国盛证券:AI驱动先进硅片需求高增 大硅片行业延续复苏势态

AI持续高景气,GPU、HBM带来12英寸硅片增量需求。

智通财经APP获悉,国盛证券发布研报称,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。新产品新技术催生12英寸硅片更多消耗,同等存储容量HBM对12英寸硅片需求量是主流DRAM产品的3倍。当前硅片市场形成由Shin-Etsu、SUMCO等海外厂商垄断,中国内地公司所占份额较小,存在较大的市场空间。此外目前DRAM供应已出现短缺,存储器厂商在需求增长节奏驱动下,已开始表现出保障未来硅片供应的意愿,信越化学预计未来AI相关硅片的出货量将大幅增长。

国盛证券主要观点如下:

AI驱动先进硅片需求高增,大硅片行业延续复苏势态

硅片是芯片制造的地基,占晶圆制造材料比重达30%。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。

目前全球95%以上的半导体器件采用硅片作为衬底,占半导体器件80%的集成电路产品中99%以上采用硅片作为衬底。在硅片衬底的基础上,通过光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等多道工序完成各类半导体器件制作,从而硅片是芯片制造的地基。根据SEMI统计,2024年九大类晶圆制造材料中硅片占比30%,是晶圆制造耗用最大的材料。

硅片向大尺寸发展,12英寸更具经济效益

半导体硅片尺寸(以直径计算)主要有2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸与12英寸等规格,摩尔定律推动下,半导体硅片朝着更大尺寸发展。硅片尺寸越大,每片硅片上能够制造的芯片数量越多,从而使单个芯片的生产成本降低。

在相同工艺条件下,300mm半导体硅片可用面积是200mm硅片的两倍多,其可使用率(即单位硅片可生产芯片的数量)是200mm硅片的2.5倍左右, 12英寸硅片每片单价远高于8英寸硅片单价的2.25倍,其单位面积的单价更高,从而附加值高、制程更先进的芯片采用12英寸硅片生产能获得最大经济效益。一般而言,90纳米以上制程主要使用8英寸及以下半导体硅片,90纳米及以下的制程主要使用12英寸硅片。

AI持续高景气,GPU、HBM带来12英寸硅片增量需求

以AI服务器为例,AI服务器增加高性能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,堆叠层数不断提高,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。新产品新技术催生12英寸硅片更多消耗,同等存储容量HBM对12英寸硅片需求量是主流DRAM产品的3倍。NAND Flash堆叠层数提升至400层,厂商会切换至通过2片晶圆键合制作1个NAND Flash完整晶圆的工艺,相当于12英寸硅片需求翻倍。

根据SEMI预计,2030年全球半导体硅片市场规模预计超过200亿美元。当前硅片市场形成由Shin-Etsu、SUMCO等海外厂商垄断,中国内地公司所占份额较小,存在较大的市场空间。

海外大厂展望12英寸硅片市场持续复苏

1)Sumco:2025年300mm硅片全年复苏趋势延续,展望26Q1,300mm硅片受益于AI需求,前景乐观,中长期来看,300mm硅片方面,AI数据中心的先进逻辑芯片和DRAM需求旺盛,NAND需求预计也将回升;传统产品方面,客户将全面去库存并调整采购量。

2)信越化学:300mm硅片需求保持复苏态势,与AI相关的需求持续强劲,其他领域需求也开始回升,展望未来,AI半导体领域客户正加紧扩产,AI需求激增为行业的结构性变革,硅片需求将持续增长。此外目前DRAM供应已出现短缺,存储器厂商在需求增长节奏驱动下,已开始表现出保障未来硅片供应的意愿,公司预计未来AI相关硅片的出货量将大幅增长。

3)slitronic:展望2026,预计库存调整前硅片需求同比增长约6%,主要由服务器需求驱动。

风险提示

市场竞争加剧风险、行业波动风险、国际贸易摩擦风险、AI发展不及预期。

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