半导体硅片指用于集成电路、分立器件、传感器等半导体产品制造的硅片。
半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料，是半导体产业链基础性的一环，其核心工艺包括晶体生长、加工工艺、外延工艺等，技术专业化程度颇高。半导体硅片的研发和生产过程较为复杂，涉及对近现代物理学、数学、化学以及计算机仿真/模拟等诸多学科的综合应用。
（1）半导体硅片行业与上、下游行业之间的关联性
半导体硅片企业的下游客户是芯片制造企业，包括大型综合晶圆代工厂以及专注于逻辑、存储、射频等芯片、分立器件、光电器件、传感器制造领域的企业。半导体硅片的终端应用领域涵盖手机与平板电脑、物联网、汽车电子、人工智能、工业电子、军事、航天航空等众多行业。随着科学技术的不断发展，新兴终端市场还将不断涌现。
（2）半导体硅片介绍及主要种类
1）半导体硅片简介
由于硅元素以二氧化硅和硅酸盐的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中，储量丰富并且易于取得，从性能、储量、提取难度、成本等多维度综合考量，自半导体产业化应用开始，硅元素半导体一直占据半导体材料的主导地位。
半导体硅片以多晶硅为原料，在高温熔融状态下，通过热场技术控制硅熔融体的均匀降温，在籽晶拉动下获得晶面取向一致的单晶硅棒，单晶硅棒通过滚磨、切割、研磨、吸杂、背封、抛光、清洗等工艺步骤制成半导体硅片。多晶硅根据其纯度由低到高，一般可以分为冶金级、太阳能级和半导体级。其中，半导体级多晶硅的硅含量最高，一般要求达到 99.9999999% 至99.999999999%，是生产半导体硅片的基础原料。
2）半导体硅片的主要种类
半导体硅片通常可以按照尺寸、工艺、掺杂剂种类、掺杂浓度进行分类。
A、按半导体硅片的尺寸分类
半导体硅片的尺寸（以直径计算）主要有 2 英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm）与 12 英寸（300mm）等规格。
半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展。在圆形的硅片上制造矩形的芯片会使硅片边缘处的一些区域无法被利用，必然会浪费部分硅片。硅片的尺寸越大，相对而言硅片边缘的损失会越小，芯片制造的有效使用面积越多，单位芯片的成本随之降低。
例如，在同样的工艺条件下，12 英寸半导体硅片的可使用面积超过 8 英寸硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆有效使用面积的指标）是 8 英寸硅片的 2.5 倍左右。半导体硅片尺寸越大，对半导体硅片的生产技术、设备、材料、工艺的要求越高。
目前，全球市场主流的产品是 12 英寸、8 英寸直径的半导体硅片。从下游适配的应用领域来看，8 英寸及以下半导体硅片的需求主要来源于功率器件、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片等，终端应用领域主要为移动通信、汽车电子、物联网、工业电子等；
12 英寸半导体硅片的需求主要来源于存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、高性能FPGA（现场可编程门阵列）与 ASIC（专用集成电路），终端应用主要为智能手机、计算机、云计算、人工智能、SSD（固态存储硬盘）等较为高端领域。
B、按制造工艺分类
根据制造工艺分类，半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片、退火片和SOI 硅片，其中外延片、退火片和 SOI 硅片是对抛光片的延伸加工。
①抛光片
单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片，抛光片是单面或者双面被抛光成原子级平坦度的硅片。抛光片可直接用于制作存储芯片与功率器件等半导体器件，亦可作为外延片和 SOI 硅片的衬底材料使用。
②外延片
抛光片经过外延生长工艺在抛光片表层生长出一层单晶硅（外延层）后制成，外延层能够在低阻衬底上形成高电阻层，并提供与衬底晶圆不同的物理特性，广泛应用于二极管、IGBT、低功耗数字与模拟集成电路机移动计算通讯芯片中。
③退火片
将抛光片置于氢或氩气氛中，按照一定的程序进行升温、降温过程制得，可以消除氧对硅片电阻率影响，提高芯片良率，主要应用领域包括一般 CMOS元件制造及 DRAM 制造。
④SOI 硅片
抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后制成。通过在顶层硅和支撑衬底之间加入一层氧化物绝缘埋层，可以实现集成电路中元器件的介质隔离，大幅减少硅片的寄生电容以及漏电现象，并消除了闩锁效应，主要用于射频前端芯片、功率器件、传感器以及硅光子器件等。
C、按掺杂剂种类分类
根据掺杂剂种类分类，半导体硅片可分为 P 型硅片和 N 型硅片。P 型硅片的掺杂剂主要为硼（B），N 型硅片的掺杂剂主要为磷（P）/红磷（P）/砷（As）/锑（Sb）。
D、按掺杂浓度分类
根据掺杂浓度不同，可将半导体硅片分为轻掺硅片与重掺硅片。
（3）不同尺寸硅片的应用及出货面积
全球半导体硅片市场最主流的产品规格为 8 英寸硅片和 12 英寸硅片，8 英寸硅片出货面积保持相对平稳状态，12 英寸硅片出货面积保持波动上涨。自2011 年以来，6 英寸及以下小尺寸硅片的需求持续存在，但受技术升级、大硅片供给增加等因素的影响，6 英寸及以下小尺寸硅片出货量基本维持在相对稳定水平。
近年来，12 英寸硅片和 8 英寸硅片出货面积市场份额持续维持在较高水平，2024 年分别为 76.39%和 19.45%，两种尺寸硅片合计占比保持超过 95%，是当前半导体硅片下游市场需求的主要尺寸。随着全球半导体硅片出货面积的增长，6 英寸及以下小尺寸硅片的市场份额有所下降，2024 年约为全球半导体硅片出货面积的 4.17%。
2019 年起，受全球贸易摩擦及全球智能手机、汽车销量下滑的影响，8 英寸半导体硅片的出货面积下降至 2,967 百万平方英寸；2020 年继续下滑，降至2,946 百万平方英寸。2021 年恢复增长趋势，8 英寸半导体硅片的出货面积增长至 3,443 百万平方英寸，较 2020 年增长 16.88%。由于宏观经济波动和消费电子产品需求放缓，8 英寸半导体硅片的出货面积下滑至 2024 年的 2,366 百万平方英寸，根据 SEMI 预测，8 英寸半导体硅片预计到 2025 年将重拾增长态势，出货面积增长至 2,412 百万平方英寸。
12 英寸半导体硅片自 2000 年以来市场需求增加，出货面积不断上升。根据 SEMI 统计，2000 年至 2024 年，由于移动通信、计算机等终端市场持续快速发展，12 英寸半导体硅片出货面积从 94 百万平方英寸扩大至 9,294 百万平方英寸，市场份额从 1.69%大幅提升至 2024 年的 76.39%。根据 SEMI 预测，2025年全球 12 英寸半导体硅片出货面积将增长至 9,897 百万平方英寸，其所占半导体硅片的市场份额将增长至 77.42%。
半导体硅片直径的提升使得硅片面积平方级增长，进而使得单片硅片能产出的芯片数量也翻倍增长。硅片直径越大，芯片的平均生产成本越低，进而提供更经济的规模效益。但与此同时，生产更大直径的硅片，其所需要的生产工艺改进成本、设备性能提升，也将在投产初期要求厂商更高的固定成本投入。
此外半导体硅片制造商与下游芯片制造企业对硅片的需求具有伴生性，半导体硅片尺寸的增加需要半导体产业上下游的协同发展。根据 SEMI 数据，2018 年至 2024 年，全球 8 英寸及 12 英寸硅片出货面积占比持续增加，预计 2025 年合计占比将达 96.29%。因此，未来 8 英寸和 12 英寸半导体硅片仍然是市场主流尺寸。
（4）全球半导体硅片行业市场概况
受半导体终端需求疲软和宏观经济的影响，2024 年全球半导体硅片市场规模同比下降 7.50%至 115 亿美元，但受新能源汽车、5G 移动通信、人工智能等终端市场的驱动，半导体行业于 2024 年开始回暖，并逐渐向上游传导，预计2025 年全球半导体硅片市场规模将实现同比增长。
自 2020 年初至 2022 年，随着居家办公需求的快速增长、5G 商业化带来的换机需求以及全球芯片产能紧缺等因素推动下，全球半导体产业迎来上行周期。根据 SEMI 的数据，2022 年全球半导体硅片出货面积增长至 146 亿平方英寸，达到历史新高。
而 2023 年以来，随着世界经济呈现衰退态势、消费电子周期需求下行、半导体行业处于去库存周期及国际局势紧张等多重影响，半导体行业短期有所下滑，但 2024 年随着下游复苏，半导体行业开始回暖，并逐渐向上游的半导体硅片行业传导，根据 SEMI 数据，预计 2025 年全球半导体硅片出货面积将同比增长 5.06%。
半导体硅外延片是在抛光片的基础上生长了一层单晶硅。半导体硅外延片被大规模应用于对稳定性、缺陷密度、高电压及电流耐受性等要求更高的半导体器件中，主要包括 MOSFET、晶体管等功率器件，及 CIS、PMIC 等模拟器件，终端应用包括汽车、高端装备制造、能源管理、通信、消费电子等。
随着新能源汽车、高端装备制造、5G 通信、物联网、智能手机等行业的不断发展，全球半导体硅外延片市场规模持续增长。2015 年至 2022 年，全球半导体硅外延片市场规模从 36.8 亿美元增长至 60.6 亿美元，复合增长率为 7.39%。
（5）中国大陆半导体硅片行业市场概况
2010 年至 2013 年，中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球半导体硅片市场一致。2014 年起，随着中国各半导体制造生产线投产、中国半导体制造技术的不断进步与中国半导体终端产品市场的飞速发展，中国大陆半导体硅片市场步入了高速发展阶段。
受全球半导体周期影响，2023 年中国大陆半导体硅片市场规模较 2022 年略有下滑，但过去几年仍呈上升趋势：2016 年至 2023 年，中国大陆半导体硅片市场规模从 5 亿美元上升至 17 亿美元，年均复合增长率为19.10%。未来来看，中国大陆半导体产业仍处于快速发展阶段，发展空间广阔。随着中国芯片制造产能的持续扩张以及全球半导体行业于 2024 年开始回暖，预计中国半导体硅片市场的规模将持续以高于全球市场的速度增长。
半导体硅片作为芯片制造的关键材料，市场集中度很高，目前全球半导体硅片市场主要被日本、德国、韩国、中国台湾等国家和地区的知名企业占据。中国大陆的半导体硅片企业主要生产 150mm 及以下的半导体硅片，仅有少数几家企业具有 200mm 半导体硅片的生产能力。2017 年以前，300mm 半导体硅片几乎全部依赖进口。
2018 年开始，随着国内半导体硅片厂商 300mm 产线逐渐投产，打破了 300mm 半导体硅片国产化率几乎为 0%的局面。根据思瀚咨询的数据，2015 年至 2023 年中国大陆硅外延片市场规模从65.40 亿元增长至 112.50 亿元，复合增长率为 7.02%。5G 通信、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩和工业互联网等新型基础设施均需要使用功率器件和 CIS、PMIC 等模拟器件，将带动中国大陆半导体硅外延片市场需求持续增长。
在国际政治、经济形势日益复杂的背景下，尤其是随着中美贸易摩擦的加剧，美国政府已将多家中国企业和机构列入美国出口管制的“实体清单”。美国政府不断扩大“实体清单”名单、加强对列入“实体清单”企业的限制，加速硅外延片进口替代、提高大尺寸半导体硅外延片国产化率迫在眉睫。
（6）下游晶圆厂的产能情况
根据 SEMI 预测，为了跟上芯片需求持续增长的步伐，全球晶圆厂产能预计从 2023 年的 2,960 万片/月增长至 2024 年的 3,149 万片/月，同比增长 6.39%，并在 2025 年实现 6.70%的增长，达到 3,360 万片/月的历史新高。
随着消费电子旺季的到来，以及人工智能兴起对于全球存储芯片需求猛增，根据群智咨询数据，2025 年第一季度全球主要晶圆厂平均产能利用率约 84%，同比增长约 9 个百分点，环比增长约 1 个百分点。根据群智咨询预测，2025 年第二季度起各主要晶圆代工厂平均产能利用率将保持约 1 个百分点的环比增长率。随着全球晶圆厂产能的持续扩张以及产能利用率逐渐回升，半导体硅片行业将持续保持景气向上的态势。
2、发展情况和未来发展趋势
（1）全球及中国半导体市场规模将持续增长
伴随着全球科技进步，5G 技术、人工智能、新能源汽车等技术的产业化应用，全球半导体市场预计将持续增长。根据 WSTS 数据，全球半导体销售额从2015 年 3,352 亿美元增长至 2024 年 6,276 亿美元，复合增长率为 7.22%。
半导体行业是中国电子信息产业的重要增长点、驱动力。根据 SIA 数据，中国大陆半导体产业规模自 2015 年 982 亿美元增长至 2024 年 1,822 亿美元，复合增长率为 7.11%。近年来，中国政府颁布了一系列政策支持半导体行业发展，“十四五”规划亦明确将培育集成电路产业体系、大力推进先进半导体等新兴前沿领域创新和产业化作为近期发展重点。半导体硅片作为集成电路基础性、关键性材料，属于国家行业政策重点支持发展的领域，未来市场规模预计将持续增长。
（2）国产化趋势显著
近十年以来，受生产要素成本及国家大力扶持半导体行业发展的大背景下，国际半导体产能逐步向中国大陆区域转移，我国半导体产业快速发展。同时，随着国际大型半导体公司基本均在中国大陆进行布局，全球半导体专业人才也逐渐在中国大陆聚集。根据 SEMI 及 WSTS 统计，2022 年中国大陆半导体市场规模占 31.41%，是目前全球最大的半导体市场；其次为亚太其他地区（除中国大陆外），规模占比约为 26.24%；
美国、欧洲及日本半导体市场规模占比分别为 24.58%、9.38%、8.39%。预计随着国家政策的大力支持和全球芯片制造产能向中国大陆进一步转移，中国半导体企业技术水平将进一步提升，中国半导体市场在全球市场亦将维持较高的占比。
（3）外延片的市场需求进一步扩大
5G 通信、新能源汽车、人工智能与物联网等新兴技术领域的快速发展对高性能半导体器件提出了更高要求，推动了外延片的需求增长。中国大陆作为全球最大的半导体终端应用市场，其对外延片需求也正快速增长。下游应用的扩展，如智能手机和数据中心，以及功率电子器件在新能源汽车中的广泛使用，也加速了外延片市场的发展，未来外延片的市场需求将进一步扩大。
（4）12 英寸晶圆成为未来发展趋势
随着人工智能芯片、5G 通信及高性能计算需求的爆发式增长，12 英寸晶圆凭借其成本与性能优势，正加速成为半导体制造的核心载体。相较于 8 英寸晶圆，12 英寸晶圆在先进制程中可大幅降低单位芯片成本，同时提升晶圆利用率，尤其适用于 7nm 及以下工艺的大规模量产。
全球 12 英寸晶圆产能持续扩张，主流晶圆厂已将其作为支撑高端逻辑芯片、存储芯片制造的核心基础设施。根据 SEMI 的数据，2024 年 12 英寸晶圆产能为 834 万片/月，预计 2026 年将增长至 989 万片/月，同时，预计 2026 年半导体硅片市场中 12 英寸硅片的市场份额也将超过 77%。
（5）AI 领域保持较高景气度，GPU、HBM 带来 12 英寸硅片增量需求
国内外厂商加速布局大模型，带动算力需求爆发式增长，驱动 AI 服务器行业维持较高景气度，随着 AI 性能的提升和大模型参数的增加，对运算能力的需求也在快速增长，同时对硅片的需求量也会明显增长。
以 AI 服务器为例，AI服务器增加了高性能 GPU 芯片用于高速并行数据的计算，同时配套 HBM 堆栈储存计算用数据，HBM 堆栈是由 DRAM 芯片堆叠形成，且未来堆叠层数会从8 层提升至 12/16 层，使得 12 英寸硅片使用量进一步提升。根据 SUMCO 测算，AI 服务器对 12 英寸硅片的需求量是通用型服务器的 3.8 倍。
3、行业内主要企业情况
近年来，大尺寸半导体硅片市场主要由境外及中国台湾企业所主导，主要有 Shin-Etsu、SUMCO、Siltronic AG、SK Siltron 以及环球晶圆等，先进制程用300mm 硅片主要由 Shin-Etsu 和 SUMCO 供应。由于大尺寸硅片生产的技术壁垒相对较高，需要长时间的技术积累，而中国大陆企业在该领域起步相对较晚，目前在国产替代的趋势下仍处于早期发展阶段。除发行人外，该领域主要中国大陆企业有沪硅产业、立昂微、有研硅、上海合晶、西安奕材、中欣晶圆等。
境外（包含中国台湾地区）
（1）Shin-Etsu（4063.T）
Shin-Etsu 是日本著名的化学品公司，全球第一大半导体硅片生产商。ShinEtsu 主要从事有机硅塑料、半导体硅片、磷化镓、光刻胶等产品的研发、生产和销售，其半导体硅片产品类型包括 12 英寸及以下半导体硅抛光片、退火片、外延片和 SOI 硅片等。2024 财年营业收入为 25,612.49 亿日元，归属于母公司所有者的净利润为 5,340.21 亿日元。
（2）SUMCO（3436.T）
SUMCO 为日本上市公司，也是全球第二大半导体硅片生产商，SUMCO主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括 3-12 英寸半导体硅抛光片、外延片与 SOI 硅片等。2024 财年营业收入为 3,966.19 亿日元，归属于母公司所有者的净利润为 198.77 亿日元。
（3）环球晶圆（6488.TWO）
环球晶圆是中国台湾最大的半导体硅片生产商，也是全球领先的半导体硅片生产商之一。环球晶圆主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括 3-12 英寸半导体硅抛光片、外延片以及 SOI 硅片等。2024 财年营业收入为 626.26 亿台币，归属于母公司所有者的净利润为 98.46 亿台币。
（4）Siltronic AG（WAF.DF）
Siltronic AG 是全球领先的半导体硅片制造商之一，主要经营地在德国。Siltronic AG 主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括 8 英寸、12 英寸半导体硅抛光片和外延片等。2024 财年营业收入为 14.13 亿欧元，归属于母公司所有者的净利润为 3.64 亿欧元。
（5）SK Siltron（未上市）
SK Siltron 是韩国规模最大的半导体硅片制造企业，主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，主要产品包括 8 英寸和 12 英寸半导体硅抛光片、外延片以及 4-6 英寸碳化硅（SiC）硅片。
境内公司
（1）沪硅产业（688126.SH）
沪硅产业主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，主要产品包括 8 英寸及以下半导体硅片（含 SOI硅片）和 12 英寸半导体硅抛光片、外延片。2024 财年营业收入为 33.88 亿元人民币，归属于母公司所有者的净利润为-9.71 亿元人民币。
（2）立昂微（605358.SH）
立昂微主要从事半导体硅片和半导体分立器件芯片的研发、生产和销售，其半导体硅片业务主要由子公司浙江金瑞泓、衢州金瑞泓和金瑞泓微电子负责。立昂微目前已掌握了硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片的完整工艺和生产能力，半导体硅片产品型号实现从 6 英寸到 12 英寸、轻掺到重掺、N 型到P 型等领域全覆盖。2024 财年营业收入为 30.92 亿元人民币，归属于母公司所有者的净利润为-2.66 亿元人民币。
（3）有研硅（688432.SH）
有研硅起源于有研集团（原北京有色金属研究总院）半导体硅材料研究室，主要从事半导体硅材料的研发、生产和销售，主要产品包括 6-8 英寸半导体硅抛光片、11-19 英寸刻蚀设备用硅材料、4-8 英寸半导体区熔硅单晶等。2024 财年营业收入为 9.96 亿元人民币，归属于母公司所有者的净利润为 2.33 亿元人民
（4）上海合晶（688584.SH）
上海合晶主要从事半导体硅外延片的研发、生产、销售，并提供其他半导体硅材料加工服务。上海合晶的主要产品及服务包括半导体硅外延片及其他半导体硅材料加工服务等。2024 财年营业收入为 11.09 亿元人民币，归属于母公司所有者的净利润为 1.21 亿元人民币。
（5）西安奕材（未上市）
西安奕材主要从事 12 英寸半导体硅片的研发、生产和销售，西安奕材的主要产品及服务包括 12 英寸抛光片、外延片及测试片等。2024 财年营业收入为21.21 亿元人民币，归属于母公司所有者的净利润为-7.38 亿元人民币。
（6）中欣晶圆（未上市）
中欣晶圆由日本磁性技术控股股份有限公司、杭州大和热磁电子有限公司、上海申和热磁电子有限公司共同出资设立。中欣晶圆主要从事高品质集成电路用半导体硅片的研发与生产制造，主要产品包括 4-6 英寸抛光片、8 英寸抛光片、12 英寸抛光片和外延片等。
（5）上海超硅半导体股份有限公司（A06752）
公司于2025年6月13日正式向上交所提交IPO申请并获受理，成立于2008年， 主要从事200mm、300mm集成电路硅片、先进装备、先进材料的研发、生产和销售。 通过十余年在先进设备技术、晶体生长技术、晶片制造技术、尖端材料研究等领域的积累，2022年至2024年，超硅股份分别实现营业收入9.21亿元、9.28亿元和13.27亿元，营收呈增长态势。
