內(nèi)容概要:硅外延片是半導(dǎo)體制造核心材料,通過外延生長技術(shù)實現(xiàn)晶格匹配與參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)控,為集成電路、功率器件提供性能支撐。當(dāng)前,下游應(yīng)用市場呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長態(tài)勢:2024年全國集成電路產(chǎn)量達(dá)4514.2億塊,2025年1-9月產(chǎn)量達(dá)3818.9億塊,帶動12英寸外延片需求;中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模2024年增至1752.55億元,新能源汽車、光伏等領(lǐng)域驅(qū)動8英寸及以上外延片需求爆發(fā);半導(dǎo)體材料市場規(guī)模2024年達(dá)134.6億美元,硅外延片作為關(guān)鍵材料持續(xù)受益。我國硅外延片行業(yè)處于規(guī)模擴(kuò)張與質(zhì)量升級關(guān)鍵期,2024年市場規(guī)模達(dá)124.4億元,12英寸、8英寸產(chǎn)品主導(dǎo)市場,高端技術(shù)加速突破。企業(yè)格局上,國際巨頭主導(dǎo)高端市場,本土企業(yè)梯隊化追趕,競爭焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向技術(shù)協(xié)同與產(chǎn)業(yè)鏈整合。未來,行業(yè)將向高端化、自主化、多元化發(fā)展,技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、應(yīng)用拓展與寬禁帶半導(dǎo)體布局將成為核心方向。
上市企業(yè):滬硅產(chǎn)業(yè)(688126.SH)、TCL中環(huán)(002129.SZ)、立昂微(605358.SH)、西安奕材(688783.SH)、有研硅(688432.SH)、協(xié)鑫科技(03800.HK)、通威股份(600438.SH)、上海合晶(688584.SH)
相關(guān)企業(yè):南京國盛電子有限公司、浙江麗水中欣晶圓半導(dǎo)體科技有限公司、上海超硅半導(dǎo)體股份有限公司、上海晶盟硅材料有限公司、河北普興電子科技股份有限公司、福建一輪善淳科技發(fā)展有限公司、沈陽硅基科技有限公司、四川廣瑞半導(dǎo)體有限公司、中電科先進(jìn)材料技術(shù)創(chuàng)新有限公司、武漢正威硅基科技有限公司、南京盛鑫半導(dǎo)體材料有限公司
關(guān)鍵詞:硅外延片?、半導(dǎo)體材料、硅外延片發(fā)展歷程、硅外延片?行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、硅外延片?發(fā)展現(xiàn)狀、硅外延片市場規(guī)模、硅外延片細(xì)分市場、硅外延片?企業(yè)布局、硅外延片?發(fā)展趨勢
一、硅外延片?行業(yè)相關(guān)概述
硅外延片是通過外延生長技術(shù)在硅襯底材料表面生長一層具有特定電學(xué)、光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性的單晶半導(dǎo)體薄膜而形成的核心半導(dǎo)體材料。其核心特征在于外延層與硅襯底保持晶格匹配的單晶結(jié)構(gòu),且可通過工藝調(diào)控實現(xiàn)純度、厚度、摻雜濃度等關(guān)鍵參數(shù)的精確控制,從而滿足不同半導(dǎo)體器件的性能需求。
作為半導(dǎo)體制造的基礎(chǔ)材料,硅外延片的核心價值在于解決了襯底材料與器件功能需求的適配矛盾——通過在低成本硅襯底上生長高性能外延層,既保留了硅材料成熟的制造工藝優(yōu)勢,又能實現(xiàn)器件對電學(xué)特性的個性化要求,為集成電路、功率器件等產(chǎn)品的高性能化提供了核心支撐。
硅外延片的分類可從多個核心維度展開,按尺寸規(guī)格可分為300mm(12英寸)、200mm(8英寸)及150mm(6英寸及以下),分別對應(yīng)高端先進(jìn)制程、中端通用場景及傳統(tǒng)分立器件需求;按外延層特性可分為同質(zhì)外延硅片(外延層與襯底均為硅,應(yīng)用最廣)、異質(zhì)外延硅片(硅襯底上生長其他半導(dǎo)體材料,適配高端場景)和絕緣體上硅(SOI)外延片(具優(yōu)異隔離性能,用于高性能器件);按應(yīng)用場景則可分為存儲器用、邏輯和微處理器用、模擬芯片用,以及分立器件和傳感器用硅外延片,分別滿足不同類型半導(dǎo)體器件的性能要求。
二、中國硅外延片行業(yè)發(fā)展歷程
中國硅外延片行業(yè)經(jīng)歷了從技術(shù)依賴到逐步實現(xiàn)自主可控的崛起歷程。早期階段,行業(yè)以引進(jìn)消化國外技術(shù)為主,主要聚焦于4-6英寸低端產(chǎn)品,進(jìn)口依存度居高不下;2000年后,在政策引導(dǎo)與支持下,行業(yè)步入自主突破期,通過技術(shù)合作與自主研發(fā)逐步掌握了8英寸核心工藝,并在長三角等地形成了初具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群,為后續(xù)發(fā)展奠定了產(chǎn)能與技術(shù)基礎(chǔ)。2016年以來,伴隨國產(chǎn)替代浪潮的推進(jìn)以及下游新興產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁拉動,行業(yè)加速向12英寸大尺寸、低缺陷密度的高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)型,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)日益凸顯,國產(chǎn)化率與全球市場占有率持續(xù)攀升。當(dāng)前,中國硅外延片行業(yè)正全面邁向智能化、高端化的高質(zhì)量發(fā)展新階段。
三、中國硅外延片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
中國硅外延片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈緊密聯(lián)動、協(xié)同發(fā)展,上游以多晶硅、高純氣體等原材料及單晶爐、外延設(shè)備等核心裝備為支撐,國內(nèi)多晶硅產(chǎn)能雖居全球主導(dǎo),但高端電子級材料及部分關(guān)鍵設(shè)備仍存進(jìn)口依賴,北方華創(chuàng)、晶盛機(jī)電等企業(yè)正加速國產(chǎn)化突破;中游作為核心制造環(huán)節(jié),滬硅產(chǎn)業(yè)、TCL中環(huán)等龍頭企業(yè)主導(dǎo)生產(chǎn),在6-12英寸硅外延片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),長三角、粵港澳大灣區(qū)等區(qū)域形成產(chǎn)業(yè)集群,國產(chǎn)化率持續(xù)提升但高端產(chǎn)品仍有缺口,技術(shù)迭代聚焦大尺寸化與低缺陷工藝;下游廣泛應(yīng)用于集成電路、功率半導(dǎo)體、光伏等領(lǐng)域,新能源汽車、人工智能、5G通信等新興產(chǎn)業(yè)帶動需求持續(xù)擴(kuò)張,既存在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的規(guī)?;少?,也有車規(guī)級器件等領(lǐng)域的定制化需求,反向牽引中游技術(shù)升級與上游供應(yīng)鏈優(yōu)化。
半導(dǎo)體集成電路是硅外延片最重要的應(yīng)用市場,當(dāng)前該領(lǐng)域需求正呈現(xiàn)顯著的高端化升級趨勢,成為12英寸大尺寸硅外延片增長的核心驅(qū)動力。隨著國內(nèi)晶圓廠先進(jìn)制程產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)建,28nm及以下邏輯芯片、存儲芯片、圖像傳感器(CIS)等高端器件對低缺陷、高均勻性外延片的需求快速提升,推動集成電路用硅外延片市場持續(xù)放量。2024年,全國集成電路產(chǎn)量達(dá)4514.2億塊,同比增長14.38%;2025年1-9月,產(chǎn)量已達(dá)3818.9億塊,同比增長8.6%,整體保持穩(wěn)健增長,為硅外延片行業(yè)提供了持續(xù)且強(qiáng)勁的下游支撐。
中國是全球功率半導(dǎo)體最大消費(fèi)國,占據(jù)全球約40%的市場份額,而半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域正是硅外延片的核心需求來源,其需求增速長期領(lǐng)跑硅外延片全行業(yè)。2024年中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模已增長至1752.55億元,同比提升15.3%,市場擴(kuò)張態(tài)勢顯著。隨著新能源汽車滲透率突破40%、光伏逆變器向1500V高功率密度升級,以及5G通信基站建設(shè)進(jìn)入規(guī)模化擴(kuò)容階段,車規(guī)級IGBT模塊、光伏專用功率器件、5G射頻器件對高耐壓、低損耗、高可靠性硅外延片的需求呈爆發(fā)式增長,為硅外延片行業(yè),尤其是8英寸及以上規(guī)格產(chǎn)品打開了廣闊的增量空間。
相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《中國硅外延片行業(yè)市場運(yùn)行格局及發(fā)展趨勢研判報告》
四、中國硅外延片?行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石,主要涵蓋晶圓制造材料與封裝測試材料兩大體系。其中,硅外延片作為晶圓制造中的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,對芯片性能與可靠性具有重要影響。近年來,在新能源汽車、高端裝備制造、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)以及智能手機(jī)等下游應(yīng)用行業(yè)迅猛發(fā)展的推動下,半導(dǎo)體材料市場需求持續(xù)增長。數(shù)據(jù)顯示,2020年中國大陸半導(dǎo)體材料市場規(guī)模已達(dá)97.6億美元,超越韓國躍居全球第二;2024年,其規(guī)模進(jìn)一步增至134.6億美元,同比增長2.85%。
當(dāng)前,我國硅外延片行業(yè)正處在“規(guī)模擴(kuò)張與質(zhì)量升級并行”的關(guān)鍵發(fā)展期,市場規(guī)模與產(chǎn)業(yè)競爭力同步增強(qiáng),已成為全球半導(dǎo)體材料領(lǐng)域不可或缺的核心增長極。受益于下游需求強(qiáng)勁爆發(fā)與國產(chǎn)替代進(jìn)程加速,行業(yè)持續(xù)保持高速增長,2024年市場規(guī)模已達(dá)124.4億元人民幣,同比增長10.58%。在新能源汽車IGBT、光伏逆變器、5G通信器件等應(yīng)用場景的強(qiáng)勁驅(qū)動下,行業(yè)需求結(jié)構(gòu)不斷向高端化演進(jìn)。與此同時,國產(chǎn)企業(yè)在大尺寸、低缺陷工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)突破,推動行業(yè)從“量”的積累邁向“質(zhì)”的跨越。
從細(xì)分市場看,目前,全球半導(dǎo)體硅片市場以12英寸(300mm)和8英寸(200mm)產(chǎn)品為主導(dǎo)。數(shù)據(jù)顯示,2024年全球300mm硅片出貨面積達(dá)92.94億平方英寸,同比增長6.49%;200mm硅片出貨面積為24.12億平方英寸,小幅增長1.94%;而150mm及以下尺寸硅片出貨面積僅為4.91億平方英寸,同比下降9.07%,反映市場持續(xù)向大尺寸集中。
從國內(nèi)市場來看,我國硅外延片行業(yè)正處于從“成熟制程主導(dǎo)”向“高端工藝攻堅”的轉(zhuǎn)型階段。在12英寸大尺寸外延片方面,國內(nèi)龍頭企業(yè)已實現(xiàn)萬片級月產(chǎn)能,缺陷密度控制能力接近國際先進(jìn)水平,部分產(chǎn)品位錯密度可控制在10/cm2以下,逐步滿足中高端芯片制造需求;8英寸外延片工藝成熟穩(wěn)定,已實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),有力支撐功率器件等應(yīng)用領(lǐng)域。與此同時,異質(zhì)外延、超厚外延層(>150μm)及多區(qū)獨(dú)立摻雜等高端技術(shù)加速突破,以立昂微電子為代表的國內(nèi)企業(yè)已將復(fù)合式減壓外延等技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,推動產(chǎn)品性能向國際一流水平穩(wěn)步靠攏。
五、中國硅外延片行業(yè)企業(yè)競爭格局
中國硅外延片行業(yè)已形成“國際巨頭主導(dǎo)高端、本土企業(yè)梯隊化追趕”的競爭格局。日本信越、SUMCO、Siltronic等國際企業(yè)憑借技術(shù)積累在12英寸高端市場占據(jù)主導(dǎo)地位,長期供應(yīng)中芯國際等國內(nèi)頭部晶圓廠的先進(jìn)制程產(chǎn)線,國內(nèi)該尺寸產(chǎn)品進(jìn)口依存度仍較高。本土陣營中,滬硅產(chǎn)業(yè)、TCL中環(huán)等龍頭專注12英寸技術(shù)突破;立昂微、南京國盛在8英寸功率器件領(lǐng)域建立優(yōu)勢;上海合晶、中欣晶圓則通過全流程布局鞏固市場地位。當(dāng)前競爭焦點(diǎn)已從產(chǎn)能擴(kuò)張轉(zhuǎn)向“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同”的綜合較量,在國產(chǎn)替代浪潮推動下,本土企業(yè)正加速縮小與國際差距,推動行業(yè)向高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展。
六、中國硅外延片?行業(yè)發(fā)展趨勢分析
中國硅外延片行業(yè)未來將朝著高端化、自主化與多元化方向加速發(fā)展。技術(shù)層面,行業(yè)將持續(xù)向12英寸大尺寸、低缺陷密度等高端工藝迭代,并突破選擇性外延等先進(jìn)技術(shù),推動產(chǎn)業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)型。產(chǎn)業(yè)鏈方面,上下游協(xié)同將更加緊密,通過設(shè)備材料國產(chǎn)化與垂直整合,構(gòu)建安全可控的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。應(yīng)用領(lǐng)域則呈現(xiàn)多元化拓展態(tài)勢,除鞏固傳統(tǒng)功率器件市場外,更將聚焦新能源汽車、人工智能等新興場景,同時在碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體賽道構(gòu)建差異化競爭力,實現(xiàn)從跟隨發(fā)展到創(chuàng)新引領(lǐng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。具體發(fā)展趨勢如下:
1、技術(shù)升級:加速向大尺寸與先進(jìn)工藝迭代
中國硅外延片行業(yè)未來將持續(xù)向大尺寸化、高性能化方向演進(jìn)。12英寸硅片作為主流技術(shù)路線,其產(chǎn)能擴(kuò)張與工藝優(yōu)化仍是企業(yè)競爭焦點(diǎn),尤其在邏輯芯片、存儲器等高端應(yīng)用領(lǐng)域,對低缺陷密度、高均勻性外延片的需求將驅(qū)動技術(shù)迭代。與此同時,隨著芯片制程微縮,外延工藝需匹配更嚴(yán)苛的均勻性與缺陷控制要求,促使企業(yè)突破超厚外延層、選擇性外延沉積(SEG)等先進(jìn)技術(shù)。此外,異質(zhì)外延等創(chuàng)新工藝的成熟度提升,將進(jìn)一步支撐硅基材料在集成光子、三維封裝等新興領(lǐng)域的應(yīng)用,推動行業(yè)從“規(guī)模制造”向“技術(shù)引領(lǐng)”轉(zhuǎn)型。
2、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同:強(qiáng)化自主可控與生態(tài)整合
面對全球供應(yīng)鏈不確定性,中國硅外延片行業(yè)將更注重產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同,以提升自主可控能力。上游材料與設(shè)備領(lǐng)域,高純度多晶硅、外延生長設(shè)備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化進(jìn)程預(yù)計加速,推動成本優(yōu)化與供應(yīng)安全。中游制造企業(yè)通過垂直整合(如拋光片+外延片一體化布局)加強(qiáng)與晶圓廠、設(shè)計公司合作,構(gòu)建從襯底到外延的閉環(huán)生態(tài)。下游應(yīng)用方面,新能源汽車、人工智能、5G通信等產(chǎn)業(yè)對高性能芯片的需求,將倒逼外延片企業(yè)與終端用戶共同定義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)“需求-研發(fā)-量產(chǎn)”深度綁定,形成產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動創(chuàng)新格局。
3、應(yīng)用拓展:新興場景驅(qū)動產(chǎn)品多元化創(chuàng)新
未來行業(yè)增長動力將顯著依賴于應(yīng)用場景的多元化與專業(yè)化。傳統(tǒng)領(lǐng)域如功率器件、模擬芯片持續(xù)迭代,對8英寸外延片的耐壓特性與可靠性提出更高要求;而新興領(lǐng)域如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體外延片,因契合新能源汽車、綠色能源對高效能功率轉(zhuǎn)換的需求,成為重點(diǎn)布局方向。同時,智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、邊緣計算等邊緣應(yīng)用場景的興起,推動了對特種外延片(如SOI外延片)的需求,促進(jìn)企業(yè)開發(fā)適配不同功耗、頻率與集成度的定制化產(chǎn)品。通過技術(shù)分層與市場細(xì)分,外延片企業(yè)將逐步構(gòu)建多賽道、差異化的競爭力體系。
以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(www.rainbowgiftswholesale.com)發(fā)布的《中國硅外延片行業(yè)市場運(yùn)行格局及發(fā)展趨勢研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu),提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。
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2026-2032年中國硅外延片行業(yè)市場運(yùn)行格局及發(fā)展趨勢研判報告
《2026-2032年中國硅外延片行業(yè)市場運(yùn)行格局及發(fā)展趨勢研判報告》共十一章,包含硅外延片投資建議,中國硅外延片未來發(fā)展預(yù)測及投資前景分析,對中國硅外延片投資的建議及觀點(diǎn)等內(nèi)容。
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