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1946年的情人節(jié)，美國發(fā)明家莫克利和艾克特發(fā)明了一臺(tái)名叫“ENIAC”的奇怪機(jī)器，這臺(tái)機(jī)器占地70平方米，重達(dá)30噸，雖然體型笨拙，但卻能夠進(jìn)行每秒高達(dá)5000次的運(yùn)算，從此人類有了最強(qiáng)大的幫手——電子計(jì)算機(jī)。

八年之后，人類第二代計(jì)算機(jī)“TRADIC”誕生，不僅運(yùn)算速度由每秒5000次提升至幾十萬次，而且重量只有“ENIAC”的1／100，體積與功耗減少到1／300，究竟為何兩代計(jì)算機(jī)之間有如此差別呢？核心就在于半導(dǎo)體的應(yīng)用。

早在“ENIAC”被發(fā)明的第二年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究員約翰巴丁利用早期對(duì)硅晶體的觀察，發(fā)明出了一種新的半導(dǎo)體元件——晶體管，它不僅能實(shí)現(xiàn)電子管的功能，又具有尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發(fā)熱少、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

晶體管的出現(xiàn)，大幅提升了計(jì)算機(jī)的效率，引發(fā)了計(jì)算機(jī)的全面革命。時(shí)至今日，半導(dǎo)體依然是決定科技發(fā)展的重要一環(huán)。

從半導(dǎo)體被發(fā)明算起，這項(xiàng)技術(shù)就始終被牢牢的掌控在美國的手中，從整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈來看，美國幾乎都有著絕對(duì)的話語權(quán)。

一直以來，半導(dǎo)體技術(shù)都被美國當(dāng)成是制衡世界的重要手段，以《瓦森納協(xié)定》之名，行國際霸權(quán)之實(shí)。為了避免不被美國卡脖子，中國半導(dǎo)體的自主替代就顯得至關(guān)重要。

縱觀芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈，硅片是一切的源頭，不同于光伏硅片99．9999％的純度要求，半導(dǎo)體硅片極為嚴(yán)苛，需要硅片純度達(dá)到99．9999999％。由于起步較晚，目前中國硅片企業(yè)技術(shù)積累與國際巨頭存在一定差距，全球90％的半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)被5大國際硅片廠商所瓜分。

本文將復(fù)盤目前中國半導(dǎo)體硅片核心競爭力，探討誰將有望成為硅片國產(chǎn)替代的希望。

／ 01 ／

難得的產(chǎn)業(yè)靜默期

硅片誕生以來，尺寸變大就成為了行業(yè)的核心發(fā)展方向。

從1965年2英寸（50mm）正式量產(chǎn)，到2000年12英寸（300mm）量產(chǎn)，35年間共出現(xiàn)過7代硅片產(chǎn)品。

尺寸的擴(kuò)大將使得硅片有效面積大幅提升，進(jìn)而能產(chǎn)出的芯片數(shù)量也隨之上升，規(guī)模效益考量，硅片直徑越大，芯片的平均生產(chǎn)成本也就越低。

但由硅片帶來的效率提升卻并非無限度的。當(dāng)硅片尺寸變大時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備成本也許隨之提升，也就意味著每一次硅片升級(jí)換代，都伴隨著大量的初始資本投入。正因如此，國際硅片巨頭目前對(duì)于產(chǎn)能擴(kuò)增都極為謹(jǐn)慎，全球硅片產(chǎn)能陷入緩增長趨勢(shì)。

中國企業(yè)作為市場(chǎng)后入者，當(dāng)主流產(chǎn)品持續(xù)迭代時(shí)，我們的企業(yè)就會(huì)陷入持續(xù)被動(dòng)，大量投入的產(chǎn)能很可能遇到被淘汰的命運(yùn)，因此半導(dǎo)體硅片并不是一個(gè)容易追趕的行業(yè)。

但幸運(yùn)的是，在半導(dǎo)體硅片達(dá)到12英寸后，已經(jīng)能夠較好滿足目前的市場(chǎng)需求，再加上制造設(shè)備實(shí)在太貴了，雖然技術(shù)上已經(jīng)進(jìn)階至18英寸，但卻并未被行業(yè)中的企業(yè)采用。

目前，全球硅片產(chǎn)業(yè)陷入了難得的“靜默期”，也是中國企業(yè)追趕世界巨頭的良機(jī)。

當(dāng)硅片主流技術(shù)不再迭代時(shí)，中國硅片企業(yè)就可以通過加大投入，加快對(duì)世界巨頭的追趕速度，這也讓半導(dǎo)體硅片成為有望自主替代率快速提升的行業(yè)之一。

／ 02 ／

鯰魚已經(jīng)入水

硅片的需求正在被智能汽車逐漸激活。

從整個(gè)行業(yè)規(guī)�？�，全球硅片出貨量呈現(xiàn)出平穩(wěn)上升的趨勢(shì)，但其中也不乏短期波動(dòng)。

受2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，全球硅片出貨量2009年同比驟降17．57％，一度引發(fā)了硅片企業(yè)的恐慌，當(dāng)時(shí)很多擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃都因此而被迫擱淺。時(shí)至今日，面對(duì)擴(kuò)產(chǎn)半導(dǎo)體硅片企業(yè)也依然持謹(jǐn)慎態(tài)度。

從2010年開始，全球硅片行業(yè)景氣度復(fù)蘇，帶動(dòng)硅片出貨量持續(xù)上升，尤其是12英寸硅片的普及，讓整體出貨量得到進(jìn)一步攀升。在2018年，全球半導(dǎo)體硅片迎來127．33億平方米的歷史高點(diǎn)，但隨后就因儲(chǔ)存器市場(chǎng)的疲軟而出貨量驟降。

總體而言，全球半導(dǎo)體硅片出貨量平穩(wěn)攀升，尤其新能源汽車的強(qiáng)勢(shì)崛起，帶動(dòng)汽車芯片需求量激增，有望讓整個(gè)市場(chǎng)的規(guī)模再上一個(gè)臺(tái)階。

半導(dǎo)體硅片具有較高的資本門檻和技術(shù)門檻，因此行業(yè)呈現(xiàn)出較高的壟斷性。

壟斷性保證了各企業(yè)的利潤，但同時(shí)也讓這一行業(yè)保持穩(wěn)定，缺少激發(fā)產(chǎn)業(yè)革新的變量。但隨著中國企業(yè)的入局，這一行業(yè)的格局可能正在被打破。

由于國際龍頭公司擴(kuò)產(chǎn)意愿不強(qiáng)，再加上疫情的影響，在未來幾年中，全球半導(dǎo)體硅片都將處于緊供需的狀態(tài)。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)格局分析，信越化學(xué)、勝高、環(huán)球晶圓、Silitronic、SK集團(tuán)分別在2020年占據(jù)27．53％、21．51％、14．8％、11．46％和11．31％的市場(chǎng)份額，累計(jì)份額達(dá)86．61％。

雖然國際巨頭在硅片市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)先的市場(chǎng)份額，但實(shí)際上2018年至2020年全球前五大硅片制造商的份額占比卻分別為92．57％、88％和86．61％，呈明顯的下降趨勢(shì)。

來自于中國的硅片企業(yè)正在通過不斷擴(kuò)產(chǎn)來搶占市場(chǎng)，重新激活全球硅片市場(chǎng)的競爭格局。