12 英寸硅片行业发展概况
思瀚产业研究院    2024-12-02

（1）硅片是芯片制造的“地基”，是需求量最大的晶圆制造材料，2023 年全球市场需求约 124 亿美元，其与全球半导体市场同频共振，目前短期波动，但长期向好

硅元素在地球中含量仅次于氧元素，占地球地壳总质量的 26%，其性质稳定、获取成本低、提纯工艺成熟，在半导体领域得到广泛应用。

目前全球 95%以上的半导体器件采用硅片作为衬底，占半导体器件 80%的集成电路产品中 99%以上采用硅片作为衬底。在硅片衬底的基础上，通过光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等多道工序完成各类半导体器件制作，从而硅片是芯片制造的地基。根据SEMI 统计，2023 年九大类晶圆制造材料市场规模为 415 亿美元，其中硅片占比 30%，是晶圆制造耗用最大的材料，全球需求达到 124 亿美元。

受益于智能手机、个人电脑、物联网、汽车电子、人工智能和高性能计算等终端需求持续涌现，根据 WSTS 统计，全球半导体市场规模从 2017 年的 4,122亿美元提升至 2023 年的 5,269 亿美元，年均复合增长率为 4.18%。半导体硅片市场景气度与下游半导体和终端应用市场高度相关。

根据 SEMI 统计，全球电子级硅片（不含 SOI 硅片）销售规模随之从 2017年 87 亿美元增长到 2023 年的 124 亿美元，年均复合增长率为 6.11%。

由于宏观经济波动和消费电子产品需求放缓，全球主要晶圆厂 2023 年的产能利用率处于低谷，直接影响电子级硅片市场。根据 SEMI 统计，2023 年全球电子级硅片市场规模同比 2022 年下滑。2024 年随着下游复苏，半导体行业开始回暖，并逐渐向电子级硅片等上游市场传递。

长期来看，智能化、数字化是全球经济发展的必然趋势，半导体是智能化和数字化的核心。随着全球贸易格局变化，各国已将半导体产业，尤其是半导体产业链的制造产能视为战略资源，美国、日本、韩国、欧盟与我国等纷纷推动半导体产业振兴相关政策，战略扶持本土半导体产业链以及先进半导体技术的研发。根据 SEMI 预计，2030 年全球半导体市场规模有望达到万亿美元，假设保持现有增速，全球半导体硅片市场规模届时有望翻倍，达到约 250 亿美元。

（2）12 英寸硅片已成为电子级硅片的市场主流，且出货面积占比持续增大

电子级硅片按直径大小可分为 6 英寸及以下、8 英寸和 12 英寸三类规格。硅片面积越大，生产的芯片数量越多，硅片边缘浪费面积越小，单位芯片的成本越低。12 英寸硅片的理论面积是 8 英寸硅片的 2.25 倍，相同工艺条件下的可使用率（单位硅片可生产的芯片数量）约为 8 英寸硅片的 2.5 倍。

虽然 12 英寸硅片理论面积是 8 英寸硅片的 2.25 倍，但 12 英寸硅片每片单价远高于 8 英寸硅片单价的 2.25 倍，其单位面积的单价更高，从而附加值高、制程更先进的芯片采用 12 英寸硅片生产能获得最大经济效益。一般而言，90 纳米以上的制程主要使用 8 英寸及以下的半导体硅片，而 90 纳米及以下的制程主要使用 12 英寸硅片。

根据 SEMI 统计，12 英寸硅片的出货面积占比从 2017 年的 63.83%增长至2023 年的 73.02%，已成为市场绝对主流，且预计未来 12 英寸硅片出货面积占比将进一步提升，规模不断增长，主要基于以下原因：首先，数字经济要求芯片具有更强的算力、更快的数据传输速度和更大的数据存储能力，目前技术迭代最快、制程最先进的逻辑和存储芯片均采用 12 寸晶圆制造工艺。同时，基于成本考虑，部分功率器件、模拟芯片和 CIS 芯片也不断转向 12 英寸晶圆制造工艺。

12 英寸产能是全球晶圆厂扩产的主力方向。根据SEMI 统计，2025 年至 2027 年，全球 12 英寸晶圆厂设备支出预计将达到创纪录的 4,000 亿美元。其中 2025 年将首次突破 1,000 亿美元，达到 1,232 亿美元，这一数字基本与全球半导体设备市场规模一致。

其次，新产品新技术催生 12 英寸硅片更多消耗。以人工智能催生下目前供不应求的高带宽内存（HBM）产品为例，根据 SEMI 统计，由于生产良率、堆叠工艺复杂度以及更大的芯片尺寸，同等存储容量的 HBM 对 12 英寸硅片的需求量是目前主流 DRAM 产品的 3 倍。此外，随着 NAND Flash 堆叠层数提升至 200层、300 层，甚至 400 层，按目前业内技术路线共识，所有厂商均会切换至通过2 片晶圆键合制作 1 个 NAND Flash 完整晶圆的工艺，相当于 12 英寸硅片需求翻倍。

（3）全球 12 英寸硅片需求预计到 2026 年将超过 1,000 万片/月，中国大陆地区届时需求将超过 300 万片/月，约占全球需求的 1/3

全球半导体市场本轮从 2020 年开始进入景气上升周期，叠加全球各国将晶圆制造产能视为核心战略资源，纷纷推出政府补贴计划。各国晶圆厂加速资本支出，仅 2020 至 2023 年，全球新增投资超过 30 条 12 英寸晶圆产线。

根据 SEMI统计，截至 2024 年三季度末，全球共有超过 180 条 12 英寸量产晶圆厂，预计到 2026 年全球 12 英寸晶圆厂量产数量将达到 230 座，将对 12 英寸硅片带来巨大的需求。根据 SEMI 预测，全球 12 英寸晶圆厂产能将从 2023 年的 773 万片/月增长至 2026 年的 1,013 万片/月，年复合增长率达到 9.5%，下游晶圆厂产能的快速扩张将大幅拉升 12 英寸硅片需求。中国大陆地区上一轮晶圆厂产能扩张基本为12英寸产线。

根据SEMI统计，截至 2024 年三季度末，中国大陆地区有超过 50 座 12 英寸量产晶圆厂（包含西安三星、无锡 SK 海力士、南京台积电等外资晶圆厂），预计 2026 年中国大陆地区 12 英寸晶圆厂量产数量超过 70 座，相应产能增长至 329 万片/月，约占届时全球 12 英寸晶圆厂产能的 1/3，其中以中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储为代表的内资 12 英寸晶圆厂产能将增至约 260 万片/月。目前，我国 12 英寸硅片仍大部分依赖进口，供需结构矛盾影响我国半导体产业链的供应链安全。

（4）全球 12 英寸硅片供给呈现全球前五大厂商寡头垄断格局，国内产业起步较晚，国内友商竞争格局初显

根据 TECHCET 数据及同行业上市公司公告数据统计，考虑目前国内外 12英寸硅片厂商达产产能规模，全球前五大半导体硅片厂商 12 英寸硅片产能占比仍高达 80%，出货量占比预计高达 85%，尤其是前两大日本厂商，约占据全球12 英寸硅片产能和出货量的 50%。境内厂商技术研发和产业化起步较晚。2010 年，有研硅承接国家科研任务建成了 1 条 1 万片/月的中试线，但并未产业化。

上海新昇 2015 年承接国家重大“02 专项”，2018 年完成 10 万片/月的量产线建设，首次实现规模化量产。此后以奕斯伟、中环领先为代表的多家厂商进入该领域或实施扩产。鉴于 12 英寸硅片技术门槛高，投资强度大，前期部分新进入厂商项目停滞或实施重组（如中环领先收购徐州鑫晶、金瑞泓收购国晶半导体），目前成规模国内厂商有 7 家。

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