半导体硅材料市场规模 2020半导体硅材料行业现状及市场前景趋势分析

半导体硅材料(Proton Exchange Membrane，PEM)是半导体硅材料燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的核心部件，对电池性能起着关键作用。它不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。全半导体硅材料主要用氟磺酸型半导体硅材料;nafion重铸膜;非氟聚合物半导体硅材料;新型复合半导体硅材料等。硅( Si)是目前最重要的半导体材料，全球 95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材料而生产出来的。在可预见的未来，还没有其它材料(如石墨烯等)可以替代硅的地位。

什么是半导体硅片

硅片又称硅晶圆片， 是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。 硅片是以硅为材料制造的片状物体，直径有 6英寸、 8 英寸、 12 英寸等规格。单晶硅是硅的单晶体，是一种比较活泼的非金属元素，具有基本完整的点阵结构。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到 99.9999%，甚至达到 99.9999999%，杂质的含量降到 10-9的水平。采用西门子法可以制备高纯多晶硅，然后以多晶硅为原料，采用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅圆片按其直径主要分为 6 英寸、 8 英寸、 12 英寸及 18 英寸等。

半导体单晶硅片的生产工艺流程

单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的，制备单晶硅的方法有直拉法( CZ 法)、区熔法( FZ 法)和外延法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。区熔硅单晶的最大需求来自于功率半导体器件。

单晶硅制备流程

数据来源：新材料在线、中研研究院

根据中研普华研究院《2020-2025年中国半导体硅材料行业市场分析与投资咨询报告》显示：

2020半导体硅材料行业发展现状及市场前景规模分析

半导体硅材料发电作为新一代电池的可先组建，其广阔的应用前景可与计算机技术相媲美。经过多年的基础研究与应用开发，半导体硅材料用作汽车动力的研究已取得实质性进展，微型半导体硅材料便携电源和小型半导体硅材料移动电源已达到产品化程度，中、大功率半导体硅材料发电系统的研究也取得了一定成果。由于半导体硅材料发电系统有望成为移动装备电源和重要建筑物备用电源的主要发展方向，因此有许多问题需要进行深入的研究。就备用氢能发电系统而言，除半导体硅材料单电池、电堆质量、效率和可靠性等基础研究外，其应用研究主要包括适应各种环境需要的发电机集成制造技术， 半导体硅材料发电机电气输出补偿与电力变换技术，半导体硅材料发电机并联运行与控制技术，备用氢能发电站制氢与储氢技术，适应环境要求的空气(氧气)供应技术，氢气安全监控与排放技术，氢能发电站基础自动化设备与控制系统开发，建筑物采用半导体硅材料氢能发电电热联产联供系统，以及半导体硅材料氢能发电站建设技术等等。

采用半导体硅材料氢能发电将大大提高重要装备及建筑电气系统的供电可靠性，使重要建筑物以市电和备用集中柴油电站供电的方式向市电与中、小型半导体硅材料发电装置、太阳能发电、风力发电等分散电源联网备用供电的灵活发供电系统转变，极大地提高建筑物的智能化程度、节能水平和环保效益。

目前，我国半导体硅材料产业只能满足国内企业对4-6英寸硅外延片和4-6英寸重掺硅外延衬底片的需求以及部分满足国内企业对高阻抛光硅片的需求(由于多晶硅价格原因)，国内企业所需的8英寸和12英寸硅片大部分需要进口。

全球8英寸和12英寸硅片主要由德国的Siltronic(世创电子材料股份有限公司)、日本的信越和SUMCO、美国的MEMC四大硅材料生产商生产，这些大公司具有很大的市场占有率和很强的技术优势。

中国的半导体硅材料行业生产水平与国际企业的先进生产水平差距很大，国内企业的市场主要在4-6英寸硅片方面，而在8英寸和12英寸市场方面，国内企业虽然做了很多努力却没有取得预期的效果。一边是快速增长的8英寸和12英寸市场，另一边是国内企业的几乎为零的市场占有率，两者的反差是巨大的。

半导体硅片全球格局情况

国际半导体产业协会(SEMI)最新统计数据显示， 2016 年第三季全球硅晶圆出货面积再度打破历史纪录，达到 27.30 亿平方英寸。与前一季 27.06 亿平方英寸相比，第三季出货面积成长 0.9%，也较 2015 年第三季的 25.91 亿平方英寸增加 5.4%。硅晶圆是制造半导体器件的基础材料，对于电脑、通讯、消费性电子等所有电子产品来说，都是十分重要的物资。其出货面积持续成长，也显示市场对电子产品的需求仍在不断成长。

图表：全球半导体硅含量

数据来源：新材料在线

中国半导体硅材料行业发展前景如何?

从上世纪末开始，全球6英寸以下集成电路和分立器件生产线快速向中国转移，国外主要硅片供应商减少或停止了6英寸及以下硅片的生产，在这一市场背景下我国半导体硅材料行业实现了从4英寸到6英寸的产业升级。在未来几年这一产业转移的过程还将继续，我国小尺寸硅片的市场规模还将有很大的发展空间。

目前，全球6英寸硅片的需求量约为600万片/月，我国6英寸抛光硅片的产能约为100万片/月。由于成本的原因，6英寸及以下的集成电路生产线将逐步转向分立器件生产，我国小直径硅片行业的重点将是研磨片和重掺抛光片衬底及外延片。

我国集成电路制造企业的技术水平和生产能力和国际先进企业的差距已越来越小，在巨大的市场需求推动下，我国将有更多的12英寸生产线建设投产，全球也将有更多的8英寸生产线向中国转移，这为我国半导体硅材料产业的再一次技术升级准备了巨大的市场。

中研普华研究院撰写半导体硅材料行业研究报告对我国半导体硅材料行业的供需状况、发展现状、子行业发展变化等进行了分析，重点分析了国内外半导体硅材料行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了半导体硅材料行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

想了解更多行业专业分析，请关注中研普华研究院报告《2020-2025年中国半导体硅材料行业市场分析与投资咨询报告》