沪硅产业研究报告：半导体硅片龙头引领国产替代

（报告出品方/作者：广发证券，许兴军，王亮，耿正）

一、本土硅片龙头，突破“卡脖子”领域

（一）深耕硅片领域，扼守半导体上游战略环节

上海硅产业集团股份有限公司成立于2015年，2020年于科创板上市，公司主营业务 为半导体硅片及其他材料的研发、生产和销售，产品包括300mm抛光片及外延片、 200mm及以下抛光片、外延片以及SOI硅片，相关产品广泛应用于存储芯片、图像 处理芯片、通用处理器芯片、功率器件、传感器、射频芯片、模拟芯片、分立器件等 领域。

公司无控股股东和实际控制人。2022年2月，公司完成向国家集成电路产业投资基金 二期股份有限公司等18名特定对象发行股票，募集资金总额约50亿元。本次发行的 新股登记完成后，国家集成电路产业投资基金和国盛集团均持有20.84%的公司股份， 并列公司第一大股东。大基金一期、二期的投资入股亦彰显了公司在国产半导体产 业链中的战略地位。

公司所处的硅材料环节位居半导体产业链上游的关键位置。自设立以来，公司坚持 面向国家半导体行业的重大战略需求，坚持全球化布局，坚持紧跟国际前沿技术， 突破了多项半导体硅片制造领域的关键核心技术，在200mm半导体硅片领域不断夯 实竞争优势，并率先打破了我国300mm半导体硅片国产化率几乎为0%的局面。目前， 公司已成为中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，也是中国大陆率先实现 300mm半导体硅片规模化生产和销售的企业，行业龙头地位显著。

（二）硅片产销两旺，业绩稳步向好

2021年，公司实现营业收入24.67亿元，同比增长36.19%；实现归母净利润1.46亿 元，同比增长67.81%；实现扣非归母净利润为-1.32亿元，同比减亏53.09%；其中 2021年第四季度扣非归母净利润为-0.29亿元，同比减亏60.58%，亏损幅度显著收 窄。得益于半导体市场需求旺盛，同时公司的产能逐步释放，各类半导体硅片产品 产销两旺，公司业绩稳步向好。

公司主营业务突出。2021年，公司200mm及以下硅片业务的营收占比为58%， 300mm硅片业务的营收占比为28%。

2021年，公司毛利率为15.96%，同比提高2.86个百分点，净利率为5.90%， 同比增长0.93个百分点。随着公司硅片生产技术的优化升级和配套产能的不断释 放，公司盈利能力有望持续改善。（报告来源：未来智库）

二、硅片市场供不应求，国产替代恰逢其时

（一）硅片：半导体产业基石

硅片由硅原子构成，是由单晶硅棒通过切片得到的硅薄片。由于硅原子具有介于金 属和绝缘体之间的电学性质，使得硅片通过加工后可获得需要的电学性能。在工业 中，晶圆厂在硅片的基础上，通过光刻、刻蚀、离子注入等加工环节，制造芯片。以 硅片为基，制造出的芯片具有计算、存储、传感等功能，是半导体产业的核心。目前 半导体领域，90%以上的芯片是在硅片的基础上制造的。因此，硅片是半导体产业 的基石，也是半导体产业的源头。

从尺寸看，硅片发展历程由小到大。硅片经历了100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、 200mm（8英寸）、300mm（12英寸）时代。硅片尺寸增大的主要驱动力是降低成 本：一方面，在大硅片上可一次制造更多数量的芯片，压缩制造环节，提高生产效 率；另一方面，大硅片上无法利用的边缘区域面积占比低，硅片利用率高。目前，12 英寸硅片是最主流的半导体硅片，据公司招股书引用的SEMI数据，2020年，全球12 寸半导体硅片出货面积占全部半导体硅片出货面积的69.15%。

从结构看，硅片可分为抛光片、外延片、绝缘体上硅片（SOI硅片）。抛光片是最主 要的硅片种类，具有制造流程简单、成本低等优势；外延片在抛光片基础上外延生 长一层单晶度更高的硅薄层，适用于对缺陷、杂质控制要求更严苛的应用领域；SOI 硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快等优点，常 用于射频前端芯片等特定下游产品。

（二）行业景气：硅片供不应求，需求驱动空间扩容

1. 下游扩产直接驱动需求增长，供需紧张局面仍将持续

晶圆厂扩产直接驱动硅片市场需求的提升。从事代工产业的晶圆厂（如台积电、中 芯国际）和经营IDM模式的芯片厂（如三星、英特尔）是半导体硅片的主要客户，下 游晶圆产能变化对硅片市场需求变化具有指引意义。2021年，台积电等5家全球头部 晶圆厂合计资本开支达到376亿美元，2019年-2021年CAGR约为42.5%，晶圆代工 产能扩建进展迅速； 2022年头部晶圆厂计划资本开支合计约514亿美元，维持高速 增长态势，对行业景气度展望乐观。硅片产业作为晶圆产业上游，市场规模预期将伴随全球晶圆厂扩产迅速提升。

硅片厂扩产缓慢加剧硅片供需紧张，短期难以缓解。相比于晶圆厂早在2019年的扩 产布局，硅片厂的产能扩张计划则略显迟缓。2019年-2021年，SUMCO、环球晶圆、 德国世创等龙头硅片厂商合计资本开支CAGR仅为4.8%，产能增长幅度显然不能满 足下游需求。供需紧张背景下，各大晶圆厂争相签订硅片供应长期订单以保障产能。 尽管各大硅片厂在2022年纷纷加大资本开支，考虑到硅片厂扩产节奏落后于下游晶 圆厂扩产，新增硅片产能释放将迟于晶圆代工产能，硅片供需紧张的局面短时间难 以缓解。

2. 全球半导体行业的高景气度是硅片市场空间增长的根本驱动

硅片作为半导体产业基石，其市场空间最终由半导体行业景气度决定。根据WSTS 数据，2021年全球半导体市场规模将达到5559亿美元，同比增长26.2%；预计2022 年有望达到6135亿美元，维持高增长态势。半导体行业高景气度主要受益于半导体 产品在手机、数据中心、汽车等下游应用领域的需求提升，产业链终端的旺盛需求 最终将传导至上游的硅片行业，驱动全球硅片需求的增长。

智能手机中单机芯片需求量提升带动硅片需求。手机是半导体市场最重要的下游应 用领域，根据Gartner数据，2020年全球手机半导体市场规模达到1160亿美元。智能 手机的发展伴随着单机搭载芯片数量的增加，例如5G手机单机搭载芯片数量是4G手 机的2倍以上，强力驱动了全球半导体市场的增长。手机行业对CIS、逻辑芯片、NAND、 DRAM需求的大幅上升将传导至上游硅片行业，手机半导体市场对硅片的需求量持 续增加。

数据中心的大量建设带动硅片需求。数据中心与网络、云计算、大数据等新兴信息 产业的发展驱动了数据中心的大量建设。根据Gartner数据，2025年数据中心及服务 器领域半导体市场规模有望达到1120亿美元，2020年-2025年CAGR为8.4%。数据 中心需要搭载大量DRAM、NAND、逻辑芯片以进行数据的处理、存储、传输，进而 大幅带动300mm硅片需求。预计到2025年，数据中心对300mm硅片需求将超过1600 千片/月。

汽车电动化、智能化带动硅片需求。汽车电动化、智能化的实现需要IGBT、CIS、AI 芯片等电子产品的支撑，根据赛迪研究院，电动汽车单车搭载芯片价值是传统汽车 的2.2倍左右。伴随新能源汽车渗透率不断提升，根据Gartner数据，2025年全球车载 电子市场有望达到800亿美元，2020-2025 CAGR为15.7%。由于汽车芯片普遍使用 8英寸硅片生产，汽车电动化、智能化的趋势将成为8英寸硅片需求提升的主要驱动 力。

受益于多重因素驱动，硅片市场规模预期持续增长。下游晶圆厂扩产带来的直接需 求，叠加半导体产业各终端应用领域的旺盛需求，为硅片市场规模的增长提供了强 劲且持续的动力。根据SUMCO预测，2023年全球300mm半导体硅片需求量将超过 800万片/月，供需之间会形成较大缺口。

（三）国产替代：国产化需求迫切，机会窗口已经打开

本土硅片尚处微时，国产替代势在必行。产能端来看，全球硅片产能被国际五大厂 垄断，根据SUMCO数据，2020年，信越化学、SUMCO、德国世创、环球晶圆、SK Siltron五家国际厂商合计占据了89.4%的市场份额，国产硅片厂商累计份额不足3%， 相比国际大厂仍有非常大的差距。需求端来看，中国连续多年成为全球最大的半导 体市场，根据公司定增说明书引用的WSTS数据，2020年国内半导体市场规模达到 1515亿美元，占全球半导体市场份额34%，国产硅片的供给远不能满足国内半导体 市场需求。硅片作为半导体产业基础，其国产化是建立安全可靠、独立自主的国产半导体产业链必不可少的核心环节，国产替代将成为必然趋势。

国内晶圆厂成长迅猛，国产硅片迎来机会窗口。全球晶圆产能东移趋势已经形成， 据公司招股书引用的SEMI数据，中国大陆300mm晶圆产能占全球产能比例将从 2015年的8%提高至2024年的20%，2020-2022年产能CAGR为18.82%，增速领跑全 球。中芯国际、华虹微电子、长江存储、华虹宏力等国内芯片制造厂扩产计划明确， 对上游硅片的需求也将持续提升。国内晶圆厂扩产趋势叠加全球硅片供应紧张的产 业背景，为国产硅片进入下游大客户供应链打开机会窗口。产能体量大、且产品已 获得下游客户认证的硅片厂能更迅速地做出响应，与下游客户建立合作，从而抓住 产业的时代机遇，迎来发展的黄金时代。（报告来源：未来智库）

三、本土硅片龙头地位显著，自主创新推进国产替代

（一）产品端：主流规格全覆盖，产品布局完善

基于“两个平台”，建设“一站式”硅材料服务商。公司在以 300mm硅片为核心的 大尺寸硅材料平台和以SOI硅片为核心的特色硅材料平台的基础上，继续发展 300mm SOI硅片以及硅基绝缘体上压电薄膜材料、其他异质集成绝缘体上化合物薄 膜材料等特色产品。产品尺寸涵盖300mm、200mm、150mm 及以下，产品类别涵 盖抛光片、外延片、SOI硅片。公司在半导体衬底材料方面的布局全面，能兼顾不同 技术路线，覆盖更大范围的下游应用，致力于实现“一站式”硅材料供应目标。

子公司底蕴深厚，分工布局明确。公司通过内生性增长和外延式并购，不断提升产 销规模、完善产线体系。目前，公司半导体硅片的研发、生产和销售围绕上海新昇、 新傲科技、Okmetic三家控股子公司开展。Okmetic成立于1985年，主要产品是 200mm及以下抛光片、SOI硅片，应用于高端模拟芯片、先进传感器等领域；新傲 科技成立于2001年，主要产品是200mm及以下外延片和SOI硅片，在SOI硅片方面 有独特的竞争优势，产品主要应用于射频芯片、功率器件等领域；上海新昇成立于 2014年，主要产品是300mm抛光片、外延片，主要应用于存储芯片、图像处理芯片、 通用处理器芯片等先进制程领域，也应用于功率器件等领域。

稳步推进平台式产品布局，强化市场领先地位。公司自设立以来肩负着我国半导体 硅片“自主可控”的重要任务，同时旨在为我国乃至全球半导体企业提供品质一流 的半导体硅片产品。全面且先进的产品布局是公司掌握半导体硅片关键技术、实现 大硅片国产化的有力体现；也是公司跻身国际主流市场，成为全球主要硅片制造商 可信赖的合作伙伴的坚实基础。

（二）技术端：贯通全流程工艺，攻坚克难成果显著

技术积累深厚，覆盖全面。经过多年的持续研发和生产实践，公司形成了深厚的技 术积累。公司目前掌握了直拉单晶生长、磁场直拉单晶生长、热场模拟和设计、大直 径硅锭线切割、高精度滚圆、高效低应力线切割、化学腐蚀、双面研磨、边缘研磨、 双面抛光、单面抛光、边缘抛光、硅片清洗、外延等技术，实现硅片生产制造流程各 环节技术的全覆盖。

攻坚克难完成大硅片自主研发，实现国产“0”的突破。硅片的制造被誉为是一个挑 战极限的过程，对单晶生长、表面纯净、绝对平整、内部纯度有极高的要求。300mm 硅片的制造相比200mm及以下硅片的制造，在拉晶技术、边缘缺陷、平整度、金属 杂质、检测表征技术保障等方面都提出了更严苛的要求，是核心技术全方位追求卓 越的挑战。公司是国内首个300mm大硅片项目的承担主体，突破多项大硅片制造领 域核心技术，于2017年完成第一片国产300mm硅片销售、正片送样；并于2018年通 过正片认证，产能突破10万片/月，打破了我国300mm半导体硅片国产化几乎为0% 的局面，推进了我国半导体关键材料生产技术“自主可控”的进程。

高歌猛进迈入先进制程应用，打开下游市场广阔空间。集成电路芯片特征尺寸不断 缩小是行业发展的重要趋势，芯片对先进制程的需求将不断增加。据公司定增公告 引用的IC Insights数据预测，到2024年末，采用20nm以下制程的芯片产品市场份额 将达到56.1%。先进工艺制程芯片对硅片产品的表面质量及硅单晶原生缺陷水平等 关键技术指标提出了更高的要求。2022年2月，公司完成定增计划与募资，募投项目 将以面向20-14nm制程应用的300mm半导体硅片产能扩充为主、兼顾10nm及以下 制程应用的300mm半导体硅片产能。募投项目实施后，公司300mm硅片产品可覆盖 最先进制程芯片的需求，标志着公司300mm硅片各项技术指标、产品性能跻身国际 一流水平，并为公司打开更广阔的下游市场空间。

SOI特色工艺技术储备丰富，竞争优势明显。公司掌握了拥有自主知识产权的SIMOX、 Bonding、Simbond等先进的SOI硅片制造技术，并通过授权方式掌握了Smart CutTM SOI硅片制造技术，可以向客户提供多种类型的SOI硅片产品。公司在200mm及以下 的SOI硅片方面具有独特的竞争优势，是中国大陆率先实现SOI硅片国产化的企业。公司最新落地的定增项目拟投资20亿元用于300mm高端硅基材料研发中心项目，项 目实施后，公司将建立300mm高端硅基材料的供应能力，并完成40万片/年的产能建 设，技术优势得到进一步强化。

科技创新成果丰硕，屡获重要奖项彰显实力。截至2021年底，公司及控股子公司拥 有已获授权的专利558项，其中已获授权的发明专利479项。公司在技术创新方面取 得了多项成果，形成了以单晶生长、抛光、外延、SOI 制造为代表的核心知识产权 体系。公司控股子公司在技术创新方面曾荣获国家科学技术进步一等奖、上海市科 学技术进步一等奖、中国科学院杰出科技成就奖等重要奖项。截至2021年底，公司 累计承担了7项国家级重大专项项目，“20-14nm 集成电路用 300mm 硅片成套技 术开发与产业化”、“40-28nm集成电路制造用 300mm 硅片技术研发”项目均已 通过国家“02”专项验收，全面完成项目任务。

（三）产能端：规模优势日益显著，持续夯实龙头地位

1. 200mm及以下硅片：成熟业务，稳定增长构筑企业基本盘

产能已成规模，下游出货稳定。公司200mm及以下硅片主要在子公司Okmetic和新 傲科技生产。截至2021年底，子公司新傲科技和Okmetic 200mm及以下抛光片、外 延片合计产能超过40万片/月。Okmetic和新傲科技分别拥有30余年、20余年的半导 体硅片行业经验，具有非常完善的研发、采购、生产、销售体系和丰富的客户资源。 近年来，公司200mm及以下半导体硅片维持较高的产能利用率和产销率，产销两旺， 构筑企业基本盘。

2. 300mm硅片：产能节节攀升，规模效应构筑核心竞争壁垒

产能规模国内遥遥领先，产能利用率释放在即。公司于2017年完成第一片300mm硅 片销售、正品送样；此后产能持续释放，截至2021年底300mm硅片产能达到30万片 /月，相比其他国内厂商，公司产能优势明显，龙头地位稳固。公司作为300mm半导 体硅片市场的新进入者，尚处于产品认证和市场开拓期，300mm半导体硅片的产能 爬坡速度快于下游客户认证进度，因此公司当前产能利用率整体仍处于较低水平。 未来，伴随公司300mm硅片在下游客户端认证通过及批量供应，产能利用率有望得 到快速提升。

定增落地助力产能翻倍扩张，产能规模看齐国际龙头。2022年3月，公司完成定增并 募资49.46亿元。募集资金将投向集成电路制造用300mm高端硅片研发及先进制造 项目，项目实施后，公司将新增30万片/月可应用于先进制程的300mm半导体硅片产 能。定增项目落地的意义在于：一方面，项目的实施将进一步夯实公司在国内硅片 产业的龙头地位；另一方面，公司此前30万片/月的产能规模与全球前五大硅片企业 平均超过100万片/月的产能规模相比差距较大，定增项目实施后，公司300mm硅片 产能合计将超过60万片/月，产品规模逐渐看齐国际龙头。

规模效应逐渐形成，经营数据有望持续改善。硅片属于重资产行业，前期投资巨大 且固定资产折旧费用负担沉重，龙头厂商凭借产能、出货量优势分摊此类成本，具 有一定的规模效应优势。伴随公司产能释放，我们认为公司该项业务即将享有产业 规模效应优势。成本端：伴随公司300mm硅片出货量增加，单片硅片承担的折旧费 用成本得以摊薄，单位成本得到有效控制。营收端：定增落地为产能翻倍提供充沛 的资金支持；下游客户认证持续通过带动产销两旺，产能利用率有望迅速提升；产 业技术不断精进成熟，带动300mm硅片正片率提升；三个因素共振，有望驱动300mm 硅片业务营收迅速增加。规模效应的形成预期将体现在公司300mm硅片业务各项经 营数据的持续改善。

（四）客户端：积累众多优质客户资源，构筑坚实竞争壁垒

客户认证持续推进，龙头客户认可彰显综合实力。公司产品已通过认证的客户数量 持续提升，300mm半导体硅片部分产品已获得中芯国际、华虹宏力、华力微电子、 长江存储、长鑫存储等多家国内知名芯片制造企业的认证通过，基本实现对国内成 熟制程乃至先进制程的逻辑芯片用300mm半导体硅片以及包括DRAM、3D-NAND、 NOR FLASH在内的存储芯片用300mm半导体硅片需求的覆盖。公司已拥有众多海 外国际知名客户，包括台积电、台联电、格罗方德、意法半导体、Towerjazz。芯片 制造企业对各类原材料的质量有着严苛的要求，对供应商的选择非常慎重，公司进 入众多龙头客户供应链，彰显了公司在产业技术、产品性能、质量控制、供应链管 理、品牌经营等多方面的综合实力。

长期供货协议反映行业高景气度，客户合作关系深度绑定。2022年1月，公司与下游 长江存储、武汉新芯分别签订长期供货协议。2021年公司对长江存储、武汉新芯销 售额分别为1.43亿元、1.03亿元；长期协议披露数据显示，2022年H1对两家客户协 议销售额分别为1.55亿元、0.80亿元，下游大客户2022年销售额预期实现高速增长， 反映出硅片行业的高景气度。长期供货协议的签订进一步深化公司和下游龙头客户 的合作关系，公司在硅片市场中的竞争壁垒和优势地位得以持续提升。

（五）产业链端：上下游延伸布局，推进国产供应链自主可控

投资硅材料、设备供应商，建立健全国产化供应链。2022年1月，公司向半导体多晶 硅材料公司江苏鑫华增资3,200万元并持有公司1.03%的股权。电子级多晶硅是集成 电路产业链不可或缺的组成部分，在硅片成本中占比约为20%~30%。江苏鑫华是国 内目前系统掌握统掌握高纯半导体级多晶硅提纯技术、并成功量产形成下游批量销 售的企业之一。公司此前对江苏鑫华的电子级多晶硅材料进行过生产与使用论证， 并取得了一定的进展。增资项目进一步培育了国产电子级多晶硅供应商，推动公司 国产化原材料的应用。2021年9月，公司出资2,000万元，参与了南京晶升装备股份 有限公司的增资扩股，南京晶升是国内半导体拉晶炉设备供应商之一，公司重视与 国产设备供应商的合作，通过股权纽带进一步深化业务往来与技术协作。

牵头建设硅材料研发项目，带动上下游产业持续创新。2022年1月，公司公告拟投资 34.57亿元，建设“集成电路硅材料工程研发配套”项目，拟建设一座硅材料工程技 术研发实验基地，包括向第三方提供服务的公共检测平台等。项目的建成将弥补我 国在硅材料工程研究与应用方面的不足，带动国内硅材料配套产业的发展，带动区 域科技创新，同时可以有效带动相关硅材料上下游产业的持续创新。

生态体系建设成效初显，勇担大硅片产业链国产替代引领者。公司投资下游晶圆厂 商中芯国际，积极打通大尺寸硅片产业链上下游联合研发和产品认证环节；投资上 海集成电路材料研究院有限公司等多个创新中心，建立和加入“产学研”及“创新中 心”平台；投资集成电路材料企业广州新锐，解决国内目前无商业化先进光掩模本 土供应商的问题；积极推进硅基绝缘体上压电薄膜衬底材料的产业化，发展 SOI 硅 材料生态系统。在公司的持续经营下，以公司为核心的国产大硅片产业链生态系统 已具雏形，这是公司引领大硅片产业链国产替代道路上的阶段性里程碑，也为公司 发展打开深度和广度上的空间。

四、盈利预测和投资分析

目前，行业景气度处于上升周期，硅片供求出现缺口，同时，随着硅片的国产替代 不断推进，公司下游需求旺盛，收获了长期订单，锁定了未来业绩；此外，随着下 游5G通信、数据中心等应用场景的兴起，硅片需求也将进一步攀升。

公司的主营业务可以分为200mm及以下硅片（抛光片、外延片、SOI硅片，由 Okmetic和新傲科技研发和生产）和300mm硅片（抛光片和外延片，由上海新昇研 发和生产）。

（1）200mm及以下半导体硅片营收：主要包括抛光片、外延片、SOI硅片，其中 Okmetic提供的产品面向MEMS、先进传感器和汽车电子等高端细分市场，新傲科 技提供的产品主要面向射频前端芯片、逻辑芯片、模拟芯片等。考虑到汽车电子和 射频前端芯片具备较好的发展前景，我们预计Okmetic和新傲科技的产能利用率依 然维持在较高水平，同时通过产线优化调整，公司业绩有望进一步提升。 预计公司200mm及以下半导体硅片业务2022年-2024年的营业收入分别为16.20、 20.05、20.84亿元，毛利率为22.30%、23.19%、23.39%。

（2）300mm半导体硅片营收：主要包括抛光片和外延片，由上海新昇研发和生 产，综合考虑上海新昇在300mm硅片方面的产能优势和技术优势，我们预计随着 公司300mm硅片客户认可度的增加以及出货量的快速上升，公司盈利能力将快速 提升。

预计公司300mm半导体硅片业务2022年-2024年营业收入分别为14.15、22.41、 31.13亿元，毛利率为5.51%、10.15%、15.25%。

预计公司2022-2024年营业收入分别为34.11、46.41、56.11亿元，同比增长38.3%、 36.1%、20.9%，每股净资产分别为4.20、5.79、5.94元。半导体硅片是重资产行业， 工厂、设备等固定资产投资巨大，且资产投入初期，产能处于爬坡阶段、产品处于客 户认证与导入阶段，盈利能力不能得到充分体现。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。