本文来源于“乐晴智库精选”微信公众号（ID:lqzk767），文章为招商证券研报，作者为鄢凡。
硅片是晶圆厂最重要的上游原材料，其供需情况与价格趋势能充分反映半导体行业的景气度。进入2018年，全球半导体产业增速环比有所放缓，但硅片涨价潮依旧持续。是下游需求猛烈，还是上游供给有限，这一议题值得研究。
硅片是半导体生产的重要原材料硅片是生产集成电路所用的载体，作为晶圆厂最重要的上游原材料，硅片供需情况与价格趋势能充分反映半导体行业的景气度。
2017年，全球晶圆制造材料市场规模259.8亿美元，其中硅片市场规模75.8亿美元。占比29.17%，往后分别是电子气体，掩膜，其他材料，光刻胶配套试剂，CMP材料，光刻胶，工艺化学品，靶材，SOI。
1.半导体硅片的生产流程
半导体硅片对产品质量及一致性要求极高，其纯度须达99.9999999%(9个9)以上，而最先进的工艺甚至需要做到99.999999999%(11个9)。而光伏级单晶硅片仅需5个9即可满足应用需求。所以半导体生产所用硅片的制备难度远大于光伏级硅片。
硅片生产工序主要包括:长晶，径向研磨，定位边研磨，抛光，切片，倒角，研磨，硅片刻蚀，抛光，检查等步骤。经过上述步骤生产出的硅片即为最通用的抛光片。
2.硅片分类
伴随着半导体行业的发展，硅片的尺寸也逐步提升。从最早在1965年诞生的2英寸直径硅片(50mm)，到4英寸(100mm)，5英寸(125mm)，6英寸(150mm)，8英寸(200mm)，再到2000年面世的12英寸(300mm)硅片。
每次硅片直径的提升，都会使得单片晶圆产出的芯片数量呈几何倍数增长，从而在生产过程中提供显著的规模经济效益。
12寸硅片的下一站是18寸(450mm)硅片。2011年，全球五大半导体厂商IBM、英特尔、三星电子、台积电和GlobalFoundries共同成立全球450mm联盟(G450C)，用于推动18寸硅片发展，除此之外，还有EEMI450，Metro450等联盟在协同运作。
但由于12寸硅片可以满足当前的生产需求，且18寸硅片设备研发难度极大，产业链上下游厂商对18寸硅片的推动力度不足。
从各尺寸硅片的出货面积比例来看，12寸业已成为业内主流，2017年占全球硅片出货量的56.1%。
3. 半导体硅片的主流厂商
目前在全球半导体材料产业链中国外巨头占据了主要的市场份额。其中日本信越，SUMCO，台湾环球晶圆三家更是占据了硅片70%的市场份额，且集中度持续提升，紧扼全球晶圆制造的咽喉。
根据芯思想统计，截止2017年11月，我国12寸硅片需求量为45万片(包括三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门)，随着晶合集成、台积电南京和格芯成都的陆续投产，加上紫光南京、长鑫合肥、晋华集成三大存储芯片厂的建成，预估到2020年我国12寸硅片月需求量为80-100万片。抛开外资晶圆厂(三星西安、SK海力士无锡、英特尔大连、联芯厦门、台积电南京、格芯成都)的产能，国内的月需求量约为40-50万片。
目前我国12英寸硅片主要依赖进口，但规划中的月产能已经达到120万片，后续如均能顺利量产，可基本满足国内需求。
4. 需求端:通过购买力平价GDP模型预判12寸硅片需求
通过回溯历史，我们发现自2000年起，12寸硅片出货量以及当年的购买力平价GDP两大数据高度拟合。
拟合优度判定系数(R2)高达0.9528。体现了极强的关联度。故在硅片行业中，通常会采用购买力平价GDP模型来判断12寸硅片的市场需求。
通过模型我们可以推导出2017年-2022年，12寸硅片需求的复合增长率为4.3%。其中3DNAND对硅片需求的复合增长率为16.76%，成为未来3年里12寸硅片需求增长的主要驱动力。
5. 供给端:经历了产能过剩的十年，12寸硅片厂扩产谨慎
2007年起，全球硅片厂大规模扩张12寸硅片产能，但产能利用率严重不足，使得硅片价格持续下跌。SUMCO的毛利一度跌至-25.5%，只能关厂裁员，断臂求生。
进入2016年，在存储器需求爆发的带动下，硅片价格开始一路回升。但各家厂商在经历了过去一轮大萧条之后，扩产较为谨慎，目前全球硅片厂规划中的产能扩张复合增长率(5.7%)介于购买力平价GDP模型(4.3%)与客户需求指引(9.7%)之间。
可以看出，当前各家硅片厂均相对保守，更倾向于控制产能扩张，推动涨价，抬升利润水平。
6. 价格端:12寸硅片持续涨价，相关晶圆厂暂无涨价计划
SUMCO预计12寸硅片的价格在2018年将提升20%。有较多晶圆厂已经开始2021年的长协价谈判。
但对于12寸晶圆厂而言，其wafer成本占比较低，且28nm以上成熟制程市场竞争激烈。为了维持稳定的产能利用率，避免高额折旧影响毛利。各大厂没有向下游涨价的计划。
同时，为了更好地观测12寸硅片的供需结构，我们引入了晶圆厂库存采购比指标。目前12寸晶圆厂的平均库存量维持在当月采购量的65%左右，若向上或向下大幅突破，则意味着供需平衡出现变化。
7. 8寸供需分析
汽车电子主导8寸硅片需求，晶圆厂通过涨价转移成本压力:2016年起，8寸线的驱动力主要在指纹识别，进入2018年，随着汽车电子，IOT等应用的兴起，8寸线的供需关系依旧偏紧。但后续要持续观测指纹识别应用下滑的影响。
目前8寸硅片的价格已达40美金，相比2016年年初增长了19.7%。对于晶圆厂而言，由于绝大多数8寸厂均已折旧完毕，所以wafer成本占比较高，一般在10-15%之间，硅片涨价对于成本影响明显。以华虹为代表的部分晶圆厂通过涨价，向下转移成本压力，毛利目前较为稳定。
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