一文讀懂2023年中國單晶矽片行業現狀及前景:行業應用領域將越來越廣泛

2023-11-09     智研諮詢

原標題:一文讀懂2023年中國單晶矽片行業現狀及前景:行業應用領域將越來越廣泛

內容概要:2022年我國光伏單晶矽片產量348.1GW,半導體單晶矽片產量8.3億平方英寸;光伏單晶矽片需求量325.6GW,半導體單晶矽片需求量24.29億平方英寸。預計2023年我國光伏單晶矽片產量約為478.6GW,半導體單晶矽片產量11.2億平方英寸;光伏單晶矽片需求量459.1GW,半導體單晶矽片需求量31.58億平方英寸。

關鍵詞:單晶矽片市場規模、單晶矽片市場競爭格局、單晶矽片行業發展前景

一、行業概況

集成電路(Integrated Circuit,IC)是促進產業不斷改革的關鍵技術。單晶矽,由於其較高的精度和較高的表面質量等優點,被廣泛地應用在IC的製造過程中,集成電路的發展離不開單晶矽。

單晶矽片是由單晶矽棒切割形成的方片或八角形片,業內統稱為矽片。單晶矽片分為p型矽片和n型矽片。單晶矽片是製造集成電路的基礎主體功能材料之一,主要應用於製成太陽能電池組件、大功率整流器、大功率電晶體、二極體、開關器件等方面。單晶矽片的規格要求高,製作工藝複雜,產品質量的好壞直接影響著微型電子器件的內在品質。

單晶矽片的加工是IC製造過程中的關鍵環節,光刻、刻蝕、濺射等微細加工技術和研磨、磨削、化學機械拋光等超精密加工技術被廣泛地應用在集成電路製造的各個階段,其中,超精密加工技術是IC矽片製造的主流技術。

二、全球單晶矽片行業分析

集成電路(IntegratedCircuit,IC)是現代信息技術發展的基礎。單晶矽是集成電路製造的主要襯底材料。單晶矽作為典型的硬脆材料,硬度高、脆性大。

近年來,隨著集成電路和太陽能電池市場的較快發展,全球單晶矽片規模保持快速增長趨勢,截至2022年底,全球單晶矽片市場規模從2017年的111.27億美元增長至達409.68億美元,預計2023年全球單晶矽片市場規模439.79億美元左右。

全球單晶矽片的主要產銷市場是亞洲,占全球的84.9%,主要國家及地區分別為中國、日本、中國台灣、韓國等;北美占全球單晶矽片產銷市場的6.46%;歐洲占5.12%。

相關報告:智研諮詢發布的《2024-2030年中國單晶矽片行業市場競爭策略及未來發展潛力報告》

三、國內單晶矽片行業發展現狀

集成電路是現代信息技術的基礎,其先進程度已然標誌著一個國家工業的發展水平。單晶矽作為IC晶片製造的主流導體襯底材料被廣泛應用。單晶矽屬於硬脆材料,通常採用線鋸切割、超精密磨削、研磨以及拋光等方式進行加工。近年來,中國光伏裝機終端市場的快速發展有效拉動了對產業上游包括矽片在內的原材料的需求.

目前國內半導體矽片產業鏈基本已布局較為完善,但整體國產化率仍偏低,其中矽片製造設備中單晶爐國產化率較高,耗材中多晶矽國產化率較高,其餘則均處于海外進口階段;矽片生產階段目前6英寸及以下矽片國產化率較高,8英寸矽片國產化率水平較低,其中外延片略高於拋光片,12英寸矽片則處於剛實現「從0-1」突破的階段,未來國產替代空間較大。

2022年我國光伏單晶矽片行業產量348.1GW,半導體單晶矽片行業產量8.3億平方英寸;光伏單晶矽片需求量325.6GW,半導體單晶矽片需求量24.29億平方英寸。預計2023年我國光伏單晶矽片行業產量約為478.6GW,半導體單晶矽片行業產量11.2億平方英寸;光伏單晶矽片需求量459.1GW,半導體單晶矽片需求量31.58億平方英寸。

2022年我國單晶矽片行業市場規模1697.27億元,其中,光伏單晶矽片行業1559.38億元,半導體單晶矽片市場規模137.89億元。2023年中國單晶矽片行業市場規模預計為1722.14億元,其中:光伏單晶矽片行業1556.35億元,半導體單晶矽片市場規模165.79億元。

單晶矽片具有高純度、高結晶度、電子遷移率高等特點,在材料行業中應用廣泛,其中光伏、半導體等行業是其主要應用領域。從單晶矽片的需求區域來看,某個區域的單晶矽片行業的市場需求和該區域光伏、半導體產業的發展情況息息相關,國內華東地區的光伏、半導體產業發達,其對單晶矽片的需求更大。2022年國內華東地區單晶矽片市場規模占全國的68.02%,其次是西南,占10.3%; 華北、西北各約占8%。

2022年我國半導體單晶矽片均價5.68元/平方英寸,光伏單晶矽片均價4.79億元/GW。國內產品需求升級、用工成本、通脹等要素將在一定程度上緩衝產品價格下降速率。隨著行業的持續發展,技術的逐漸成熟,單晶矽片產品生產銷售規模的擴大,行業規模效益將會更加顯著,推動產品成本下降,預計2023年我國半導體單晶矽片均價5.25元/平方英寸,光伏單晶矽片均價3.39億元/GW。,預計未來我國單晶矽片產品價格將呈現出下降趨勢。

四、產業鏈

1、產業鏈結構

單晶矽片行業產業鏈上游為多晶矽、石英坩堝、各類特種氣體、清洗與分選檢測設備和其他原輔料;中游為單晶矽片的生產供應環節;下游主要應用於光伏、半導體等產業。

2、上游-多晶矽

多晶矽是單質矽的一種形態。多晶矽可作拉制單晶矽的原料,生產單晶矽的原料是多晶矽廠生產的高純多晶矽,要求純度至少在6N以上,也就是說矽含量在99.9999%。

全球範圍內,多晶矽的生產工藝路線都是多種並存,產業化技術相互封鎖和壟斷的局面。目前,工業上製備多晶矽的化學方法主要有改良西門子法、矽烷法、流化床法、無氯技術、VLD、新矽烷法;另外還有物理方法,包括鋁熱還原法、冶金法、區域熔化提純法,以及熱線法。

據統計我國多晶矽產能從2016年的21.0萬噸增長至2022年的114.5萬噸;多晶矽產量從2016年的19.4萬噸增長至2022年的82.7萬噸。

3、下游-光伏產業

光伏矽片,是製備光伏晶矽電池的重要材料。光伏作為可再生能源的主要電力方式,將在實現碳中和的各類領域和場景中扮演關鍵角色。隨著光伏行業技術不斷進步和度電成本的下降,過去十年全球範圍內的光伏度電成本降幅超過90%,與風電、天然氣、煤電及核電相比,降幅最大,光伏發電全球最低中標電價已達到1.04美分/KWh,裝機規模達到GW級的國家數量已由2010年的3個大幅增長至16個,預計未來範圍還將進一步擴大。目前光伏發電已在全球很多國家和地區成為最具競爭力的電力能源,根據IEA預測,2021年光伏新增裝機將達到可再生能源新增裝機的一半以上。

2021年以來碳中和目標打開光伏成長空間,國內整縣推進、風光大基地、歐洲能源危機等事件輪番刺激,光伏裝機需求高漲,2022年我國光伏新增裝機量同比增長60.27%至8741萬千瓦,光伏累計裝機容量達到39261萬千瓦。

五、行業發展歷程

太陽能電池單晶矽片行業的發展歷程可以追溯到上世紀50年代。當時,太陽能電池的研究還處於起步階段,科學家們開始探索如何利用半導體材料製造出能夠將光能轉化為電能的器件。在1960年代初期,美國國家航空航天局(NASA)開始資助太陽能電池的研究和開發工作。在這個背景下,美國的太陽能電池產業開始迅速發展起來。1968年,美國首次成功地將太陽能電池用於空間探測器上,標誌著太陽能電池技術進入了實用化階段。隨著時間的推移,太陽能電池的技術不斷得到改進和完善。20世紀70年代末期,多晶矽太陽能電池開始逐漸取代單晶矽太陽能電池的地位,成為主流產品。這是因為多晶矽太陽能電池具有更高的效率和更低的成本,同時生產過程也更加簡單和可靠。目前,太陽能電池單晶矽片仍然是太陽能發電系統中最為常用的組件之一。然而,隨著技術的不斷進步和成本的不斷降低,太陽能電池單晶矽片的市場占有率已經逐漸被多晶矽太陽能電池所取代。

晶圓尺寸呈現從4寸6寸8寸12寸18寸的路徑變化。1980年代是4英寸矽片占主流,1990年代是6英寸占主流,2000年代是8英寸占主流,2002年英特爾與IBM首先建成12英寸生產線,到2005年12英寸矽片的市場份額已占20%,2008年其占比上升至30%,2017年繼續上升至67%,12英寸單晶矽片成為了絕對的主導地位。隨著18寸矽片的生產技術逐漸成熟,未來12英寸也將朝著18英寸過渡。

中國單晶矽片行業發展歷程經歷了多個階段,從最初的引進技術到逐漸建立自主產業鏈,成為全球領先的單晶矽片生產國之一。

六、市場集中度

1、企業集中度

單晶矽片行業集中度較高,業內主要廠商包括隆基綠能、中環、晶科、晶澳等。2019-2021年,我國矽片行業龍頭企業產能快速擴張,隆基綠能與TCL中環等行業龍頭企業占據較高的市場份額。

我國光伏單晶矽片行業企業集中度較高,頭部企業市占率達20%以上。2022年,我國光伏單晶矽片產量為348.1GW,其中,TCL中環產量占比達23.46%,協鑫科技產量占比13.4%,高精太陽能產量占比7.64%,雙良節能產量占比4.39%,京運通產量占比4.07%。

2、代表企業-隆基綠能

隆基綠能單晶在全球市場占有率快速提升,並完成了對多晶的市場替代,隆基綠能已發展成為全球最大的集研發、生產、銷售、服務於一體的單晶光伏製造企業,單晶矽片和組件出貨量均位列全球第一。2022年產量85865.24MW,生產量比上年增長22.73%;單晶矽片銷量42518.00MW,銷售量比上年增長25.33%。

七、行業發展趨勢

單晶矽片是一種高純度的半導體材料,是製造半導體器件的重要基礎材料之一。隨著半導體行業的不斷發展,單晶矽片的應用領域將越來越廣泛,技術水平將不斷提高,環保、可持續發展優勢將更加明顯。單晶矽片的行業前景十分廣闊。

智研諮詢專家團隊精心編制的《2024-2030年中國單晶矽片行業市場競爭策略及未來發展潛力報告》(以下簡稱《報告》)重磅發布,《報告》旨在從國家經濟及產業發展的戰略入手,分析單晶矽片行業未來的市場走向,挖掘單晶矽片行業的發展潛力,預測單晶矽片行業的發展前景,助力單晶矽片行業的高質量發展。

本《報告》從2022年全國單晶矽片行業發展環境、整體運行態勢、運行現狀、進出口、競爭格局等角度進行入手,系統、客觀的對我國單晶矽片行業發展運行進行了深度剖析,展望2023年中國單晶矽片行業發展趨勢。《報告》是系統分析2022年度中國單晶矽片行業發展狀況的著作,對於全面了解中國單晶矽片行業的發展狀況、開展與單晶矽片行業發展相關的學術研究和實踐,具有重要的借鑑價值,可供從事單晶矽片行業相關的政府部門、科研機構、產業企業等相關人員閱讀參考。

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