編者按

半導體是電子信息產品的“心臟”，集成電路是重要的半導體產品，硅片是集成電路最重要的基礎材料，處于集成電路產業(yè)鏈前端。隨著半導體在各領域應用日趨廣泛和深入，半導體供應緊張局面更加凸顯，我國半導體硅片對外依存度較高，增強硅片的自主保障能力，對提升我國半導體產業(yè)整體水平至關重要。

中國工程院院刊《中國工程科學》2023年第1期刊發(fā)集成電路關鍵材料國家工程研究中心正高級工程師張果虎研究團隊的《我國半導體硅片發(fā)展現(xiàn)狀與展望》一文。文章重點圍繞市場主流的8 in、12 in硅片，分析了全球半導體硅片的技術和產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，研判了全球半導體硅片產業(yè)未來的發(fā)展趨勢，重點分析了我國半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國半導體硅片在當前市場需求、宏觀政策、配套能力、研發(fā)投入等利好因素下迎來難得的發(fā)展機遇，同時提出我國半導體硅片產業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，在此基礎上，從進一步加強頂層設計和宏觀規(guī)劃、強化政策落實和政策持續(xù)性、協(xié)調支持產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、布局研發(fā)集成電路先進制程用半導體硅片等方面提出對策建議，以期為推動我國半導體硅片向更高質量發(fā)展提供參考。

一、前言

半導體是電子信息產品的“心臟”，在國民經濟和社會生活各方面的應用越來越廣泛，對國家經濟成長、國防安全、核心競爭力提升至關重要，促進了通信、計算、醫(yī)養(yǎng)健康、軍事系統(tǒng)、物流、新能源行業(yè)的發(fā)展，引導人工智能、大數(shù)據(jù)、自動駕駛等新產業(yè)的興起，支撐著數(shù)字經濟不斷發(fā)展，并在新冠疫情防控等重大社會問題應對方面發(fā)揮了關鍵作用。隨著半導體在各領域應用日趨廣泛和深入，2020年開始半導體供應緊張局面更加凸顯。各國正積極采取措施，增強和完善本國的半導體產業(yè)鏈。

半導體產品主要包括集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器件，其中集成電路在半導體產業(yè)中占比最高，超過80%。2021年全球集成電路銷售額為4608.14億美元，傳感器件銷售額為187.9億美元，光電子器件銷售額為432.29億美元，分立器件銷售額為301億美元，集成電路占比達到83%。根據(jù)世界半導體貿易統(tǒng)計組織（WSTS）數(shù)據(jù)，2022年全球集成電路占比將達84.22%，光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7.41%、5.10%和3.26%。

集成電路是最重要的半導體產品，硅片是集成電路最重要的基礎材料，處于集成電路產業(yè)鏈前端，在集成電路芯片制造材料中占比達30%以上，90%以上的集成電路芯片是基于硅片制成。中國在全球半導體產業(yè)鏈中參與程度較低，硅片等關鍵材料對外依存度較高。近年來，大國博弈加劇，國際政治經濟環(huán)境惡化，地震和火山爆發(fā)等自然災害頻發(fā)，新型冠狀病毒感染等流行疾病蔓延，產業(yè)生態(tài)發(fā)生變化，《關于常規(guī)武器與兩用產品和技術出口控制的瓦森納協(xié)定》新增12 in硅片技術管制，增強硅片等關鍵材料的自主保障能力，提升我國半導體產業(yè)鏈安全性成為重要課題。

本文分析了當前全球半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢，我國半導體硅片的市場需求、技術進步、產業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出我國半導體硅片產業(yè)未來一段時間面臨的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，并給出發(fā)展建議。8 in及12 in硅片的出貨面積占全部半導體硅片的93%左右，因此本文重點對8 in及12 in硅片的情況進行分析。

二、 全球半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢

（一） 全球半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀

1. 全球半導體硅片的市場規(guī)模

集成電路芯片制造材料多達數(shù)百種，按類別劃分主要包括硅片、光掩膜、光刻膠及配套試劑、電子氣體、工藝化學品、濺射靶材、拋光材料等，總體采購中硅片占比始終最高（見圖1）。根據(jù)國際半導體產業(yè)協(xié)會（SEMI）數(shù)據(jù)，2021年硅片在集成電路芯片制造材料中的采購金額占比達到33%左右，是最主要的關鍵功能材料，100多億美元的半導體硅片支撐了5000多億美元的半導體產業(yè)規(guī)模。

圖1 2021年全球集成電路芯片制造材料分類占比

近年來，隨著全球半導體市場規(guī)模的持續(xù)增長，全球半導體硅片出貨面積穩(wěn)步提升（見圖2）。2012年全球半導體硅片出貨面積為8.8×109in2，2021年突破1.4×1010in2。全球半導體硅片銷售額由2012年的87億美元增長到2021年的126億美元，從2018年開始連續(xù)4年超過110億美元。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，2022年全球半導體硅片出貨面積將增長4.8％，達到1.4694×1010in2。預計到2025年，全球半導體硅片出貨量將增至1.649×1010in2。

圖2 2012—2021年全球硅片出貨面積及增長率

2. 半導體硅片需求結構

近10年來，6 in及以下尺寸硅片需求基本保持穩(wěn)定，全球半導體硅片新增需求主要集中在8 in和12 in硅片，尤其是12 in硅片增速最快（見圖3）。12 in硅片年出貨量自2012年的5.302×109in2增長至2021年的9.598×109in2，其出貨面積占全部半導體硅片比例接近70%；8 in硅片出貨面積也穩(wěn)步增長，從2012年的2.378×109in2增長至2021年的3.443×109in2。2021年，12 in和8 in硅片出貨面積分別同比增長12.85%和16.87%。

圖3 2012—2021年不同尺寸硅片出貨面積

12 in硅片主要應用于90 nm及以下半導體制程范圍，用于制造邏輯電路、存儲器等高集成度的芯片，多在大計算量、大存儲量或便攜式終端上應用，如大數(shù)據(jù)、智能手機、計算機、人工智能等領域。8 in硅片主要應用于90 nm以上制程范圍的模擬電路、功率芯片、互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器、微控制器、射頻前端芯片、嵌入式存儲器等芯片，應用場景包括微機電系統(tǒng)、電源管理、汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等領域（見表1）。

表1 8 in、12 in硅片在不同制程的應用情況

注：Wi-Fi 為無線網(wǎng)絡；FPGA為現(xiàn)場可編程邏輯門陣列；ASIC為專用集成電路；DSP為數(shù)字信號處理；GPS為全球定位系統(tǒng)；NFC為近場通信；MCU為微控制單元；LED為發(fā)光二極管；IC 為微型電子器件；MOSFET為金屬?氧化物半導體場效應晶體管；IGBT為絕緣柵雙極型晶體管。

8 in硅片在特色芯片產品上擁有性價比優(yōu)勢，尤其在微機電系統(tǒng)、硅上化合物半導體、射頻及功率芯片等領域優(yōu)勢明顯。近年來，一些新應用場景特色芯片會率先在8 in芯片上出現(xiàn)，而后逐步向12 in芯片轉移。預計未來8 in硅片和12 in硅片將在各自特定領域發(fā)揮作用，長期共存。

3. 硅片產業(yè)集中度高的局面基本保持

半導體硅片產業(yè)起始于美國，美國孟山都化學公司成立的孟山都電子材料公司曾引領技術發(fā)展，在20世紀60年代獲得80%的市場份額。隨著半導體制造業(yè)的東移，其后期連續(xù)虧損，孟山都化學公司在1989年將孟山都電子材料公司出售給了德國化工企業(yè)，并于2016年被中國臺灣的環(huán)球晶圓股份有限公司收購。20世紀50年代末，日本通過技術引進，開始布局半導體產業(yè)，在超大規(guī)模集成電路研究計劃的推動下，日本半導體產業(yè)快速發(fā)展，其中存儲器在20世紀80年代超過美國，硅片廠商也在此期間獲得黃金發(fā)展期，最終經過多次整合并購形成信越化學工業(yè)株式會社和勝高科技株式會社兩家國際半導體硅片巨頭，2001年信越化學工業(yè)株式會社在全球率先量產12 in半導體硅片。日本半導體硅片產業(yè)從20世紀90年代超過美國后，至今仍在全球占據(jù)主導地位。20世紀90年代半導體產業(yè)從日本向韓國和中國臺灣地區(qū)轉移，韓國和中國臺灣地區(qū)硅片企業(yè)得以成長，并逐步在全球占有一席之地。當前，日本信越化學工業(yè)株式會社、勝高科技株式會社，中國臺灣環(huán)球晶圓股份有限公司，德國世創(chuàng)電子材料股份有限公司，韓國SK集團等五大廠商占據(jù)全球90%左右的市場份額，尤其是在12 in硅片方面占據(jù)絕對市場地位。五大廠商近幾年產能擴張主要集中在12 in硅片，2015年，全球只有日本信越化學工業(yè)株式會社和勝高科技株式會社的12 in硅片月產能超過1×106片，至2021年年底，前5大廠商12 in硅片月產能都有顯著增加，其中日本信越化學工業(yè)株式會社月產能超過3.1×106片，勝高科技株式會社的月產能約為1.9×106片，中國臺灣環(huán)球晶圓的月產能約為1.3×106片，德國世創(chuàng)的月產能約為9.9×105片，韓國SK集團的月產能約為9×105片。

4. 硅是重要的半導體材料

半導體材料經歷了以硅為代表的第一代半導體材料，以砷化鎵為代表的第二代半導體材料和以碳化硅與氮化鎵為代表的第三代半導體材料。相比于其他半導體材料，硅材料易于制備較大尺寸晶體、晶體結構完整性相對易控制、純度相對易實現(xiàn)，在集成電路平面工藝制程的應用技術更加成熟且更具有規(guī)模效益，有著更大的應用領域與需求量，因此，90%以上的芯片都是基于硅材料制造而成，這賦予了硅材料不可替代的行業(yè)地位。但是，硅材料也存在一定局限性，無法滿足高功率、高頻率和高壓等苛刻特性，不具備發(fā)光特性，等二代半導體材料、等三代半導體材料在這些方面具備獨特優(yōu)勢。硅材料與第二代、第三代半導體材料的結合將是一種選擇，以硅材料為襯底，化合物材料在硅材料上外延生長制成單晶片以滿足射頻芯片和功率器件對高頻、高壓、高功率的需求，比如硅基氮化鎵。這幾代半導體材料并不是完全替代關系，在未來相當長的時期內它們還將并存，并在不同的應用領域發(fā)揮各自的作用、占據(jù)各自的市場份額。

（二） 全球半導體硅片的發(fā)展態(tài)勢

1. 全球半導體硅片產業(yè)東移，亞太地區(qū)成為主要的制造區(qū)域

全球半導體產業(yè)起源于美國，1958年，德州儀器設計出第一款微型電子器件（IC），至20世紀70年代，半導體產業(yè)在美國完成技術積累，同樣的硅材料產業(yè)也起源于美國，至20世紀80年代，全球領先半導體硅材料企業(yè)仍是美國的孟山都電子材料公司。隨著半導體產業(yè)第一次轉移到日本，互聯(lián)網(wǎng)時代半導體轉移至韓國，日本索尼公司、韓國三星集團等企業(yè)得到快速發(fā)展，在這個階段，日本、韓國的硅材料產業(yè)逐漸興起，日本信越化學工業(yè)株式會社、勝高科技株式會社、小松電子材料公司以及韓國SK集團等不斷壯大。日本更是在1996年開始布局“超級硅”計劃，期望在未來占據(jù)硅材料領域的領先地位。進入21世紀，日本信越化學工業(yè)株式會社率先實現(xiàn)12 in硅片商業(yè)化，并成為全球第一大半導體硅材料供應商，隨后勝高科技株式會社和小松電子材料公司合并，成為第二大半導體硅材料供應商。目前為止，日本企業(yè)的硅材料供應能力占全球比例過半。隨著臺灣環(huán)球晶圓股份有限公司的壯大，韓國SK集團的擴張，以及德國世創(chuàng)電子材料股份有限公司將12 in硅片產業(yè)重點布局在新加坡，全球近90%的硅片產出分布在亞太地區(qū)。中國近年來加大硅片產業(yè)的布局和投資，到2025年12 in硅片規(guī)劃總產能超過4×106片/月，亞太地區(qū)成為全球半導體硅片制造的重要區(qū)域。

2. 全球半導體硅片需求持續(xù)增長

近年來，隨著數(shù)字經濟拉動，大算力需求不斷增加，半導體在各領域的滲透日益增強，硅片需求將保持持續(xù)增長。SEMI在2022年10月最新報告中預計，到2025年，汽車和功率半導體的晶圓廠產能以58%的速度增長，其次是微機電系統(tǒng)、代工和模擬，其晶圓廠產能增長速度分別為21%、20%和14%。汽車和功率半導體、微機電系統(tǒng)等領域的產能擴張帶動8 in硅片需求的增長，2025年全球8 in硅片需求預計將達到7×106片/月。

SEMI在2022年10月報告中預計，到2025年，12 in晶圓廠按照產品類型劃分的年復合增長率中，功率器件相關產能增長為39%，模擬器件為37%、代工為14%、光電為7%，存儲為5%。到2025年，全球半導體制造商12 in晶圓制造廠產能將以接近10%的年復合增長率增長，對12 in硅片的需求將達到每月9.2×106片。

3. 海外企業(yè)積極擴產

全球半導體硅片供應已連續(xù)幾年處于緊張局面。為應對需求，搶占市場，全球主要硅片廠商積極擴充產能。德國世創(chuàng)電子材料股份有限公司在2022年投資11億歐元，在新加坡建設12 in硅片廠，估算產能約為3×105片/月；韓國SK集團宣布未來3年內將投資1.05萬億韓元擴建12 in半導體硅片廠，估算產能約為2.5×105片/月；臺灣環(huán)球晶圓股份有限公司2022年3月發(fā)布消息，計劃在意大利新建12 in硅片廠，同時擬投資50億美元在美國德州新建12 in硅片廠，最高產能超1.2×106片/月；日本勝高科技株式會社宣布也將斥資2287億日元建設新廠，擴產12 in硅片，估算產能將超過5×105片/月。

預計到2025年海外廠商新增12 in硅片產能將超過2×106片/月。隨著產能釋放，12 in硅片供需緊張的情況將得到有效緩解。

4. 半導體硅片技術發(fā)展趨勢

摩爾定律推動了半導體行業(yè)50余年的快速成長，集成電路芯片技術不斷向更先進制程發(fā)展，借助極紫外（EUV）光刻等先進技術，正在向3 nm甚至更小的節(jié)點演進，但硅基集成電路工藝的發(fā)展愈發(fā)趨近于其物理極限，單純靠縮小線寬已經越來越困難，半導體行業(yè)逐步進入了后摩爾時代。

后摩爾時代集成電路芯片技術發(fā)展呈現(xiàn)出兩個主要特點：一是繼續(xù)延續(xù)摩爾定律，以集成電路制程微細化為特征，技術上滿足更先進制程，提高集成度和功能，同時兼顧性能及功耗。二是通過先進封裝等手段，整合高壓功率芯片、模擬電路芯片、射頻芯片、傳感器芯片等多種功能，實現(xiàn)器件功能的融合和產品的多樣化。

后摩爾時代對半導體硅片提出更高的技術要求，一是隨著集成電路先進制程技術的不斷發(fā)展，對硅片的要求愈發(fā)嚴格，28 nm及以下先進制程硅片產品指標全面升級，包括單晶晶體缺陷、晶體中氧碳及摻雜物質的均勻分布、平整度等加工精密度參數(shù)、體金屬濃度和表面金屬濃度等純度指標。指標升級給硅片制備技術帶來巨大挑戰(zhàn)，超導水平磁場拉晶等技術采用。二是功率半導體方面正呈現(xiàn)由8 in向12 in加速轉移，12 in硅片已用于功率半導體領域，需要開發(fā)12 in重摻單晶生長技術、背面沉積二氧化硅薄膜技術及相應的翹曲度控制技術。同時為了解決硅材料性能的局限性，與其他材料的整合成為重要路徑，比如結合鍵合工藝開發(fā)的絕緣體上硅（SOI）、通過應變引入實現(xiàn)能帶調制的應變硅、硅基氮化鎵等都已實用化，未來硅與磷化銦、石墨烯、硫化鉬等材料的結合可能是后摩爾時代硅材料的重要發(fā)展方向。

5. 12. in硅片為市場主流，更大尺寸硅片商業(yè)化擱置

根據(jù)過往半導體行業(yè)規(guī)律，前一代硅片變成市場主流，支持大約40%左右芯片制造能力時，新一代硅片將會出現(xiàn)并商業(yè)化應用。但12 in硅片之后，這個規(guī)律被改變。2011年前，英特爾公司、三星集團和中國臺灣積體電路制造股份有限公司等都曾積極推動和準備以推進下一代晶圓和硅片的研發(fā)和商業(yè)化，美國、歐盟、以色列曾分別成立G450C、EEMI450、Metro450，但因為投資極大、技術難度極高、產品性價比等多種因素，18 in設備、硅片、芯片均擱置，半導體產業(yè)沒有迎來18 in時代。當前12 in硅片已占據(jù)全部硅片出貨面積比例近70%，技術節(jié)點已經達到3 nm，以往產業(yè)規(guī)律沒有延續(xù)。

18 in硅片產業(yè)的擱置，一方面為12 in硅片需求規(guī)模持續(xù)增長提供了廣闊的空間和持久的產品周期；另一方面為我國12 in硅片技術及產業(yè)發(fā)展提供了難得的發(fā)展機遇。根據(jù)目前半導體硅片產業(yè)現(xiàn)狀，我們認為，12 in硅片應用周期會延續(xù)相當長時間，未來18 in硅片出現(xiàn)的可能性減小。

三、 我國半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢

（一） 我國半導體硅片的發(fā)展現(xiàn)狀

1. 我國半導體及硅片市場

2015年至2020年，我國半導體市場規(guī)模從824億美元增長至1638億美元，年均復合增長率約為14.74%。2021年，我國半導體市場銷售額達到1925億美元。

從區(qū)域結構來看，中國已經連續(xù)多年成為全球最大的半導體消費市場，2021年中國市場占比達到34.6%，美國、歐洲、日本和其他國家的市場份額分別為21.9%、8.6%、7.9%和27.0%。

2021年中國集成電路全行業(yè)銷售額達到10 458億人民幣，增幅達到19%，增速全球第一。中國作為全球最大的半導體消費市場對國內集成電路產業(yè)及半導體硅片產業(yè)的成長提供了市場基礎和廣闊的國產替代空間。

近年來，得益于國內半導體產業(yè)投融資環(huán)境的持續(xù)改善，國內半導體硅片市場需求隨著下游芯片廠的擴產而持續(xù)增加，2018年我國半導體硅片市場規(guī)模為172.1億元，2021年達到250.5億元（見圖4）。根據(jù)測算，2021年國內半導體硅片市場仍有130億元依賴進口，國產替代空間巨大。未來隨著國內半導體產業(yè)的發(fā)展和產業(yè)生態(tài)的持續(xù)完善，市場規(guī)模將進一步擴大，預計到2025年我國半導體硅片市場規(guī)模將超過400億元人民幣。

圖4 2018—2021年中國大陸半導體硅片市場規(guī)模

2. 需求環(huán)境改善、配套能力顯著提升

半導體硅片的發(fā)展依賴于下游需求牽引及上游裝備和配套材料的支撐。近年來國內產業(yè)鏈下游發(fā)展迅速，設計 ? 制造 ? 封裝三業(yè)結構顯著改善。在國際貿易沖突加劇的大背景下，下游集成電路廠商對本地硅材料供應商認可度增強，同時得到政策鼓勵，采購國產材料的意愿大大提升，國內半導體硅片進入下游市場壁壘減小。同時，產業(yè)配套方面，國內硅材料裝備制造業(yè)快速發(fā)展，單晶爐、切片機、研磨機、清洗機等關鍵設備進入半導體硅片企業(yè)；多晶硅、石英坩堝、石墨材料、拋光液、切削液等關鍵原輔材料進入生產線得到批量應用，本地化配套能力顯著增強。目前8 in硅片生產所需裝備和材料基本實現(xiàn)全面國產化，12 in硅片生產單晶爐、滾磨機、截斷機、中間清洗機、研磨機、倒角機、精拋機、單片清洗機等已經開展國產化應用，多類原輔材料進入生產線。隨著制造裝備及原輔材料的國產化，國內半導體硅片產業(yè)的投資成本、制造成本有望持續(xù)下降，產品競爭能力逐步增強。

3. 硅片制造關鍵技術取得重大進展

近年來，我國半導體硅片行業(yè)在加快產能建設的同時，12 in硅片關鍵技術研發(fā)取得了長足進步。在國家重大專項的持續(xù)支持下，上海硅產業(yè)集團股份有限公司實現(xiàn)了面向先進制程工藝節(jié)點應用的12 in硅片批量供應，成功研發(fā)出19 nm動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）用12 in硅片，取得突破性進展。TCL中環(huán)新能源科技股份有限公司在12 in硅片關鍵技術、產品性能質量提升方面取得重大突破，已量產供應國內主要邏輯芯片、存儲芯片生產商。西安奕斯偉硅片技術有限公司研發(fā)出14 nm及以下集成電路先進制程使用的12 in硅片，應用于邏輯芯片、閃存芯片、動態(tài)隨機存儲芯片、圖像傳感器、顯示驅動芯片等領域。有研半導體硅材料股份公司建立12 in硅片研發(fā)中心，超導磁場下單晶生長技術取得突破，硅片加工技術穩(wěn)定，滿足先進制程工藝節(jié)點的需要，產品批量進入市場。在各企業(yè)高強度研發(fā)投入下，目前國內成熟制程、功率半導體硅片技術可以支撐批量生產，滿足下游需要，先進制程硅片技術正在加速突破。

（二） 我國半導體硅片的發(fā)展態(tài)勢

1. 我國半導體硅片市場需求將保持增長

根據(jù)SEMI統(tǒng)計，2021年我國8 in晶圓產能占全球的比例為18%，2022年達到21%，預計2025年我國8 in晶圓產能增長將達66%，領先全球，產能將達到1.8×106片/月。2021年我國12 in晶圓廠的全球產能份額為19%，預計到2025年將增至23%，達到2.3×106片/月。

基于我國半導體市場的現(xiàn)實需求，以及當前貿易摩擦下建設自主可控半導體產業(yè)鏈的迫切需要，中國發(fā)展半導體產業(yè)鏈的決心更為堅定。截至2022年年底，在建及運行的12 in芯片廠產能超過1.7×106片/月（見表2），晶圓廠產能建設保持強勁增長。

表2 中國12 in晶圓廠數(shù)據(jù)匯總

下游8 in、12 in晶圓廠產能的擴充疊加國產替代的現(xiàn)實需要，將拉動國產半導體硅片需求的快速增長。

2. 我國產業(yè)政策支持硅片產業(yè)發(fā)展

近年來，在國家高度重視下，工業(yè)和信息化部、科學技術部等部門陸續(xù)出臺發(fā)布了半導體硅片研發(fā)、稅收優(yōu)惠與產業(yè)化系列政策，將半導體硅片產業(yè)納入集成電路整體產業(yè)支持中。2020年頒布的《關于促成集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展企業(yè)所得稅政策的公告》中規(guī)定：國家鼓勵的集成電路設計、裝備、材料、封裝、測試企業(yè)和軟件企業(yè)，自獲利年度起，第一年至第二年免征企業(yè)所得稅，第三年至第五年按照25%的法定稅率減半征收企業(yè)所得稅。2020年頒布的《財政部 海關總署 稅務總局關于支持集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)發(fā)展進口稅收政策的通知》中規(guī)定：集成電路用光刻膠、掩模版、8 in及以上硅片生產企業(yè)，進口國內不能生產或性能不能滿足需求的凈化室專用建筑材料、配套系統(tǒng)和生產設備（包括進口設備和國產設備）零配件，免征進口稅。上述政策極大地鼓舞了相關企業(yè)加快發(fā)展、積極參與國際競爭。

3. 硅片企業(yè)投資力度空前、產能建設加快

近年來，國家成立了集成電路產業(yè)基金，資本市場推出科創(chuàng)板，地方及社會資本積極參與，集成電路產業(yè)融資渠道暢通，半導體硅片企業(yè)融資難問題得到有效解決。上海硅產業(yè)集團股份有限公司、浙江立昂微電子股份有限公司、有研半導體硅材料股份公司登陸資本市場，募集資金發(fā)展半導體硅片產業(yè)。西安奕斯偉硅片技術有限公司、杭州中欣晶圓半導體股份有限公司等取得社會資本支持，同時積極爭取科創(chuàng)板上市。在資本的強力支持下，國內半導體硅片骨干企業(yè)得到了快速發(fā)展，形成了相當好的產業(yè)基礎，對國內半導體產業(yè)的支撐保障能力顯著增強。

上海硅產業(yè)集團股份有限公司12 in硅片已實現(xiàn)批量供貨，規(guī)劃在現(xiàn)有每月3×105片產能基礎上再增3×105片產能，同時每年新增3.12×106片8 in半導體拋光片產能。TCL中環(huán)新能源科技股份有限公司在12 in硅片1.7×105片/月、8 in硅片7.5×105片/月產能基礎上，規(guī)劃到2023年年底建成12 in硅片6×105片/月、8 in硅片1×106片/月的產能。西安奕斯偉硅片技術有限公司在12 in硅片5×105片/月產能基礎上，規(guī)劃2022—2026年新增5×105片/月產能。浙江立昂微電子股份有限公司已建成8 in拋光片2.7×105片/月，12 in硅片1.5×105片/月的產能，在建年產1.8×106片12 in硅片、年產1.2×106片8 in硅片項目。杭州中欣晶圓半導體股份有限公司已建成4×106片/月8 in硅片產能，在建年產1.2×106片8 in、年產2.4×105片12 in外延片項目。有研半導體硅材料股份公司完成了集成電路大硅片產業(yè)基地建設，8 in硅片批量供貨，其3×105片/月12 in硅片規(guī)?；a線正在建設。

目前國內8 in硅片技術已可以滿足國內需求，正處于產能釋放階段，國產化率不斷提高；12 in硅片已批量進入市場，技術水平逐步提高，產業(yè)配套能力顯著增強。

四、 我國半導體硅片的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)

近年來，在政策和資本的強力支持下我國半導體用8 in和12 in硅片產業(yè)快速發(fā)展，培育了一批骨干企業(yè)，突破了核心技術，自主保障能力顯著提升，形成良好發(fā)展態(tài)勢。經過多年的積累，當前，半導體硅片處于關鍵發(fā)展機遇期和重要的窗口期，是實現(xiàn)高質量發(fā)展、全面提升競爭能力的關鍵時期，機遇和挑戰(zhàn)并存。

（一） 我國半導體硅片的發(fā)展機遇

（1）市場需求廣闊、國產替代加速。中國是全球需求最大的半導體市場，市場容量已超過全球市場的三分之一，是國際上最快切入第五代移動通信技術（5G）、手機支付、大數(shù)據(jù)、新能源汽車等新興領域的國家之一，并在著力推進第六代移動通信技術（6G）、工業(yè)制造數(shù)字化轉型、自動駕駛、元宇宙等。在半導體產業(yè)短期波動、總體趨勢向好的情況下，中國對半導體的需求將保持旺盛態(tài)勢，為下游半導體硅片產業(yè)發(fā)展提供良好市場機遇。與此同時，國產替代趨勢愈發(fā)加速，長期以來我國半導體硅片嚴重依賴進口，受制于人，當前下游國產替代需求強烈，在市場需求及國產替代雙重拉動下，國產硅片必將加速進入市場。

（2）宏觀政策持續(xù)支持、融資渠道打通。近年來，國家持續(xù)支持半導體產業(yè)發(fā)展，特別是“十四五”規(guī)劃明確將重點培育集成電路產業(yè)體系、大力推進先進半導體等戰(zhàn)略新興產業(yè)。密集出臺了《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》等推動半導體產業(yè)發(fā)展，集成電路企業(yè)在所得稅率、加計扣除等方面獲得特殊支持。當前，我國正在加快建設制造業(yè)強國，半導體產業(yè)作為現(xiàn)代制造業(yè)的典型代表，在自主可控的大背景下，預計國家將持續(xù)支持半導體硅片產業(yè)。

針對半導體產業(yè)投資大、回報周期長的特點，國家成立集成電路產業(yè)基金帶動地方基金，推出科創(chuàng)板上市平臺，社會資本積極參與，投融資環(huán)境大為完善，打通了發(fā)展半導體硅片產業(yè)的資本渠道，解決了企業(yè)發(fā)展融資難問題。

（3）產業(yè)鏈配套能力大大增強。在國家宏觀政策、重大專項的支持下，伴隨國內半導體硅片企業(yè)的成長，硅片關鍵設備制造能力、原輔材料配套能力顯著提升，過去嚴重依賴進口的局面得到極大改善，產業(yè)鏈不斷完善和夯實。國產設備和原輔材料能力的提升，對推動投資成本、制造成本的下降，提高產品競爭能力起到積極的作用。這必將為國內硅片企業(yè)追趕國際廠商，逐步形成競爭優(yōu)勢提供重要的保障。

（4）研發(fā)投入加大，技術能力顯著提升。隨著融資渠道的拓寬、資本實力的加強，相關企業(yè)的研發(fā)投入大大增加，骨干企業(yè)均成立大硅片研發(fā)中心，相關技術加速突破。功率芯片用重摻8 in硅片、12 in硅片技術水平與國際水平相當，邏輯芯片、存儲芯片等各類半導體需求的硅片技術水平達到28 nm半導體制程要求，實現(xiàn)批量供貨，先進制程用硅片得到驗證和應用。半導體硅片制造相關技術如連續(xù)拉晶、金剛線切割、單片清洗等部分制造工序正在形成比較優(yōu)勢，智能制造開始應用。

（二） 我國硅片產業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

（1）產業(yè)環(huán)境發(fā)生重大變化。美國芯片法案和出口管制新規(guī)陸續(xù)出臺，先進半導體設備和技術受到嚴格管制，不僅美國公民，美國永久居民、美國庇護民以及依照美國法律設立的法人實體（包括外國分支機構）均納入涉及中國的特定半導體活動的限制。

歷史上半導體硅片一直是全球市場、需求端和供應端互相依存，從硅片制造來看，供應我國半導體硅片產業(yè)所需關鍵檢測設備、關鍵零部件、關鍵原輔材料供應可能受影響，關鍵人才引進難度更大，同時產品進入美國等供應體系預計將受到較大限制，國內硅片企業(yè)在國際上的競爭力受到影響。

（2）國內企業(yè)的產業(yè)規(guī)模、技術水平、盈利能力等方面與國際領先企業(yè)仍存在很大差距。從產業(yè)規(guī)?？?，國外主要企業(yè)的12 in硅片產能在1×106片/月以上，其中日本信越化學工業(yè)株式會社的產能達到3.1×106片/月，而且連續(xù)多年穩(wěn)定出貨，技術水平可以覆蓋全部下游技術節(jié)點，產品種類包括拋光片、外延片、退火片等，可以滿足所有半導體產品需要，綜合毛利率長期保持在40%以上，具有穩(wěn)定良好的盈利能力。截至2022年年底，國內企業(yè)目前單一產出不超過3×105片/月，先進制程產品仍以研發(fā)為主，技術水平與國外領先水平尚有較大差距，產品品種少，質量穩(wěn)定性仍需提高，中國企業(yè)的12 in硅片尚未進入三星等全球前10的半導體芯片制造公司。與此同時，12 in硅片公司大多仍處于虧損狀態(tài)，尚不具備良好的回報，盈利能力不強。

（3）12 in硅片投資大、產品驗證周期長，產能爬坡速度慢，企業(yè)經營面臨較大壓力。按照目前的投資測算，建設3×105片12 in硅片生產線須投入60億元以上資金，同時產品驗證、產能爬坡需要幾年時間，企業(yè)需要承擔較長時間虧損，達產之后銷售收入僅可達到20多億元，折舊費用高，盈利水平不強。與此同時，半導體產業(yè)周期性強，當面臨半導體下行周期時，企業(yè)經營壓力更大，存在長期虧損的風險。對企業(yè)綜合經營能力和抗風險能力有極高的要求。

（4）產業(yè)基礎仍存短板，尤其12 in硅片制造所需關鍵顆粒測試設備、最終拋光液、包裝片盒等關鍵設備和原輔材料依然依賴進口，國內企業(yè)差距大，存在被“卡脖子”風險，產業(yè)鏈安全存在一定風險，這些因素也導致12 in硅片產業(yè)關鍵環(huán)節(jié)投資大、運行成本高。已國產化設備、原輔材料的質量性能仍有差距，在12 in硅片產線的推廣使用少，制約國內12 in硅片產業(yè)的競爭力。

五、 發(fā)展建議

近幾年，我國半導體硅片產業(yè)取得長足進步，技術水平大幅提升，產業(yè)布局基本形成，實現(xiàn)了8 in及12 in硅片的批量產出，縮小了與國外先進水平的差距，基本支撐了國內集成電路產業(yè)發(fā)展需求。當前，國家宏觀政策的支持及市場國產替代的需要等有利于國產半導體硅片加快進入市場，市場空間逐步打開，資本市場的支持解決了產業(yè)發(fā)展的資金需要，國內半導體硅片產業(yè)迎來新的發(fā)展機遇。為加快發(fā)展，徹底解決我國半導體硅片受制于人的局面，做好以下幾點尤為重要。

（一） 進一步加強頂層設計和宏觀規(guī)劃

近幾年國家發(fā)展和改革委員會及工業(yè)和信息化部通過“窗口指導”的方式對國家集成電路產業(yè)進行整體布局安排，重點支持有發(fā)展基礎的區(qū)域和企業(yè)發(fā)展半導體硅片產業(yè)，避免重復投資和無效投資，起到了非常好的效果。我們建議這一政策繼續(xù)延續(xù)，同時對已列入國家集成電路產業(yè)布局的重點企業(yè)加強動態(tài)監(jiān)控，要求相關地方和企業(yè)按照規(guī)劃達產，在政策支持方面也應重點支持這些企業(yè)，幫助企業(yè)加快項目建設，落實支持政策，實現(xiàn)產業(yè)化目標。

（二） 強化政策落實和政策持續(xù)性

近兩年國家出臺了《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》等，將半導體體硅片企業(yè)納入集成電路企業(yè)一并支持。目前我國半導體硅片企業(yè)仍處于投資期、建設期、產能爬坡期，產品競爭能力不突出，疊加半導體行業(yè)周期性強的特點，與國外企業(yè)競爭仍然面臨諸多困難，建議相關部門進一步研究政策，在相關稅收優(yōu)惠政策結束之后，對重點企業(yè)固定資產投資、稅收繼續(xù)支持，扶持培育具有國際競爭力的企業(yè)。

（三） 協(xié)調支持產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

從半導體硅片發(fā)展歷史來看，硅片產業(yè)的發(fā)展需要關鍵設備和原輔材料協(xié)同發(fā)展。半導體硅片強國日本、德國的本土關鍵設備和原輔材料企業(yè)完全可以滿足其國內半導體硅片產業(yè)的發(fā)展需求。對于中國這樣具有巨大半導體市場的國家，發(fā)展全產業(yè)鏈的配套能力更為重要和迫切，國家相關部門和協(xié)會應認真梳理集成電路產業(yè)、半導體硅片產業(yè)國內配套能力，按照行業(yè)總體發(fā)展要求，支持上下游企業(yè)補齊短板，打通內循環(huán)的卡點、堵點，全面提升產業(yè)鏈競爭能力。

（四） 布局研發(fā)集成電路先進制程用半導體硅片

對于中國半導體硅片企業(yè)而言，首先要滿足國內集成電路成熟制程對硅片的需求，這樣既可以保障國內下游基本需要，同時也能夠提高企業(yè)自身經營能力，夯實發(fā)展基礎。但同時我們應該看到集成電路產業(yè)技術迭代快，一代芯片一代材料，以日本信越化學工業(yè)株式會社為代表的國際知名企業(yè)在技術能力上已能夠覆蓋全部技術節(jié)點產品，國內硅片企業(yè)需要提前布局、加大投入、持續(xù)研發(fā)。建議國家重點項目、研發(fā)計劃保持對12 in半導體硅片的支持，同時探索任務承擔機制，以期國家相關研發(fā)成果能夠使行業(yè)重點企業(yè)同時受益，同步發(fā)展，良性競爭，推動行業(yè)的整體進步。

當前，我國半導體硅片行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，關鍵技術加速突破，產業(yè)化能力逐步提升，產業(yè)生態(tài)明顯改善，雖然國際環(huán)境的不確定性和半導體行業(yè)周期的起伏給相關企業(yè)發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)，但國內半導體硅片的發(fā)展趨勢已經確定，相信在政策的持續(xù)支持下，國內硅片產業(yè)必定加快發(fā)展，滿足全面自主可控需要，未來伴隨全產業(yè)鏈能力的提升，國內硅片產業(yè)競爭能力必定會領先世界。

審核編輯 ：李倩