重磅！国产大硅片【硅产业集团】即将上市
4月9日，硅产业集团进行新股申购，申购代码787126（沪硅产业）。等了多年的国产大硅片第一股，即将登陆资本市场。
硅片是芯片制造的核心材料，90%以上芯片的都是用基于硅片做出来的。包括各种分立器件、逻辑芯片、模拟芯片、存储器、微处理器等。都是在硅抛光片上，深加工而成。从单晶硅厂出来的硅片我们称为硅抛光片，在晶圆工厂完成芯片制造后，一般称为成品晶圆。因此硅材料是整个芯片产业的核心基础。
制造芯片的硅都是哪里来的？
感谢老天爷，让人类发展半导体产业。半导体产业到现在如此兴旺发达，成为电子信息时代的基石，这和便宜易得的硅材料分不开。
硅材料真的非常容易得到！
在地壳元素含量中氧元素是最多的占比约48.6%，第二位就是硅约占26.3%。因此硅元素基本也能视为是取之不尽用之不竭的材料，量大易得。因此有种说法：“人类发展芯片产业，老天爷也在帮忙”。
不过地壳中的硅元素，大多以硅酸盐矿的形式存在，最多就是二氧化硅——俗称石英。
不过制造芯片的硅是高纯度的单晶硅。纯度多高呢？目前集成电路级所用的硅材料纯度为99.9999999999%，即12N，世界上最纯的物质没有之一，什么24K黄金在集成电路级单晶硅面前简直弱爆了。
但是地壳中的硅材料并不能直接用来做芯片，要把硅酸盐矿一步步深加工，最后提纯至12N的单晶硅，就是我们常见的大硅片。
提这种纯度的硅，工艺也极其复杂，大致流程是石英砂用电弧法提出工业级多晶硅；多晶硅进一步深加工做成高纯度电子级多晶硅；然后就是我们熟悉的切克劳斯基直拉法做成硅棒，然后再经过切磨抛，变成大硅片。
直拉法做到集成电路制造用的大硅片公司，就是我们通产意义上说的大硅片生产企业。
大硅片送入晶圆工厂，进行集成电路制造工序加工，出来就是成品晶圆了，然后再切下来进行封装测试，就变成我们常见的芯片。
硅片有多大的市场规模？
2018年，全球半导体制造材料市场规模约为318.35亿美元，其中硅片市场规模为117亿美元，占比36.78%。其中中国市场规模约占十分之一，约11-12亿美金左右，折合人民币80亿元。
这基本上和中国晶圆工厂的产能全球占比基本一致。但是随着中国12英寸新建的线陆续投产，预测2022市场份额将增至120亿元左右。
中国国产硅片什么水平？
目前中国硅片领域中，6英寸的国产率超过50%，已经能够做到自给自足。8英寸国产率约10%-15%，就比较欠缺了，而12英寸基本是一片空白。市占率只有1%。所以我们的短板在8英寸、12英寸等大尺寸的硅片上，是有欠缺，这就是硅产业集团的使命，提高国产化率，自主可控。
而作为全村的希望，硅产业集团肩负集成电路最重要材料的大硅片的自主之路。
硅片分类
一般从电阻率我们分为本征半绝缘片和导电片，其中导电片又分为N型片和P型片。
从硅片尺寸又分为4、5、6、8、12、18英寸等不同直径的硅片。
硅片制造工艺不同主要又分成：直拉法片和区熔片。其中直拉法的较多，区熔片较少且最大尺寸为8英寸。
在产线上作用不同又分为正片（直接用于制造芯片）、测控片（用于测试工艺、调试机台、监控良率等）、以及陪片/挡片/反抛片等。
根据实际产品又分为硅抛光片、外延片、退火片、以及SOI硅片和NTD硅片（中子嬗变掺杂硅）等。其中抛光片用量最大，SOI硅片和NTD硅片在特殊场合使用。
硅产业集团的旗下的三家公司，可以生产8-12英寸各类抛光片、外延片、以及8英寸的SOI硅片。其中新傲是全球少数几家能生产SOI硅片的公司。
全村的希望：硅产业集团
上海硅产业集团股份有限公司，是本次科创板发行人主体，曾用名上海硅业投资有限公司。硅产业集团可是“根正苗红”的“二代”，股东主要包括上海国盛（国资控股）、国家集成电路产业基金（大基金）、嘉定工业开发集团（嘉定国资委控股），武岳峰，上海新微（中科院上海微系统与信息研究院控股公司），以及上市公司上海新阳等。
旗下包括三家公司包括，上海新昇半导体，上海新傲半导体，芬兰Okmetic，主要产品包括12英寸硅片，8英寸硅片和8英寸SOI硅片。
其中新昇半导体是被所有人提及次数最多的国产大硅片公司，是顶着众多光环的明星公司。
新昇科技成立于2013年，股东包括硅产业投资公司，上海新阳等。而创始人是“中国半导体教父”张汝京，离开中芯国际后，张汝京并没有闲着，而是选择继续创业，这次瞄准的是集成电路制造基础材料大硅片。因为在此之前，国产大硅片是一片空白。
日本信越化学、日本SUMCO、环球晶圆、德国世创等几大巨头牢牢的把控着8-12英寸大硅片市场，特别是12英寸硅片市场，几乎是一片空白。
张汝京早年创办世大半导体，后被台积电收购。2000年前后来中国大陆创业，创办了中国最先进的晶圆代工公司中芯国际，好景不长，后因为中芯国际陷入诉讼案，2009年张汝京被迫出走，离开亲手创办的中芯国际。
后在国家大力支持下，张汝京创办国产大硅片公司，这便是新昇的由来。
可惜的是2017年，张汝京再次离开新昇半导体。2019年，张汝京曾经的助手，前中芯国际CEO邱慈云上任，成为新昇半导体新一任CEO。
国内FAB扩产积极，硅片需求持续上升
根据芯思想赵老师统计，截止2019年国内现有的装机产能8英寸约为每月100万片，12英寸约为90万片。其中12英寸硅片需求量相比2018年的60万片/月，大幅度上升，这和国内近年来积极扩建12英寸线有关。预测未来国内还将计划新建数条8英寸和12英寸产线，需求量进一步增加至8英寸每月120万片，12英寸每月150万。
国际巨头垄断，急需提高国产化率
但是目前大硅片主要产能被国外公司垄断，根据赵老师的统计，2019年信越独占老大位置占据了29%的市场份额，SUMCO占比约23%，环球晶16%，世创12%，SK Siltron 12%，五大巨头合计占比92%。
虽说日本不会像对待韩国一样，对中国贸然断供，但是由于不抗力因素影响，被迫断供的风险是存在的。日本国家多地震，地震后需停工检修，往往时间较长，极大影响了大硅片的供给。
当时“311”日本大地震，就极大的影响了日本半导体公司的正常生产活动，停工长达半年之久，多项半导体材料无法及时供应，但也给了国内包括江丰电子公司在内的半导体材料公司一个机会。
同理大硅片，作为最重要的半导体材料，日本硅片双雄掌握了超过50%的市场份额，这样的供应链风险不可忽视。
阻碍硅片国产化率提升难点在哪里？
硅片是一个纯粹to B端的产品，下游客户只有晶圆工厂。因此国内的晶圆工厂的支持力度决定了国产率到底能提升到多少。
一方面是国产硅片的质量、性能、产品稳定性、一致性等问题，硅片公司必须拿出绝对过硬，无可挑剔的产品；另外一个方面就是下游客户的使用习惯问题。
由于硅片属于重要原材料，在早期工艺验证时期如果使用了某公司产品，后续量产也会继续使用该公司的产品。原因无它，万一换更换硅片供应商，导致良率下降，出现损失，这种损失晶圆工厂是无法接受的，因此晶圆工厂更换供应商意愿非常弱。
同时硅片虽然属于重要材料，但是在芯片成本中占比非常低，即使国产较国外产品售价便宜一半，也不会大幅度提高晶圆工厂的利润，属于收益有限，但是风险无限的举动。因此包括国产硅片在内的国产半导体材料公司，想要替代日本公司作为主力供应商，难度非常大。
正确的做法应该是，从新工艺验证开始就和晶圆工厂一起开发，然后通过测试，这样未来才能成为主力供应商。比如中微的5nm刻蚀机，通过了台积电的5nm工艺验证，未来台积电量产5nm工艺，一定会大量采购中微的设备。
总之，国产替代不等于低价替代，需要是过硬的产品质量，以及和客户长期共同开发积累，获得最终信任感，收获订单。
硅产业集团上市，还有很多难题等着去克服。
关于大硅片行业的深入解读，在2020年4月3日《一文看懂半导体硅片所有猫腻》中有详细阐述。
