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半導(dǎo)體硅片：周期波動下的技術(shù)突圍與國產(chǎn)替代之路

2024年，全球半導(dǎo)體硅片市場在震蕩中迎來曙光。盡管消費電子需求回暖與AI、電動汽車的爆發(fā)拉動了計算芯片和功率芯片訂單，但供需失衡、價格下行與地緣政治擾動仍為行業(yè)蒙上陰影。數(shù)據(jù)顯示，2024年全球硅片出貨量同比下降2.7%至12,266百萬平方英寸，銷售額下滑6.5%至115億美元。然而，隨著新能源、AI終端（如AIPC、AI手機）等下游應(yīng)用的放量，市場自下半年開啟復(fù)蘇，一場圍繞技術(shù)迭代與國產(chǎn)替代的競賽正悄然加速。

2020-2024年全球硅片出貨量

資料來源：普華有策

1、行業(yè)發(fā)展特點分析

（1）行業(yè)周期性強

受到宏觀經(jīng)濟及上下游供需狀況的影響，終端應(yīng)用領(lǐng)域如消費電子、汽車電子、工業(yè)電子等行業(yè)與宏觀經(jīng)濟形勢緊密相關(guān)，半導(dǎo)體單晶硅制造業(yè)會隨著整體經(jīng)濟狀況和上下游行業(yè)的變化呈現(xiàn)出一定的周期性。

（2）產(chǎn)業(yè)集中度高

全球半導(dǎo)體硅片集中在日本信越、SUMCO、臺灣環(huán)球晶圓等五家國際大廠，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、盈利能力等方面處于領(lǐng)先，國內(nèi)正加速追趕，在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、資金投入等方面與國際領(lǐng)先企業(yè)展開競爭。

（3）人才需求密集

半導(dǎo)體硅材料制造業(yè)是高度技術(shù)密集型行業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及微電子學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、材料學(xué)等諸多學(xué)科，在晶體生長、硅片研磨加工以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面對硅片的電學(xué)參數(shù)等性能提出了越來越高的要求，需要具備綜合專業(yè)知識和豐富生產(chǎn)經(jīng)驗的復(fù)合型人才。

（3）固定資產(chǎn)投資大

半導(dǎo)體硅材料行業(yè)屬于資金密集型行業(yè)。半導(dǎo)體硅拋光片和刻蝕設(shè)備用硅材料制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)所需先進設(shè)備價格高，硅片企業(yè)要形成規(guī)?；a(chǎn)，所需投資規(guī)模巨大，并且隨著技術(shù)的進步、客戶的需求不同，還需要對生產(chǎn)設(shè)備不斷進行改造和升級，需要大量的運轉(zhuǎn)資金。

2、技術(shù)壁壘分析

半導(dǎo)體硅片制造核心工藝包括單晶生長和硅片精密加工。硅單晶生長核心技術(shù)主要包括熱場設(shè)計、摻雜技術(shù)、磁場技術(shù)、氧濃度控制等，硅片精密加工技術(shù)主要包括硅片厚度變化、硅片翹曲、硅片彎曲、表面局部平整度、硅片表面粗糙度、硅片幾何參數(shù)及硅片表面的超潔凈控制；刻蝕設(shè)備用硅材料核心指標包括缺陷密度、雜質(zhì)含量、電阻率范圍及分布均勻性等。工藝技術(shù)水平?jīng)Q定了產(chǎn)品良品率和參數(shù)一致性。上述指標隨著集成電路制程的不斷進步愈發(fā)嚴格，對市場新進入者形成了較高的技術(shù)壁壘。

3、后摩爾時代發(fā)展方向：材料創(chuàng)新與系統(tǒng)級突圍

集成電路芯片技術(shù)發(fā)展主要呈現(xiàn)兩個特點：一是延續(xù)摩爾定律，通過制程微細化提升集成度、功能、性能和功耗控制；二是隨著人工智能需求增加，行業(yè)正從系統(tǒng)級芯片向系統(tǒng)級封裝轉(zhuǎn)型，以提高單芯片的集成度和復(fù)雜性。

與此同時，集成電路產(chǎn)業(yè)對半導(dǎo)體硅片提出了更高的技術(shù)要求，如單晶晶體缺陷、均勻分布的氧碳和摻雜物質(zhì)、加工精密度及純度指標等。為了突破硅材料性能的局限性，行業(yè)正通過與其他材料的整合，如絕緣體上硅(SOI)、應(yīng)變硅和硅基氮化鎵等，推動技術(shù)創(chuàng)新。未來，硅與磷化銦、石墨烯、硫化鉬等材料的結(jié)合可能成為后摩爾時代的關(guān)鍵發(fā)展方向。

4、預(yù)計2025年全球硅片需求將有顯著提升

WICA預(yù)測，2025年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計將達到7,189億美元，同比增長13.2%。這主要得益于創(chuàng)新的架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理方式推動大模型進入下一階段，以及下游應(yīng)用如AIPC、AI手機、AI耳機等新興產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用，半導(dǎo)體市場規(guī)模的增長將帶動半導(dǎo)體硅片需求的增加。同時美國和中國在人工智能領(lǐng)域的角逐也將進一步帶動算力芯片需求的增加，進而帶動半導(dǎo)體硅片需求的增加，這也將推動國內(nèi)半導(dǎo)體硅片的發(fā)展，加快國產(chǎn)替代。

《中國半導(dǎo)體硅片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈市場調(diào)研報告（2025年版）》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。