以IC集成电路用的300毫米（12寸）大硅片为例，生产工艺流程如下：拉晶—滚磨—线切割—倒角—研磨—腐蚀—热处理—边缘抛光—正面抛光—清洗—外延—检测。其中，拉晶、研磨、抛光工艺和质量控制是大硅片产品质量是否合格的关键。
单晶硅片生产线主要设备配置
序号 | 设备名称 | 用途 | 难度系数 | 主要生产厂商 | |
1 | 单晶硅生长炉 | 通过直拉法生产单晶 | ★★★★ | 德国PVA,美国Kayex，日本Ferrotec，北方华创，晶盛机电 | |
2 | 切片机 | 将晶棒切割成目标厚度的薄片 | ★ | 瑞士M&B，日本东京精密，日本TAKATORI，日本齐藤SAIDO，瑞士HCT | |
3 | 倒角机 | 将硅片边缘进行倒角处理 | ★ | 德国博世，日本日立，浙江博大 | |
4 | 磨削设备 | 通过研磨工艺等将硅片表面损伤层去除并达到微米级别的平整度 | ★★ | 德国IKA,日本齐藤SAIDO日本科库森 | |
5 | CMP抛光机 | 通过CMP法使硅片表面达到镜面效果（纳米级的微粗程度） | ★★★ | 荷兰ASML，德国玛托，日本KOVAX | |
6 | 清洗设备 | 通过化学药水等清洗表面不纯物和颗粒 | ★★ | 中电45所 | |
7 | 检测设备 | 出厂检查，测定硅片外观、几何尺寸、电性能、颗粒度等参数 | ★★★ | 日本Advantest，韩国FORTIX | |
数据来源：公开资料整理
相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国硅片市场深度分析及投资前景预测报告》
目前国内4-6英寸硅片需求基本能够满足；8英寸硅片总产量(含抛光片和外延片)总计为120万片，而月需求量约80万片，预计从2020年开始月需求将达750万-800万片；12英寸硅片完全依赖进口，目前国内的总需求约为50万片/月，预计到2018年后总需求为110万-130万片/月。根据我们的测算，到2020年硅片设备总需求额（亿元）（即为保有量）590亿元。2017年-2020年的新增设备需求额分别为57亿元，77亿元，113亿元，191亿元；核心设备单晶炉的需求量为48亿元。
模型基本假设：1、国内需求量爆发，且国内按照目前的产能的供给量有限，12英寸硅片2020年仅120万片的月产能；
2、供需关系之间缺口才是导致所有硅片厂扩产的核心因素；
3、半导体硅片行业也存在国产化要求：即实际的供需缺口=进口替代的潜在需求量。
12英寸硅片设备需求测算
- | 2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E |
国内需求（万片/月） | 35 | 50 | 78 | 135 | 200 |
YoY | / | 43% | 56% | 73% | 48% |
国内供给（万片/月） | 0 | 0 | 5 | 15 | 30 |
YoY | / | / | / | 200% | 100% |
供需缺口（万片/月） | 35 | 50 | 73 | 120 | 170 |
YoY | - | - | 46% | 64% | 42% |
成品率 | 60% | 60% | 70% | 70% | 70% |
实际供需缺口（万片/月） | 58 | 83 | 122 | 171 | 243 |
需要新建硅片厂数量（按照10万片/月的产能规划） | 5.8 | 8.3 | 12.2 | 17.1 | 24.3 |
每10万片12寸投资额（亿元） | 28 | 28 | 26 | 24 | 24 |
设备投资额（占比70%） | 19.6 | 19.6 | 18.2 | 16.81 | 16.8 |
硅片设备总需求额（亿元）（保有量） | 114.3 | 163.3 | 221.4 | 288.0 | 408.0 |
新增设备需求（亿元） | - | 49.0 | 58.1 | 66.6 | 120.0 |
数据来源：公开资料整理
8英寸硅片设备需求测算
2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E | |
国内需求（万片/月） | 50 | 80 | 140 | 260 | 500 |
YoY | / | 60% | 75% | 86% | 92% |
国内供给（万片/月） | 5 | 15 | 30 | 60 | 120 |
YoY | / | 200% | 100% | 100% | 100% |
供需缺口（万片/月） | 45 | 65 | 110 | 200 | 380 |
YoY | - | 44% | 69% | 82% | 90% |
成品率 | 65% | 68% | 70% | 75% | 80% |
实际供需缺口（万片/月） | 69 | 96 | 157 | 267 | 475 |
需要新建硅片厂数量（按照10万片/月的产能规划） | 6.9 | 9.6 | 15.7 | 26.7 | 47.5 |
每10万片12寸投资额（亿元） | 8 | 7 | 6 | 6 | 5.5 |
设备投资额（占比70%） | 5.6 | 4.9 | 4.2 | 4.2 | 3.9 |
硅片设备总需求额（亿元）（保有量） | 38.8 | 46..8 | 66.0 | 112.0 | 182.9 |
新增设备需求（亿元） | - | 8.1 | 19.2 | 46.0 | 70.9 |
数据来源：公开资料整理
8英寸、12英寸设备合计
- | 2016 | 2017 | 2018E | 2019E | 2020E |
硅片设备总需求额（亿元）（保有量） | 153.1 | 210.2 | 287.4 | 400.0 | 590.9 |
新增设备需求额（亿元） | - | 57.1 | 77.3 | 112.6 | 190.9 |
分设备类型测算 | - | ||||
单晶炉(占比25%) | - | 14 | 19 | 28 | 48 |
切片机（占比5%） | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
倒角机器（占比8%） | - | 5 | 6 | 9 | 15 |
磨片机（占比9%） | - | 5 | 7 | 10 | 17 |
磨片测试机（占比8%） | - | 5 | 6 | 9 | 15 |
化学腐蚀设备（占比5%） | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
热处理设备（占比5%） | - | 3 | 4 | 6 | 10 |
CMP抛光机（占比10%） | - | 6 | 8 | 11 | 19 |
清洗设备（占比10%） | - | 6 | 8 | 11 | 19 |
检测设备（占比15%） | - | 9 | 12 | 17 | 29 |
数据来源：公开资料整理.
国内需求缺口大，投资高峰尚未到来。而目前国内对主流300mm大硅片的需求量约50万片/月，几乎完全依赖进口；到2020需求量将会达到200万片/月，缺口仍有约170万片/月。这样一个供不应求并且寡头垄断的硅片市场，突出的供需矛盾将倒逼硅片国产化。投建大硅片项目对我国集成电路产业的意义就是上游（原材料端）的自主可控。目前硅片市场整体处于供不应求的状态，且预计供需缺口仍会持续扩大。
目前国内至少已有9个硅片项目，合计投资规模超500亿元人民币：包括上海新昇（68亿元）、重庆超硅、成都超硅（50亿元）、宁夏银和、浙江金瑞泓（50亿元）、郑州合晶一二期（53亿元）、无锡宜兴中环晶盛项目（30亿美金）、京东方西安高新区项目（100亿元）等。设备采购额在产能投资额中的占比达70%。据我们测算，从2017年到2020年，国内硅片设备的采购额合计达364亿元。其中核心设备单晶炉的采购量合计为91亿元。
智研咨询 - 精品报告
2023-2029年中国硅片设备行业市场竞争态势及未来趋势研判报告
《2023-2029年中国硅片设备行业市场竞争态势及未来趋势研判报告》共十章，包含中国硅片设备优势生产企业竞争力分析，2022年中国硅片设备相关行业运行状况探析—硅料，2023-2029年中国硅片设备行业发展趋势与投资预测分析等内容。
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