网

41 附录 : 海外硅片制造龙头 信越 (Shin-Etsu) 信越半导体硅片性能对比 外延片退火片抛光片 SOI 俯视图 截面图 近表面完整性 GOI 优秀 优秀 优秀 优秀 优秀 正常 良好 优秀 优秀 COP 优秀 优秀 优秀 优秀 优秀 正常 良好 优秀 优秀 无缺陷深度优秀优秀优秀优秀优秀正常正常优秀优秀 BMD 正常良好良好优秀优秀良好良好正常 N/A 资料来源 : 公司官网

42 附录 : 海外硅片制造龙头 胜高 (SUMCO) 胜高 (SUMCO) 公司海外销售地图 胜高 (SUMCO) 成立于 1999 年, 总部位于日本东京, 是一家高纯硅制造商 公司的主要产品为各种尺寸的抛光片 外延片 公司拥有 26% 的全球硅片市场份额 公司的 80% 产品销往海外 2017 年公司实现营业收入 亿美元, 净利润 3.47 亿美元 ; 截至 2018 年 5 月 11 日, 公司总市值为 亿美元 2013 年 年收入情况 营业收入 ( 单位 : 亿美元 ) 增长率 公司秉承高端制造理念, 不准备大量扩充现有尺寸的产能以防止供给过剩, 而是把投入方向放到技术含量更高的制造上 风险提示 : 下游需求不达预期, 地震等意外灾害 % 20.00% 10.00% 0.00% % % % 资料来源 : 公司官网

43 附录 : 海外硅片制造龙头 胜高 (SUMCO) 胜高 (SUMCO) 氢气退火炉及其构造 SOI 加工流程 抛光片氧化粘接 研磨抛光 SOI 绝缘片 石英管 活性基板 支撑基板 排气 硅片 粘接 退火 氧化 资料来源 : 公司官网 支撑结构 氢气 对活性版研磨抛光 资料来源 : 公司官网

44 附录 : 海外硅片制造龙头 环球晶圆 环球晶圆有限公司位于台湾, 前身为中美硅晶制品有限公司的半导体事业处, 于 2011 年拆分成为独立公司 公司生产 3-12 寸硅片, 包括抛光片 扩散片 浸蚀片等产品, 用于电源管理元件 车用功率元件 通讯元件 MEMS 元件等 公司在 10 个国家拥有 16 个生产基地 环球晶圆 公司目前产能约为 12 寸 75 万片 / 月,8 寸 万片 / 月,6 寸及以下 140 万片 / 月 公司发言人于 2017 年底表示, 已与客户签订 12 寸硅片的 2020 年大额合约, 公司产能在未来两年内都已排满, 正在规划进行去瓶颈化业以小幅提升产能 2017 年公司实现营业收入 亿美元, 净利润 1.77 亿美元 ; 截至 2018 年 4 月 17 日, 公司总市值为 亿美元 公司已连续九个季度实现营收增长,2018 年 1 季度同比增长 11.8% 各业务营收占比 公司于 2016 年 12 月收购 SunEdison 公司, 该公司是原全球六大硅片厂商之一, 占 12 寸硅片市场的 11% 份额 此次收购后, 环球晶圆取得丰富的技术 产能 客户资源, 一跃而成全球第三大硅片厂商, 也是第一大非日系厂商 风险提示 : 下游需求不达预期 营业收入 ( 单位 : 亿美元 ) 增长率 % % % 50.00% 0.00% % 资料来源 : 公司官网

45 附录 : 海外硅片制造设备龙头 PVA TePla PVA TePla 公司 Cz 单晶炉 公司系 2002 年由 PVA 和 TePla America 合并而成, 总部位于德国 下分工业系统事业部和半导体系统事业部, 其中工业系统事业部产品中的热均压制程处理率市占率超过 50%, 晶体生长设备在欧洲市占率超过 90% 公司 2017 年营业收入为 万欧元 公司是全球为数不多能够提供所有商业化晶体生长设备的公司, 也是第一家研发出 18 寸单晶硅生长设备的公司 在单晶硅方面, 公司提供直拉单晶生长炉和区熔单晶生长炉, 同时公司也制造 GaAs InP 等化合物半导体和 SiC 等晶体生长设备 公司生产的单晶炉使用通用部件, 可将气体回收重复利用, 减小生产成本 此外, 公司单晶炉还有优秀的热场设计 功率电源设计 二次加料器设计和人机操作界面设计 风险提示 : 下游需求不达预期 资料来源 : 公司官网

46 安信电子 - 走进 芯 时代系列深度报告 敬请关注 安信电子团队 - 走进 芯 时代系列 行业深度 ( 详见公众号 远峰电子 ), 深度研究结果全面覆盖设计 制造 封测 设备 材料等各产业链环节和重点公司 1. 芯时代之一 _ 半导体重磅深度 新兴技术共振进口替代, 迎来全产业链投资机会 2. 芯时代之二 _ 深度纪要 国产芯投资机会暨权威专家电话会 3. 芯时代之三 _ 深度纪要 半导体分析和投资策略电话会 4. 芯时代之四 _ 市场首篇模拟 IC 深度 下游应用增量不断, 模拟 IC 加速发展 5. 芯时代之五 _ 存储器深度 存储产业链战略升级, 开启国产替代 芯 篇章 6. 芯时代之六 _ 功率半导体深度 功率半导体处黄金赛道, 迎进口替代良机 7. 芯时代之七 _ 半导体材料深度 铸行业发展基石, 迎进口替代契机 8. 芯时代之八 _ 深度纪要 功率半导体重磅专家交流电话会 9. 芯时代之九 _ 半导体设备深度 进口替代促景气度提升, 设备长期发展明朗 芯时代之十 _3D/ 新器件 先进封装和新器件, 续写集成电路新篇章 芯时代之十一 _IC 载板和 SLP IC 载板及 SLP, 集成提升的板级贡献 芯时代之十二 _ 智能处理器 人工智能助力, 国产芯有望 换 道超车 芯时代之十三 _ 封测 先进封装大势所趋, 国家战略助推成长 芯时代之十四 _ 大硅片 供需缺口持续, 国产化蓄势待发

47 安信电子团队, 近期深度报告汇总 行业和公司深度研究成果 1. 消费电子行业深度报告 消费电子风云涌, 创新谱写新篇章 2. 半导体行业深度报告 新兴技术共振进口替代, 迎来全产业链投资机会 3. 半导体模拟 IC 深度 下游行业应用增量不断, 模拟 IC 产业加速发展 4. PCB/FPC 行业深度 PCB 产业基础扎实, 多维应用铸发展蓝图 5. 5G 电子产业链深度 从 iphone X LCP 天线看 5G 对智能机影响 6. 5G 电子产业链深度之二 5G 换机, 产业复兴 7. 智能音箱深度报告 智能音箱的小概念与大未来 8. 智能电表行业深度报告 对智能电表 载波通讯的一些思考 9. 汽车电子行业深度报告 产业催化持续升级, 汽车电子风起云涌 10. AOI 行业深度报告 AOI 设备需求量庞大, 国产龙头有望趁势崛起 11. OLED 行业深度报告 OLED 显示的时代机遇, 看屏看设备 12. 消费电子创新深度报告 从技术演进角度 关于苹果零部件的一些假设和思考 13. 安防行业深度报告 智能化驱动发展, 安防开启新篇章 14. 全面屏行业深度报告 全面屏全面来袭, 行业突变孕育良机 15. 无线充电行业深度报告 行业应用础润而雨, 无线充电蓄势待发 16. 扬杰科技深度报告 契合产业发展规律, 铸就功率半导体龙头 17. 东山精密深度报告 FPC 蓝图蓄势待发, 受益 5G 迎发展新机 18. 景旺电子深度报告 全面布局谋长远, 进口替代展雄风 19. 深天马 A 深度报告 高端显示全面升级, 天马一马当先 20. 合力泰深度报告 产业集中创跨周期红利, 创新升级孕新成长契机 21. 智云股份深度报告 布局 3C 制造初显成效, 显示模组设备再进阶 22. 精测电子深度报告 AOI 业务大幅增长,OLED AOI 提供业绩弹性 23. 德赛电池深度报告 消费电子电池龙头, 持久蓄力再出发 24. 长盈精密深度报告 外观专家铸就壁垒, 通用能力开辟成长

48 安信电子团队, 近期深度报告汇总 行业和公司深度研究成果 25. 行业前瞻深度之一 生物和 3D 识别 生物/3D 识别突破在即, 技术创新引领行业发展 26. 行业前瞻深度之二 安防智能化 智能化驱动发展, 安防开启新篇章 27. 行业前瞻深度之三 终端电源创新 快速充电风口来临, 无线充电蓄势待发 28. 行业前瞻深度之四 汽车电子 汽车电子技术升级, 掘金国产化机会 29. 行业前瞻深度之五 5G 射频 5G 将至, 从射频前端到天线, 看未来新发展 30. 行业前瞻深度之六 FPC PCB 产业加速转移,FPC 龙头效应显现说 31. 行业前瞻深度之七 半导体材料 铸行业发展基石, 迎进口替代契机 32. 行业前瞻深度之八 LED 应用 LED 行业方兴未艾, 多元化应用引领成长 33. 行业前瞻深度之九 存储器 存储产业链战略升级, 开启国产替代 芯 篇章 34. 行业前瞻深度之十 功率半导体 功率半导体处黄金赛道, 迎进口替代良机 35. 行业前瞻深度之十一 半导体材料 铸行业发展基石, 迎进口替代契机 36. 行业前瞻深度之十二 半导体设备 大陆引领全球半导体景气度提升, 设备长期景气提升 37. 行业前瞻深度之十三 3D/ 新器件 先进封装和新器件, 续写集成电路新篇章 38. 行业前瞻深度之十四 IC 载板和 SLP IC 载板及 SLP, 集成提升的板级贡献 39. 行业前瞻深度之十五 智能处理器 人工智能助力, 国产芯有望 换 道超车 40. 行业前瞻深度之十六 封测 先进封装大势所趋, 国家战略助推成长 41. 行业前瞻深度之十七 MiniLED Mini LED: 即将到来的显示技术革新 42. 行业前瞻深度之十八 大硅片 供需缺口持续, 国产化蓄势待发

49 分析师声明 分析师声明 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格, 勤勉尽责 诚实守信 本人对本报告的内容和观点负责, 保证信息来源合法合规 研究方法专业审慎 研究观点独立公正 分析结论具有合理依据, 特此声明 本公司具备证券投资咨询业务资格的说明 安信证券股份有限公司 ( 以下简称 本公司 ) 经中国证券监督管理委员会核准, 取得证券投资咨询业务许可 本公司及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投资分析 预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务 发布证券研究报告, 是证券投资咨询业务的一种基本形式, 本公司可以对证券及证券相关产品的价值 市场走势或者相关影响因素进行分析, 形成证券估值 投资评级等投资分析意见, 制作证券研究报告, 并向本公司的客户发布

50 谢谢! 安信电子团队简介 孙远峰, 哈尔滨工业大学工学学士, 清华大学工学博士, 近 3 年电子实业工作经验, 曾就职于华创证券和方正证券研究所, 中投证券研究总部,2017 年和 2016 年新财富电子行业最佳分析师入围和上榜 ( 第五名 ),2013~2015 年新财富团队核心成员,2017 年加入安信证券研究中心 马良, 上海交通大学工学硕士,3 年半实业工作经验, 曾就职于东北证券研究所,2018 年加入安信证券研究中心 张磊, 北京大学理学学士 工学硕士学位,2 年实业工作经验, 曾就职于中投证券研究所,2016 年电子行业新财富团队核心成员,2017 年加入安信证券研究中心 张大印, 北京邮电大学工学学士 工学硕士, 曾就职于华为和 OnePlus, 近 3 年电子实业工作中累计申请国家专利 18 项, 曾就职于民生证券研究所,2017 年加入安信证券研究中心 王海维, 华东师范大学经济学硕士,2017 年加入安信证券研究中心

51 免责声明 本报告仅供安信证券股份有限公司 ( 以下简称 本公司 ) 的客户使用 本公司不会因为任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户 本报告基于已公开的资料或信息撰写, 但本公司不保证该等信息及资料的完整性 准确性 本报告所载的信息 资料 建议及推测仅反映本公司于本报告发布当日的判断, 本报告中的证券或投资标的价格 价值及投资带来的收入可能会波动 在不同时期, 本公司可能撰写并发布与本报告所载资料 建议及推测不一致的报告 本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态, 本公司将随时补充 更新和修订有关信息及资料, 但不保证及时公开发布 同时, 本公司有权对本报告所含信息在不发出通知的情形下做出修改, 投资者应当自行关注相应的更新或修改 任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点, 一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准, 如有需要, 客户可以向本公司投资顾问进一步咨询 在法律许可的情况下, 本公司及所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易, 也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行 财务顾问或者金融产品等相关服务, 提请客户充分注意 客户不应将本报告为作出其投资决策的惟一参考因素, 亦不应认为本报告可以取代客户自身的投资判断与决策 在任何情况下, 本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议, 无论是否已经明示或暗示, 本报告不能作为道义的 责任的和法律的依据或者凭证 在任何情况下, 本公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任 本报告版权仅为本公司所有, 未经事先书面许可, 任何机构和个人不得以任何形式翻版 复制 发表 转发或引用本报告的任何部分 如征得本公司同意进行引用 刊发的, 需在允许的范围内使用, 并注明出处为 安信证券股份有限公司研究中心, 且不得对本报告进行任何有悖原意的引用 删节和修改 本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设, 并采用适当的估值方法和模型得出的, 由于假设 估值方法和模型均存在一定的局限性, 估值结果和分析结论也存在局限性, 请谨慎使用 安信证券股份有限公司对本声明条款具有惟一修改权和最终解释权

52 销售联系人 上海联系人 侯海霞 许敏 孟硕丰 潘艳 朱贤 北京联系人 李倩 周蓉 温鹏 张莹 深圳联系人 胡珍 范洪群 孟昊琳 张青 邓欣

53 公司地址 安信证券研究中心深圳市地址 : 深圳市福田区深南大道 2008 号中国凤凰大厦 1 栋 7 层邮编 : 上海市地址 : 上海市虹口区东大名路 638 号国投大厦 3 层邮编 : 北京市地址 : 北京市西城区阜成门北大街 2 号楼国投金融大厦 15 层邮编 :