以IC集成電路用的300毫米(12寸)大硅片為例,生產工藝流程如下:拉晶—滾磨—線切割—倒角—研磨—腐蝕—熱處理—邊緣拋光—正面拋光—清洗—外延—檢測。其中,拉晶、研磨、拋光工藝和質量控制是大硅片產品質量是否合格的關鍵。
單晶硅片生產線主要設備配置
序號 | 設備名稱 | 用途 | 難度系數 | 主要生產廠商 | |
1 | 單晶硅生長爐 | 通過直拉法生產單晶 | ★★★★ | 德國PVA,美國Kayex,日本Ferrotec,北方華創,晶盛機電 | |
2 | 切片機 | 將晶棒切割成目標厚度的薄片 | ★ | 瑞士M&B,日本東京精密,日本TAKATORI,日本齊藤SAIDO,瑞士HCT | |
3 | 倒角機 | 將硅片邊緣進行倒角處理 | ★ | 德國博世,日本日立,浙江博大 | |
4 | 磨削設備 | 通過研磨工藝等將硅片表面損傷層去除并達到微米級別的平整度 | ★★ | 德國IKA,日本齊藤SAIDO日本科庫森 | |
5 | CMP拋光機 | 通過CMP法使硅片表面達到鏡面效果(納米級的微粗程度) | ★★★ | 荷蘭ASML,德國瑪托,日本KOVAX | |
6 | 清洗設備 | 通過化學藥水等清洗表面不純物和顆粒 | ★★ | 中電45所 | |
7 | 檢測設備 | 出廠檢查,測定硅片外觀、幾何尺寸、電性能、顆粒度等參數 | ★★★ | 日本Advantest,韓國FORTIX | |
數據來源:公開資料整理
相關報告:智研咨詢發布的《2018-2024年中國硅片市場深度分析及投資前景預測報告》
目前國內4-6英寸硅片需求基本能夠滿足;8英寸硅片總產量(含拋光片和外延片)總計為120萬片,而月需求量約80萬片,預計從2020年開始月需求將達750萬-800萬片;12英寸硅片完全依賴進口,目前國內的總需求約為50萬片/月,預計到2018年后總需求為110萬-130萬片/月。根據我們的測算,到2020年硅片設備總需求額(億元)(即為保有量)590億元。2017年-2020年的新增設備需求額分別為57億元,77億元,113億元,191億元;核心設備單晶爐的需求量為48億元。
模型基本假設:1、國內需求量爆發,且國內按照目前的產能的供給量有限,12英寸硅片2020年僅120萬片的月產能;
2、供需關系之間缺口才是導致所有硅片廠擴產的核心因素;
3、半導體硅片行業也存在國產化要求:即實際的供需缺口=進口替代的潛在需求量。
12英寸硅片設備需求測算
- | 2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E |
國內需求(萬片/月) | 35 | 50 | 78 | 135 | 200 |
YoY | / | 43% | 56% | 73% | 48% |
國內供給(萬片/月) | 0 | 0 | 5 | 15 | 30 |
YoY | / | / | / | 200% | 100% |
供需缺口(萬片/月) | 35 | 50 | 73 | 120 | 170 |
YoY | - | - | 46% | 64% | 42% |
成品率 | 60% | 60% | 70% | 70% | 70% |
實際供需缺口(萬片/月) | 58 | 83 | 122 | 171 | 243 |
需要新建硅片廠數量(按照10萬片/月的產能規劃) | 5.8 | 8.3 | 12.2 | 17.1 | 24.3 |
每10萬片12寸投資額(億元) | 28 | 28 | 26 | 24 | 24 |
設備投資額(占比70%) | 19.6 | 19.6 | 18.2 | 16.81 | 16.8 |
硅片設備總需求額(億元)(保有量) | 114.3 | 163.3 | 221.4 | 288.0 | 408.0 |
新增設備需求(億元) | - | 49.0 | 58.1 | 66.6 | 120.0 |
數據來源:公開資料整理
8英寸硅片設備需求測算
2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E | |
國內需求(萬片/月) | 50 | 80 | 140 | 260 | 500 |
YoY | / | 60% | 75% | 86% | 92% |
國內供給(萬片/月) | 5 | 15 | 30 | 60 | 120 |
YoY | / | 200% | 100% | 100% | 100% |
供需缺口(萬片/月) | 45 | 65 | 110 | 200 | 380 |
YoY | - | 44% | 69% | 82% | 90% |
成品率 | 65% | 68% | 70% | 75% | 80% |
實際供需缺口(萬片/月) | 69 | 96 | 157 | 267 | 475 |
需要新建硅片廠數量(按照10萬片/月的產能規劃) | 6.9 | 9.6 | 15.7 | 26.7 | 47.5 |
每10萬片12寸投資額(億元) | 8 | 7 | 6 | 6 | 5.5 |
設備投資額(占比70%) | 5.6 | 4.9 | 4.2 | 4.2 | 3.9 |
硅片設備總需求額(億元)(保有量) | 38.8 | 46..8 | 66.0 | 112.0 | 182.9 |
新增設備需求(億元) | - | 8.1 | 19.2 | 46.0 | 70.9 |
數據來源:公開資料整理
8英寸、12英寸設備合計
- | 2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E |
硅片設備總需求額(億元)(保有量) | 153.1 | 210.2 | 287.4 | 400.0 | 590.9 |
新增設備需求額(億元) | - | 57.1 | 77.3 | 112.6 | 190.9 |
分設備類型測算 | - | ||||
單晶爐(占比25%) | - | 14 | 19 | 28 | 48 |
切片機(占比5%) | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
倒角機器(占比8%) | - | 5 | 6 | 9 | 15 |
磨片機(占比9%) | - | 5 | 7 | 10 | 17 |
磨片測試機(占比8%) | - | 5 | 6 | 9 | 15 |
化學腐蝕設備(占比5%) | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
熱處理設備(占比5%) | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
CMP拋光機(占比10%) | - | 6 | 8 | 11 | 19 |
清洗設備(占比10%) | - | 6 | 8 | 11 | 19 |
檢測設備(占比15%) | - | 9 | 12 | 17 | 29 |
數據來源:公開資料整理.
國內需求缺口大,投資高峰尚未到來。而目前國內對主流300mm大硅片的需求量約50萬片/月,幾乎完全依賴進口;到2020需求量將會達到200萬片/月,缺口仍有約170萬片/月。這樣一個供不應求并且寡頭壟斷的硅片市場,突出的供需矛盾將倒逼硅片國產化。投建大硅片項目對我國集成電路產業的意義就是上游(原材料端)的自主可控。目前硅片市場整體處于供不應求的狀態,且預計供需缺口仍會持續擴大。
目前國內至少已有9個硅片項目,合計投資規模超500億元人民幣:包括上海新昇(68億元)、重慶超硅、成都超硅(50億元)、寧夏銀和、浙江金瑞泓(50億元)、鄭州合晶一二期(53億元)、無錫宜興中環晶盛項目(30億美金)、京東方西安高新區項目(100億元)等。設備采購額在產能投資額中的占比達70%。據我們測算,從2017年到2020年,國內硅片設備的采購額合計達364億元。其中核心設備單晶爐的采購量合計為91億元。
智研咨詢 - 精品報告

2025-2031年中國硅片設備行業市場全景調研及發展戰略研判報告
《2025-2031年中國硅片設備行業市場全景調研及發展戰略研判報告 》共十章,包含中國硅片設備優勢生產企業競爭力分析,2024年中國硅片設備相關行業運行狀況探析—硅料,2025-2031年中國硅片設備行業發展趨勢與投資預測分析等內容。
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