本土化大勢(shì)所趨: 國產(chǎn)硅片有望步入黃金成長期


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)   時(shí)間:2019-09-16





  半導(dǎo)體化是電子工業(yè)的顯著特征,硅材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展繞不開的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。目前全球硅片市場(chǎng)已形成信越化工(日本)、SUMCO(日本)、SKSiltron(韓國)、Siltronic(德國)和環(huán)球晶圓(中國臺(tái)灣)五大硅片家族,全球市占率達(dá)到93%。
 
  通過回顧五大家族的發(fā)展歷史,我們發(fā)現(xiàn),全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)鏈分工趨勢(shì)深刻影響了現(xiàn)有硅片巨頭的區(qū)域分布,呈現(xiàn)“本土化”的鮮明特征。
 
  美國:半導(dǎo)體制造業(yè)外移,專注設(shè)計(jì)與IDM
 
  MEMC曾是美國在全球硅片領(lǐng)域的杰出代表,該公司由孟山都化學(xué)公司創(chuàng)立于1959年,從事用于晶體管和整流器的高純硅片生產(chǎn)。
 
  MEMC技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大,在硅片平整度、化學(xué)機(jī)械拋光和零位錯(cuò)晶體技術(shù)方面均在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先,部分研發(fā)成果到21世紀(jì)仍被奉為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。可以說,近60年來,MEMC都是半導(dǎo)體硅片設(shè)計(jì)和開發(fā)的先驅(qū)。
 
  隨著日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起,很多日本企業(yè)在半導(dǎo)體領(lǐng)域超過了美國企業(yè)。1985年,半導(dǎo)體行業(yè)景氣下滑,硅片價(jià)格下滑,日本硅片廠商通過降價(jià)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)份額,1985—1987年MEMC連續(xù)三年虧損,孟山都化學(xué)于1989年剝離了半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù),將其轉(zhuǎn)賣給HulsAG。被轉(zhuǎn)讓之后,MEMC仍然保持著行業(yè)創(chuàng)新者的地位,并積極拓展在韓國和歐洲區(qū)域的業(yè)務(wù)。
 
  1995年,MEMC首發(fā)上市。1997年行業(yè)再遇寒冬,亞洲金融危機(jī)導(dǎo)致電子產(chǎn)品需求減少,日本硅片廠商降價(jià)以支撐需求,同時(shí)日元對(duì)美元匯率下跌,多重因素疊加導(dǎo)致MEMC業(yè)績連續(xù)下滑。
 
  2001年伴隨互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,行業(yè)跌入谷底,MEMC母公司VEBAAG與VIAG戰(zhàn)略重組,合并為E.ONAG,聚焦能源及特殊化學(xué)品,剝離其他非核心主業(yè),虧損多年的MEMC因此被轉(zhuǎn)賣給TexasPacific集團(tuán),Texas對(duì)MEMC進(jìn)行了債務(wù)重組。2002年行業(yè)景氣自谷底回升,MEMC業(yè)績開始好轉(zhuǎn)。
 
  2006年,MEMC正式切入太陽能領(lǐng)域。2009年MEMC收購SunEdison,以參與太陽能電站開發(fā)、清潔能源商業(yè)化生產(chǎn),并為太陽能和半導(dǎo)體行業(yè)提供硅片產(chǎn)品。MEMC更名為SunEdison。
 
  2013年,SunEdison將其半導(dǎo)體子公司SEMI分拆上市,將出售半導(dǎo)體子公司股份的收益用于太陽能發(fā)電廠的建設(shè),聚焦光伏業(yè)務(wù)。2017年,SEMI被環(huán)球晶圓以6.83億美元的價(jià)格收購。
 
  日本:硅片企業(yè)隨本國電子工業(yè)崛起而發(fā)展壯大
 
  上世紀(jì)50年代,日本引入晶體管技術(shù),半導(dǎo)體工業(yè)逐步崛起。1954—1969年是日本半導(dǎo)體硅材料發(fā)展起步階段,應(yīng)用領(lǐng)域從整流器、二極管延伸至晶體管和集成電路,日本一方面引入國外先進(jìn)技術(shù),一方面專注本國技術(shù)開發(fā)研究,涌現(xiàn)了一批諸如大阪鈦、制造、日窒電子化學(xué)、日本金屬電子、信越化學(xué)等從事硅材料開發(fā)的企業(yè)。
 
  1985年以后,日本鋼鐵企業(yè)開始進(jìn)入半導(dǎo)體硅行業(yè),新日鐵公司成立了日鐵電子公司,川崎制鐵公司、日本鋼管公司先后收購了美國NBK硅片公司和大西方硅公司。部分企業(yè)后期通過整合半導(dǎo)體業(yè)務(wù)形成了SUMCO和信越化學(xué)兩大日本硅材料巨頭。
 
  SUMCO:1952年大阪鈦制造公司成立,1973年大阪鈦制造公司與住友金屬工業(yè)合資建立九州電子金屬公司,從事硅片加工業(yè)務(wù),引入西門子公司的區(qū)熔技術(shù)及設(shè)備,同年小松電子金屬出資建立專門從事硅片加工的九州小松電子金屬公司。
 
  1978年日本電子金屬公司的硅材料業(yè)務(wù)移交至日本硅材料公司,也就是后來的三菱硅材料株式會(huì)社。
 
  1999年,住友金屬工業(yè)株式會(huì)社、三菱材料株式會(huì)社和三菱硅材料株式會(huì)社合資成立了具有300mm硅片生產(chǎn)能力的硅晶圓聯(lián)合制作所,2002年從住友金屬工業(yè)公司收購硅片業(yè)務(wù),并與三菱材料硅業(yè)公司合并,2005年正式更名為SUMCO。2006年SUMCO收購日本小松金屬制作所后,市場(chǎng)份額進(jìn)一步擴(kuò)大。
 
  信越化工:信越化工是全球最大的有機(jī)硅供應(yīng)商,除硅片外,還供應(yīng)聚氯乙烯、特種化學(xué)品、稀土磁體、金屬硅等多種有機(jī)硅材料。
 
  ShinEtsu成立于1926年,二戰(zhàn)后美國有機(jī)硅產(chǎn)品進(jìn)入日本市場(chǎng),日本學(xué)術(shù)界掀起對(duì)有機(jī)硅的基礎(chǔ)研究,上世紀(jì)50年代,東芝與信越化學(xué)相繼完成有機(jī)硅開發(fā)的單體模型試驗(yàn),逐步向工業(yè)化過渡。
 
  1970年,信越化工建立了直江津硅片加工廠,1973年建立馬來西亞硅片廠,由信越化工提供單晶硅,硅片大部分出口至美國。
 
  1979年,信越化學(xué)收購美國道科寧在信越半導(dǎo)體45%的股權(quán),并在美國設(shè)立信越-美國公司加工硅片。
 
  1999年,信越化工并購了Hitachi的硅片業(yè)務(wù),份額進(jìn)一步提升。2001年實(shí)現(xiàn)了300mm硅片的商業(yè)化生產(chǎn)。
 
  以開發(fā)VLSI為契機(jī),日本IC產(chǎn)業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備與材料的國產(chǎn)替代:日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起離不開政府的大力支持,VSLI項(xiàng)目啟動(dòng)之初,日本IC工業(yè)仍然依靠從美國、歐洲進(jìn)口設(shè)備,國產(chǎn)化設(shè)備占比不到30%,后期隨著項(xiàng)目推進(jìn)而逐步轉(zhuǎn)向國產(chǎn)設(shè)備和材料,通過芯片企業(yè)與相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)配合,共同研發(fā),形成制造和設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的良性融合,在使用過程中及時(shí)反饋設(shè)備使用情況,共同制定設(shè)備改進(jìn)方案,有效促進(jìn)了高性能生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)進(jìn)程,到項(xiàng)目結(jié)束時(shí),日本半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率已經(jīng)超過50%。
 
  這一過程中,日本逐步構(gòu)筑了“材料-晶圓-設(shè)備-制造”等環(huán)節(jié)的完整的IC產(chǎn)業(yè)鏈條,并培育了諸如尼康、佳能等光刻機(jī)設(shè)備廠商以及SUMCO、信越化工等一批硅材料企業(yè)。日本已成為全球最大的半導(dǎo)體材料輸出地,硅片全球市占率53%。
 
  歐洲:傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)源地,功率及車用半導(dǎo)體一枝獨(dú)秀
 
  歐洲素來在汽車工業(yè)和機(jī)械工程領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì),這一終端優(yōu)勢(shì)培育了歐洲在功率半導(dǎo)體和車用半導(dǎo)體領(lǐng)域的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力,英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體在全球IDM廠商中始終排名靠前。這樣的產(chǎn)業(yè)背景孕育了全球第三大硅片企業(yè)——世創(chuàng)電子。
 
  韓國:趕超日本,存儲(chǔ)業(yè)務(wù)一騎絕塵
 
  上世紀(jì)80年代中后期,韓國存儲(chǔ)業(yè)務(wù)開始趕超日本,作為韓國唯一一家本土半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)商,LGSiltron誕生于1983年,是LG集團(tuán)下專門制造半導(dǎo)體硅片的企業(yè),2017年LGSiltron被SK集團(tuán)收購,公司更名為SKSiltron,成為全球第五大硅片企業(yè)。
 
  半導(dǎo)體國產(chǎn)化項(xiàng)目推動(dòng)韓國設(shè)備與材料本土化進(jìn)程:上世紀(jì)90年代,韓國半導(dǎo)體設(shè)備及原材料國產(chǎn)化程度極低,90%的設(shè)備依賴于進(jìn)口,其中日本設(shè)備占比達(dá)到50%,光刻機(jī)、擴(kuò)散爐、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、濺射裝置均依賴進(jìn)口。
 
  包括樹脂、硅片、引線框架、光刻膠、化學(xué)氣體等在內(nèi)的原材料國產(chǎn)化率僅為32%。在半導(dǎo)體國產(chǎn)化項(xiàng)目的推動(dòng)下,到1997年韓國半導(dǎo)體工業(yè)的原材料國產(chǎn)化率達(dá)到50%,設(shè)備國產(chǎn)化占比達(dá)到15%。
 
  中國臺(tái)灣地區(qū):借力商業(yè)模式變革,稱霸代工產(chǎn)業(yè)
 
  與日韓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依靠存儲(chǔ)業(yè)迅速崛起不同,中國臺(tái)灣抓住半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式變革的歷史機(jī)遇,以代工模式在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)一席之地。
 
  成立于1987年的臺(tái)積電已發(fā)展成為全球第一大晶圓代工廠,2018年其在全球代工領(lǐng)域市占率達(dá)到52%。
 
  1981年,中美硅集團(tuán)在臺(tái)灣新竹科學(xué)工業(yè)園區(qū)成立,2011年將半導(dǎo)體事業(yè)部分拆,環(huán)球晶圓正式成立,成立以來環(huán)球晶圓分別進(jìn)行了幾次重大收購。
 
  通過多次收購,環(huán)球晶圓完善了自身產(chǎn)品線、擴(kuò)大了業(yè)務(wù)覆蓋范圍、進(jìn)一步豐富優(yōu)質(zhì)客戶資源,2018年環(huán)球晶圓市占率14%,為全球第四大硅片廠商。
 
  回顧硅片行業(yè)變遷歷史,我們發(fā)現(xiàn),全球硅片市場(chǎng)跟隨下游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起而發(fā)展。
 
  在全球產(chǎn)業(yè)分工趨勢(shì)逐步加深的背景下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈形成美國以IC設(shè)計(jì)、IDM為主,歐洲專注半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域IDM、亞洲以制造為主的分布形態(tài)。
 
  半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以歐美為發(fā)端,日韓、中國臺(tái)灣逐步崛起,與之相伴的是對(duì)應(yīng)區(qū)域上游半導(dǎo)體材料廠商的發(fā)展壯大,美國誕生了MEMC,歐洲誕生了世創(chuàng)電子,日本誕生了SUMCO和ShinEtsu,韓國誕生了SKSiltron,中國臺(tái)灣則誕生了環(huán)球晶圓。
 
  下游崛起為孕育上游本土化的材料企業(yè)創(chuàng)造了優(yōu)沃土壤,究其原因在于,一方面,產(chǎn)業(yè)鏈配套能力是一國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)保證穩(wěn)定的上游供應(yīng)、保持持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力、不斷向高端發(fā)展的重要條件;另一方面,制造業(yè)鄰近下游需求的空間分布,能夠降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)合作、縮短供貨周期、及時(shí)響應(yīng)客戶需求。
 
  轉(zhuǎn)自:中國企業(yè)報(bào)
 

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