硅是半导体行业中最重要的材料，约占整个晶圆制造材料价值的三分之一。目前，90%以上的集成电路芯片是用硅片作为衬底制造出来的。整个半导体产业就是建立在硅材料之上的。

硅片质量对半导体制造至关重要。在硅片上制造的芯片最终质量与采用硅片的质量有直接关系。如果原始硅片上游缺陷，那么最终芯片上也肯定存在缺陷。

按晶胞排列是否规律，硅可分为单晶硅和多晶硅。单晶硅晶胞在三维方向上整齐重复排列，而多晶硅晶胞则呈不规律排列。单晶硅在力学性质、电学性质等方面，都优于多晶硅。集成电路制造过程中使用的硅片都是单晶硅，因为晶胞重复的单晶结构能够提供制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性质。

硅片的制备从晶体生长开始，形成单晶锭后经过修整和磨削再切片，再经过边缘打磨、精研、抛光等步骤后，最后检查得到的硅片是否合格。

（1）单晶硅生产：单晶生长分为直拉（CZ）法和区熔（FZ）法，直拉法是目前主流的生长方法，占据90%市场。

直拉法：工艺成熟，更容易生长大直径单晶硅，生长出的单晶硅大多用于集成电路元件。

CZ拉单晶炉

区熔法：由于熔体不与容器接触，不易污染，因此生长出的单晶硅纯度较高，主要用于功率半导体。但区熔法较难生长出大直径单晶硅，一般仅用于8寸或以下直径工艺。

区熔法晶体生长

（3）大直径是硅片未来发展方向：大尺寸硅片是硅片未来发展的趋势。大尺寸硅片带来的优点有两个：

单片硅片制造的芯片数目越多：在同样的工艺条件下，300mm半导体硅片的可使用面积超过200mm硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是200mm硅片的2.5倍左右，大尺寸硅片上能制造的芯片数目更多；

利用率更高：在圆形硅片上制造矩形的硅片会使硅片边缘处的一些区域无法被利用，从而带来部分浪费，随之晶圆尺寸的增大，损失比就会减小。

不同尺寸的晶硅比较

随着半导体技术的发展和市场需求的变化，大尺寸硅片占比将逐渐提升。目前8英寸硅片主要用于生产功率半导体和微控制器，逻辑芯片和存储芯片则需要12英寸硅片。2018年12英寸硅片全球市场份额预计为68.9%，到2021年占比预计提升至71.2%。

（4）硅片市场情况：半导体硅片投入资金多，研发周期长，是技术壁垒和资金壁垒都极高的行业。由于下游客户认证时间长，硅片厂商需要长时间的技术和经验积累来提升产品的品质，满足客户需求，以获得客户认证。

目前全球硅片市场处于寡头垄断局面。2018年全球半导体硅片行业销售额前五名企业的市场份额分别为：日本信越化学28%，日本SUMCO25%，中国台湾环球晶圆14%，德国Siltronic13%，韩国SKSiltron9%，前五名的全球市场市占率接近90%，市场集中度高。

2018年全球硅片产能现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

近年来全球半导体硅片出货面积稳步增长。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国硅片行业市场发展现状研究及投资战略咨询报告》统计数据显示：2018年全球半导体硅片出货面积达127.3亿平方英寸，同比2017年增长7.79%；销售金额为113.8亿美元，同比2017年增长30.65%，单价每平方英寸0.89美元，较2017年增长21%。

2010-2018年全球半导体硅片出货面积分析

数据统计：中金企信国际咨询

目前，12英寸和8英寸硅片是市场主流。2018年全球12英寸硅片需求均值在600-650万片/月，8英寸均值在550-600万片/月。12英寸硅片主要被NAND和DRAM需求驱动，8英寸主要被汽车电子和工业应用对功率半导体需求驱动。长期看12英寸和8英寸依然是市场的主流。

国内积极布局大硅片生产，规划产能大。截至2018年年底，根据各个公司已量产产线披露的产能，8英寸硅片产能已达139万片/月，12英寸硅片产能28.5万片/月。预计2020年8英寸硅片实际月需求将达到172.5万片，2020年12英寸硅片实际需求为340.67万片/月。为满足国内大硅片的需求，我国正积极布局大硅片的生产。目前公布的大硅片项目已超过20个，预计总投资金额超过1400亿，到2023年12英寸硅片总规划产能合计超过650万片。

从国内硅片生产商来看，目前国内硅片生产商主要有上海新昇、中环股份、金瑞泓等企业。上海新昇12英寸硅片产品已经通过华力微和中芯国际的认证，正片2019年已得到长江存储的采购，目前处于国内领先地位。中环股份一期于2019年2月进行试生产8英寸硅片，7月将进行规模化投产；12英寸功率硅片生产线将在2019年下半年进行设备安装调试。二期将于2020年开工建设，投资15亿美元，建设两条12英寸生产线，月产能35万片。