中商情報網訊：半導體硅片的終端應用領域涵蓋智能手機、平板電腦、便攜式設備、物聯(lián)網、汽車電子、人工智能、工業(yè)電子、軍事、航空航天等眾多行業(yè)。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新興終端市場還將不斷涌現(xiàn)。

近年來，我國半導體硅片市場規(guī)模呈穩(wěn)定上升趨勢。據統(tǒng)計，2020年中國半導體硅片市場需求為185.2億元。隨著半導體材料的不斷發(fā)展，預計2022年我國半導體硅片市場規(guī)模將超200億元。

數(shù)據來源：ICMtia、中商產業(yè)研究院整理

半導體硅材料行業(yè)壁壘

1.技術壁壘

半導體硅材料行業(yè)屬于技術高度密集型行業(yè)，其核心工藝包括單晶工藝、成型工藝、拋光工藝等，技術專業(yè)化程度頗高。從多晶到硅單晶材料的過程，需要在單晶爐內完成晶體生長，工藝難度大。除了熱場設計、摻雜技術、磁場技術外，還需要匹配各類工藝參數(shù)，才能獲得性能和穩(wěn)定性俱佳的硅單晶。硅片作為半導體器件襯底材料，必須具備高標準的幾何參數(shù)及表面潔凈度，才能實現(xiàn)良好的芯片性能。快速更新?lián)Q代的下游應用市場對半導體硅片提出了越來越高的要求，除了控制晶體缺陷、晶體雜質外，對半導體硅片表面平整度、機械強度等要求不斷提高；先進制程對于硅片的翹曲度、彎曲度、電阻率、表面金屬殘余量等參數(shù)指標方面也有更高的要求，對市場新進入者形成了較高的技術壁壘。刻蝕設備用硅材料質量優(yōu)劣的評價標準主要包括缺陷密度、雜質含量、電阻率范圍及分布均勻性等一系列參數(shù)指標。工藝技術水平決定了產品良品率和參數(shù)一致性，也是核心競爭力所在。建立有市場競爭力的半導體級單晶硅材料生產線需要長期的研發(fā)投入及技術積淀，作為技術密集型行業(yè)，半導體級單晶硅材料行業(yè)對市場新進入者形成了較高的技術壁壘。

2.資金壁壘

半導體硅材料行業(yè)屬于資金密集型行業(yè)。半導體硅拋光片和刻蝕設備用硅材料制造工藝復雜，生產所需先進設備價格高，硅片企業(yè)要形成規(guī)模化生產，所需投資規(guī)模巨大，并且隨著技術的進步、客戶的需求不同，還需要對生產設備不斷進行改造和升級。由于設備折舊等固定成本高，硅片企業(yè)在沒有實現(xiàn)規(guī)模化量產前，可能長期處于虧損狀態(tài)，需要大量運轉資金。因此進入該行業(yè)的企業(yè)需要具有雄厚的資金實力。

3.人才壁壘

半導體硅片和刻蝕設備用硅材料的研發(fā)和生產過程較為復雜，涉及固體物理、半導體物理、化學、材料學等多學科領域交叉，因此需要具備綜合專業(yè)知識和豐富生產經驗的復合型人才。此外，生產設備不斷改造和升級、調試等，都需要掌握專門技術和豐富經驗的人才。要打造高技術水平團隊，需要大量的人力資源投入和時間積累，后進企業(yè)面臨較高的人才壁壘。

4.認證壁壘

鑒于半導體芯片的高精密性和高技術性，芯片制造企業(yè)對于硅片等各類原材料的質量有著嚴苛的要求，對供應商的選擇非常謹慎，對于核心材料半導體硅片供應商的選擇尤其謹慎，并設有嚴格的認證標準和程序，要進入芯片制造企業(yè)的供應商名單面臨較高的壁壘。芯片制造企業(yè)通常會要求硅片供應商提供樣品進行試生產，試生產階段一般生產測試驗證片。驗證通過后，會進行小批量試生產量產片，量產片通過內部認證后，芯片制造企業(yè)會將產品送至下游客戶處，待客戶認證通過后，才會對硅片供應商進行最終認證，并最后簽訂采購合同。上述認證程序一般需要的時間較長，通常情況下，面向半導體集成電路制造常規(guī)應用的拋光片和外延片產品認證周期一般為6-18個月；面向汽車電子、醫(yī)療健康以及航空航天等應用的半導體硅片產品認證周期通常為2年以上，新進入企業(yè)面臨較高的認證壁壘。