半导体材料作为一个百亿美元的产业，市场规模不是很大，但是内部材料种类繁多。单一产品的市场规模小，技术要求高，各子行业差异大。其中，硅片占半导体材料市场销售额的36.6%，是晶圆厂材料采购中最重要的环节。

由于硅具有优异的性能，如单向导电性、热敏性、光电性和掺杂性，可以生长出大尺寸、高纯度的晶体，储量丰富，价格低廉。因此，它已成为世界上应用最广泛、最重要的半导体基础材料，对产业起着重要的支撑作用。

目前，在全球半导体市场上，90%以上的芯片和传感器都是由硅材料制成，广泛应用于IC、LED、MEMS、分立器件等领域，其中IC领域所占比重和难度最大。

半导体硅片是指从硅单晶锭上切割下来的切片，又称硅片，位于集成电路产业链的上游。

在摩尔定律的推动下，大尺寸是硅片制造技术进步的方向。半导体硅晶片的直径越大，单个硅晶片上可以制造的芯片越多，共享的单位成本降低。晶圆生产线的工艺和尺寸这两个参数，一旦确定就不能改变。

硅片的尺寸从早期的2英寸、4英寸(80年代的主流)发展到6英寸(90年代的主流)、8英寸、12英寸(目前的主流产品)。

2020年之前，国内以8寸晶圆厂为主。在大资金的持续投入和地方政府的配套资金下，12英寸晶圆厂积极扩容。

不同尺寸、工艺和主晶圆尺寸的产品:

中国12英寸硅片基本完全进口，8英寸硅片国产化率10%左右，6英寸硅片国产化率50%左右。

6英寸硅片主要应用于功率半导体、射频和MEMS，其中以阴极管和晶闸管功率器件为主。

8寸硅片和12寸硅片针对的是不同的主力产品，但有些要求也有交集。

8英寸硅片主要用于90nm-0.25μm工艺，其需求主要由汽车电子和物联网驱动。产品包括功率器件、模拟IC、低像素CIS、指纹识别、显示驱动器和智能卡。8英寸晶圆产能约47%来自代工厂，剩余产能需求主要来自IDM。

12寸硅片是目前最主流的硅片尺寸，主要用于90nm以下的逻辑芯片和存储器(DRAM、NAND)。其中，存储器连续两年贡献了全球半导体市场的大幅增长，DRAM是电子产品的重要组成部分之一。

TSMC季报显示，在全球芯片制造产能中，预计20nm及以下工艺占12%，32/28nm至90nm工艺占41%。随着工艺技术的进步，7nm以下工艺占比大幅提升，12英寸硅片需求持续旺盛。

12英寸硅片客户的库存水平:

18英寸硅片(450毫米)是大尺寸方向下一阶段的目标。

早在2011年，TSMC、IBM、英特尔、三星和全球五大半导体厂商Global Foundries就联合成立了450mm联盟(G450C)，表示要推广450mm的应用。还计划在全球推广EEMI450、Metro450等18英寸晶圆。

但18寸晶圆由于设备研发难度大，生产线投入极高，设备和厂商的驱动力并不充分。

目前从下游客户的情况来看，12寸膜基本可以满足制造工艺的需求，其主要尺寸地位仍将延续。

晶圆厂产能的市场份额:

半导体硅片是技术、资金、人才密集型产业，壁垒高，寡头垄断。

全球五大半导体晶圆巨头约占92%的市场份额，分别是日本信越、日本Sumco、中国台湾省环球晶圆、德国Siltronic和韩国SK Siltron。

日本两家领先供应商的市场份额超过50%。

12英寸硅片的主要玩家也是上述企业，但因为工艺难度大，集中度较高，五大巨头占据了95%的市场份额。

海外企业12英寸硅片扩张计划:

2020年12月10日，环球晶圆宣布同意以37.5亿欧元收购德国硅片制造商SiltronicAG。合并后，环球晶圆有望成为全球最大的硅片制造商，全球市场集中度将进一步提高。

中国大陆的半导体晶圆企业有上海硅业、中环、金瑞鸿、超硅、易思威、中经佳兴、GCL集成、友研新材、众信晶圆等。，主要生产8英寸及以下的半导体晶圆。

目前国内有大量芯片制造产能正在建设和规划中。芯思研究院数据显示，目前已公布超过25个硅片生产项目，其中8英寸和12英寸产能将分别达到348万片和672万片/月，计划总投资1409亿元。

国内半导体晶圆生产线梳理(含规划生产线)；

根据工业信息网数据，如果8英寸和12英寸硅片投资0.6亿元/万片，设备投资占75%，那么我国半导体硅片市场总额高达1064亿元空。假设未来10年建成产能，对应的设备年均市场106.4亿元空，未来核心半导体晶圆。

半导体行业的工艺发展有两个趋势:

第一，基于摩尔定律，继续追求先进的制造工艺，缩小芯片的特征尺寸。目前，存储芯片、CPU和逻辑芯片等产品延续了这一趋势，代表企业包括TSMC、三星、英特尔和SMIC。

第二，超越摩尔定律，包括开发新一代半导体材料，在物理结构和电路设计上实现突破。模拟电路、传感器、电源管理等产品明显符合这一趋势，代表企业有UMC、格罗费尔德、华虹等。

半导体技术的高度精细化和复杂性，导致其供应链相对稳定和封闭。

目前，中国半导体晶圆市场仍主要依赖进口。与海外成熟供应商相比，国内晶圆厂商从技术到成本都处于弱势。

然而，随着SMIC、华力微电子、长江存储、华虹李鸿和中国大陆其他芯片制造商继续扩大生产，半导体晶圆的需求将继续增长。

2019年底，新修订的《瓦森纳协定》在12英寸硅片制造技术中增加了出口管制，专门针对应用于14纳米工艺的大硅片制造技术。因此，基于产业安全的考虑，即使目前的技术和工艺成本没有优势，也迫切需要支持国产半导体硅片的发展。

2017-2020年，中国大陆半导体硅片销量年复合增长率高于同期全球半导体硅片销量年复合增长率。在AI和5G的推动下，晶圆厂对12英寸硅片的需求将持续增加，中国企业仍有较大的进口替代空。