内容概要:硅外延片是半导体制造核心材料,通过外延生长技术实现晶格匹配与参数精准调控,为集成电路、功率器件提供性能支撑。当前,下游应用市场呈现强劲增长态势:2024年全国集成电路产量达4514.2亿块,2025年1-9月产量达3818.9亿块,带动12英寸外延片需求;中国功率半导体市场规模2024年增至1752.55亿元,新能源汽车、光伏等领域驱动8英寸及以上外延片需求爆发;半导体材料市场规模2024年达134.6亿美元,硅外延片作为关键材料持续受益。我国硅外延片行业处于规模扩张与质量升级关键期,2024年市场规模达124.4亿元,12英寸、8英寸产品主导市场,高端技术加速突破。企业格局上,国际巨头主导高端市场,本土企业梯队化追赶,竞争焦点转向技术协同与产业链整合。未来,行业将向高端化、自主化、多元化发展,技术迭代、产业链协同、应用拓展与宽禁带半导体布局将成为核心方向。
上市企业:沪硅产业(688126.SH)、TCL中环(002129.SZ)、立昂微(605358.SH)、西安奕材(688783.SH)、有研硅(688432.SH)、协鑫科技(03800.HK)、通威股份(600438.SH)、上海合晶(688584.SH)
相关企业:南京国盛电子有限公司、浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司、上海超硅半导体股份有限公司、上海晶盟硅材料有限公司、河北普兴电子科技股份有限公司、福建一轮善淳科技发展有限公司、沈阳硅基科技有限公司、四川广瑞半导体有限公司、中电科先进材料技术创新有限公司、武汉正威硅基科技有限公司、南京盛鑫半导体材料有限公司
关键词:硅外延片、半导体材料、硅外延片发展历程、硅外延片行业产业链、硅外延片发展现状、硅外延片市场规模、硅外延片细分市场、硅外延片企业布局、硅外延片发展趋势
一、硅外延片行业相关概述
硅外延片是通过外延生长技术在硅衬底材料表面生长一层具有特定电学、光学和结构特性的单晶半导体薄膜而形成的核心半导体材料。其核心特征在于外延层与硅衬底保持晶格匹配的单晶结构,且可通过工艺调控实现纯度、厚度、掺杂浓度等关键参数的精确控制,从而满足不同半导体器件的性能需求。
作为半导体制造的基础材料,硅外延片的核心价值在于解决了衬底材料与器件功能需求的适配矛盾——通过在低成本硅衬底上生长高性能外延层,既保留了硅材料成熟的制造工艺优势,又能实现器件对电学特性的个性化要求,为集成电路、功率器件等产品的高性能化提供了核心支撑。
硅外延片的分类可从多个核心维度展开,按尺寸规格可分为300mm(12英寸)、200mm(8英寸)及150mm(6英寸及以下),分别对应高端先进制程、中端通用场景及传统分立器件需求;按外延层特性可分为同质外延硅片(外延层与衬底均为硅,应用最广)、异质外延硅片(硅衬底上生长其他半导体材料,适配高端场景)和绝缘体上硅(SOI)外延片(具优异隔离性能,用于高性能器件);按应用场景则可分为存储器用、逻辑和微处理器用、模拟芯片用,以及分立器件和传感器用硅外延片,分别满足不同类型半导体器件的性能要求。
二、中国硅外延片行业发展历程
中国硅外延片行业经历了从技术依赖到逐步实现自主可控的崛起历程。早期阶段,行业以引进消化国外技术为主,主要聚焦于4-6英寸低端产品,进口依存度居高不下;2000年后,在政策引导与支持下,行业步入自主突破期,通过技术合作与自主研发逐步掌握了8英寸核心工艺,并在长三角等地形成了初具规模的产业集群,为后续发展奠定了产能与技术基础。2016年以来,伴随国产替代浪潮的推进以及下游新兴产业的强劲拉动,行业加速向12英寸大尺寸、低缺陷密度的高端产品转型,产业链协同效应日益凸显,国产化率与全球市场占有率持续攀升。当前,中国硅外延片行业正全面迈向智能化、高端化的高质量发展新阶段。
三、中国硅外延片行业产业链
中国硅外延片行业产业链紧密联动、协同发展,上游以多晶硅、高纯气体等原材料及单晶炉、外延设备等核心装备为支撑,国内多晶硅产能虽居全球主导,但高端电子级材料及部分关键设备仍存进口依赖,北方华创、晶盛机电等企业正加速国产化突破;中游作为核心制造环节,沪硅产业、TCL中环等龙头企业主导生产,在6-12英寸硅外延片领域实现规模化量产,长三角、粤港澳大湾区等区域形成产业集群,国产化率持续提升但高端产品仍有缺口,技术迭代聚焦大尺寸化与低缺陷工艺;下游广泛应用于集成电路、功率半导体、光伏等领域,新能源汽车、人工智能、5G通信等新兴产业带动需求持续扩张,既存在标准化产品的规模化采购,也有车规级器件等领域的定制化需求,反向牵引中游技术升级与上游供应链优化。
半导体集成电路是硅外延片最重要的应用市场,当前该领域需求正呈现显著的高端化升级趋势,成为12英寸大尺寸硅外延片增长的核心驱动力。随着国内晶圆厂先进制程产能持续扩建,28nm及以下逻辑芯片、存储芯片、图像传感器(CIS)等高端器件对低缺陷、高均匀性外延片的需求快速提升,推动集成电路用硅外延片市场持续放量。2024年,全国集成电路产量达4514.2亿块,同比增长14.38%;2025年1-9月,产量已达3818.9亿块,同比增长8.6%,整体保持稳健增长,为硅外延片行业提供了持续且强劲的下游支撑。
中国是全球功率半导体最大消费国,占据全球约40%的市场份额,而半导体功率器件领域正是硅外延片的核心需求来源,其需求增速长期领跑硅外延片全行业。2024年中国功率半导体市场规模已增长至1752.55亿元,同比提升15.3%,市场扩张态势显著。随着新能源汽车渗透率突破40%、光伏逆变器向1500V高功率密度升级,以及5G通信基站建设进入规模化扩容阶段,车规级IGBT模块、光伏专用功率器件、5G射频器件对高耐压、低损耗、高可靠性硅外延片的需求呈爆发式增长,为硅外延片行业,尤其是8英寸及以上规格产品打开了广阔的增量空间。
相关报告:开云电竞官方网站下载安装 发布的《中国硅外延片行业市场运行格局及发展趋势研判报告》
四、中国硅外延片行业发展现状分析
半导体材料作为半导体产业的基石,主要涵盖晶圆制造材料与封装测试材料两大体系。其中,硅外延片作为晶圆制造中的关键基础材料,对芯片性能与可靠性具有重要影响。近年来,在新能源汽车、高端装备制造、5G通信、物联网以及智能手机等下游应用行业迅猛发展的推动下,半导体材料市场需求持续增长。数据显示,2020年中国大陆半导体材料市场规模已达97.6亿美元,超越韩国跃居全球第二;2024年,其规模进一步增至134.6亿美元,同比增长2.85%。
当前,我国硅外延片行业正处在“规模扩张与质量升级并行”的关键发展期,市场规模与产业竞争力同步增强,已成为全球半导体材料领域不可或缺的核心增长极。受益于下游需求强劲爆发与国产替代进程加速,行业持续保持高速增长,2024年市场规模已达124.4亿元人民币,同比增长10.58%。在新能源汽车IGBT、光伏逆变器、5G通信器件等应用场景的强劲驱动下,行业需求结构不断向高端化演进。与此同时,国产企业在大尺寸、低缺陷工艺等关键技术领域持续突破,推动行业从“量”的积累迈向“质”的跨越。
从细分市场看,目前,全球半导体硅片市场以12英寸(300mm)和8英寸(200mm)产品为主导。数据显示,2024年全球300mm硅片出货面积达92.94亿平方英寸,同比增长6.49%;200mm硅片出货面积为24.12亿平方英寸,小幅增长1.94%;而150mm及以下尺寸硅片出货面积仅为4.91亿平方英寸,同比下降9.07%,反映市场持续向大尺寸集中。
从国内市场来看,我国硅外延片行业正处于从“成熟制程主导”向“高端工艺攻坚”的转型阶段。在12英寸大尺寸外延片方面,国内龙头企业已实现万片级月产能,缺陷密度控制能力接近国际先进水平,部分产品位错密度可控制在10/cm²以下,逐步满足中高端芯片制造需求;8英寸外延片工艺成熟稳定,已实现规模化量产,有力支撑功率器件等应用领域。与此同时,异质外延、超厚外延层(>150μm)及多区独立掺杂等高端技术加速突破,以立昂微电子为代表的国内企业已将复合式减压外延等技术实现产业化应用,推动产品性能向国际一流水平稳步靠拢。
五、中国硅外延片行业企业竞争格局
中国硅外延片行业已形成“国际巨头主导高端、本土企业梯队化追赶”的竞争格局。日本信越、SUMCO、Siltronic等国际企业凭借技术积累在12英寸高端市场占据主导地位,长期供应中芯国际等国内头部晶圆厂的先进制程产线,国内该尺寸产品进口依存度仍较高。本土阵营中,沪硅产业、TCL中环等龙头专注12英寸技术突破;立昂微、南京国盛在8英寸功率器件领域建立优势;上海合晶、中欣晶圆则通过全流程布局巩固市场地位。当前竞争焦点已从产能扩张转向“技术+产业链协同”的综合较量,在国产替代浪潮推动下,本土企业正加速缩小与国际差距,推动行业向高质量转型发展。
六、中国硅外延片行业发展趋势分析
中国硅外延片行业未来将朝着高端化、自主化与多元化方向加速发展。技术层面,行业将持续向12英寸大尺寸、低缺陷密度等高端工艺迭代,并突破选择性外延等先进技术,推动产业从规模扩张向质量提升转型。产业链方面,上下游协同将更加紧密,通过设备材料国产化与垂直整合,构建安全可控的产业生态。应用领域则呈现多元化拓展态势,除巩固传统功率器件市场外,更将聚焦新能源汽车、人工智能等新兴场景,同时在碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体赛道构建差异化竞争力,实现从跟随发展到创新引领的战略转变。具体发展趋势如下:
1、技术升级:加速向大尺寸与先进工艺迭代
中国硅外延片行业未来将持续向大尺寸化、高性能化方向演进。12英寸硅片作为主流技术路线,其产能扩张与工艺优化仍是企业竞争焦点,尤其在逻辑芯片、存储器等高端应用领域,对低缺陷密度、高均匀性外延片的需求将驱动技术迭代。与此同时,随着芯片制程微缩,外延工艺需匹配更严苛的均匀性与缺陷控制要求,促使企业突破超厚外延层、选择性外延沉积(SEG)等先进技术。此外,异质外延等创新工艺的成熟度提升,将进一步支撑硅基材料在集成光子、三维封装等新兴领域的应用,推动行业从“规模制造”向“技术引领”转型。
2、产业链协同:强化自主可控与生态整合
面对全球供应链不确定性,中国硅外延片行业将更注重产业链上下游协同,以提升自主可控能力。上游材料与设备领域,高纯度多晶硅、外延生长设备等关键环节的国产化进程预计加速,推动成本优化与供应安全。中游制造企业通过垂直整合(如抛光片+外延片一体化布局)加强与晶圆厂、设计公司合作,构建从衬底到外延的闭环生态。下游应用方面,新能源汽车、人工智能、5G通信等产业对高性能芯片的需求,将倒逼外延片企业与终端用户共同定义技术标准,实现“需求-研发-量产”深度绑定,形成产业链联动创新格局。
3、应用拓展:新兴场景驱动产品多元化创新
未来行业增长动力将显著依赖于应用场景的多元化与专业化。传统领域如功率器件、模拟芯片持续迭代,对8英寸外延片的耐压特性与可靠性提出更高要求;而新兴领域如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体外延片,因契合新能源汽车、绿色能源对高效能功率转换的需求,成为重点布局方向。同时,智能传感器、物联网设备、边缘计算等边缘应用场景的兴起,推动了对特种外延片(如SOI外延片)的需求,促进企业开发适配不同功耗、频率与集成度的定制化产品。通过技术分层与市场细分,外延片企业将逐步构建多赛道、差异化的竞争力体系。
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2026-2032年中国硅外延片行业市场运行格局及发展趋势研判报告
《2026-2032年中国硅外延片行业市场运行格局及发展趋势研判报告》共十一章,包含硅外延片投资建议,中国硅外延片未来发展预测及投资前景分析,对中国硅外延片投资的建议及观点等内容。
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