摘要：电子级多晶硅是半导体产业链最上游的核心基础材料，纯度要求达到9N-11N，其质量直接决定晶圆的电学性能和芯片的良率。2015 年至 2024 年，中国大陆半导体硅片销售额从 4.30 亿美元增长至 17.93亿美元，年均复合增长率达 17.20%，显著高于同期全球半导体硅片市场的增速。全球市场呈现寡头垄断格局，国内电子级多晶硅年需求量预计将超过2.5万吨，但国产化率仍不足30%，进口替代空间巨大。展望“十五五”时期，在人工智能、高性能计算、新能源汽车等下游需求驱动下，国内电子级多晶硅年需求量预计将超过2.5万吨。

关键词：电子级多晶硅；半导体材料；国产替代；市场竞争；十五五规划

1. 电子级多晶硅行业概况

1.1 定义与技术特性

电子级多晶硅（Electronic Grade Polysilicon），又称半导体级多晶硅，是以工业硅（纯度约98%）为原料，通过改良西门子法等工艺提纯后达到极高纯度的硅材料。其核心技术指标包括：

• 纯度要求：需达到9N-11N（99.9999999%-99.999999999%），超高纯产品需达到13N以上。

• 杂质控制：施主杂质和受主杂质含量需控制在ppta（万亿分之一原子比）级别，金属杂质含量需低于0.1ppb（十亿分之一）。

• 与太阳能级的区别：电子级多晶硅的纯度要求较太阳能级（6N-8N）高出1000倍以上，生产流程对工艺控制、设备选型、洁净室等级的要求极为严苛。

1.2 产品分类

按下游制备工艺和技术等级，电子级多晶硅主要分为以下类别：

1.3 行业发展历程

全球电子级多晶硅产业经历了从欧美主导到亚太崛起的演变：

• 20世纪50-80年代：美国、德国、日本企业率先实现产业化，形成技术垄断。

• 20世纪90年代-2010年：半导体产业向亚太转移，韩国、中国台湾地区硅片产能扩张带动材料需求。

• 2010-2020年：中国开始攻关电子级多晶硅技术，国家02专项推动国产化突破。

• 2020年至今：以鑫华半导体为代表的国内企业实现11N级产品规模化量产，国产替代进入加速期。

2. 产业链概况

半导体制造产业链始于电子级多晶硅，至半导体硅片和晶圆制造，最终产出集成电路芯片用于终端产品。作为我国实现高水平科技自立自强的重要产业领域，半导体制造产业具有重大战略意义。电子级多晶硅产业链可分为上游原材料、中游制备提纯、下游应用三个环节。

2.1 上游：原材料供应

• 工业硅：中国是全球最大的工业硅生产国，产量占全球约70%，主要产区集中在新疆、云南、四川等低电价地区。

• 能源成本：电子级多晶硅生产属高能耗行业，电力成本占总成本30%以上，低电价地区（如中国新疆、挪威水电区）具备显著成本优势。

• 特种气体：高纯氢气、氯气等辅助材料的质量和稳定供应对产品纯度至关重要。

2.2 中游：制备提纯

核心工艺——改良西门子法：目前全球90%以上的电子级多晶硅采用改良西门子法生产，主要工序包括：

1. 冷氢化：硅粉与四氯化硅在高温高压下反应生成三氯氢硅。

2. 精馏：通过“精馏-吸附”双重作用去除P、B、C等杂质，实现ppt级提纯。

3. 还原：三氯氢硅与氢气在还原炉中发生化学气相沉积（CVD），在1050℃环境下生成高纯硅棒。

4. 尾气回收：通过闭环循环系统回收氢气、氯硅烷，降低能耗和成本。

5. 后处理：通过破碎、酸洗、包装等环节将硅棒加工为产品。

技术难点：

• 去除硼、磷等痕量杂质（要求ppta级别）。

• 控制金属污染（单元素杂质<1pptw）。

• 大规模生产中维持技术指标的高度一致性。

2.3 下游：应用市场

下游应用主要集中在半导体硅片和硅部件两大领域：

3. 上下游市场概况

3.1 全球半导体市场与硅材料需求

根据WSTS统计，2024年全球半导体市场销售额为6,305.49亿美元，预计2025年将增长至7,008.74亿美元（+11.15%），2026年进一步攀升至7,607.00亿美元（+8.54%）。半导体硅材料约占晶圆制造材料市场的27%，是占比最高的原材料。

硅片市场趋势：

• 大尺寸化：根据SEMI 数据，12英寸硅片贡献了2024年全球总硅片出货面积的75%以上，预计到2026年占比将进一步提升至80%左右。

• 晶圆厂扩张：截至2024年末，全球共有193座12英寸量产晶圆厂，预计到 2026 年，12 英寸晶圆厂量产数量将超过 70 座，月产能提升至 321 万片，约占届时全球 12英寸晶圆总产能的三分之一。其中，以中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储等为代表的内资 12 英寸晶圆厂产能预计将增至约 250 万片/月，成为推动国产半导体材料需求持续增长的核心力量。

3.2 全球电子级多晶硅市场规模

3.3 中国市场需求与国产化进程

需求测算：根据国内硅片厂商规划：

• 8英寸硅片总规划产能约4,874万片/年 → 对应电子级多晶硅年需求约5,700吨。

• 12英寸硅片总规划产能约5,958万片/年 → 对应年需求约18,954吨。

• 加上小尺寸硅片及硅部件需求，国内年需求量不低于2.5万吨。

国产化现状：

• 2024年国产化率：不足30%，仍存在较大进口替代空间。

• 主要国产厂商：鑫华半导体（国内市场占有率>55%）、中硅高科、黄河水电、协鑫科技等。

• 产能规模：鑫华半导体徐州（8,000吨/年）+内蒙（10,000吨/年）合计1.8万吨/年，是目前国内最大的电子级多晶硅供应商。

4. 竞争格局

4.1 全球市场集中度

电子级多晶硅行业呈现寡头垄断格局：

• 前三大厂商（第一梯队）：德国瓦克（Wacker Chemie）、美国Hemlock Semiconductor、日本德山（Tokuyama Corporation），合计占据全球约50%的市场份额。

• 前五大厂商：加上三菱材料（MMEC）、REC Silicon，合计占比约70%。

• 中国厂商：鑫华半导体、协鑫科技、黄河水电等合计占比约15-20%，且主要集中在中国市场。

4.2 中国市场格局

根据中国电子材料行业协会半导体材料分会数据，2024年中国集成电路用高纯电子级多晶硅市场占有率排名如下：

图：鑫华半导体主要业务产品及营收情况

5. 行业风险与挑战

5.1 国际贸易摩擦与技术封锁：2025年美国关税框架调整已引发全球市场重大波动风险。美国将电子级多晶硅列入《商业控制清单》，对中国企业实施许可证审查，导致部分国内厂商对美出口量下降。日本通过《外汇法》限制11N以上技术出口，迫使中国厂商加大自主研发投入。若国际贸易摩擦持续升级，可能影响国内企业采购关键设备、备件及部分原材料。

5.2 市场竞争加剧：瓦克已获欧盟“欧洲共同利益重要项目（IPCEI）”资助扩建半导体级多晶硅产能；美国Hemlock获政府支持巩固领导地位；德山与韩国OCI合资建设新工厂。中国规划2025年电子级多晶硅产能达5万吨，远超全球需求（约3万吨），或引发价格战。替代技术如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等化合物半导体在部分高压、高频应用场景可能减少硅基芯片需求，长期或对电子级多晶硅需求形成一定冲击。

5.3经营风险：以国内龙头企业鑫华半导体为例（根据招股书数据）：

• 业绩波动明显：2022年净利润1.43亿元 → 2023年骤降至3633万元 → 2024年回升至6228万元，受副产品光伏级多晶硅周期影响大。

• 毛利率波动：2022-2025年1-9月综合毛利率在15.63%-24.56%之间波动，盈利能力不稳定。

• 客户集中度高：前五大客户销售占比从2022年的53.84%升至2025年1-9月的71.34%，存在单一客户流失风险。

鑫华半导体2025年1-9月前五大客户

6. 行业驱动因素

驱动因素一：半导体国产化战略推动高端材料自主可控

国家将电子级多晶硅列为关键战略材料，纳入“十四五”规划，明确提升半导体材料自主保障能力。2015年至2024年，中国大陆半导体硅片销售额从4.30亿美元增长至17.93亿美元，年均复合增长率达17.20%，显著高于同期全球增速。下游硅片市场的快速增长直接拉动了上游电子级多晶硅的本土需求，进口替代进程持续深化。

驱动因素二：下游应用场景扩张，多维度拉动需求增长

• 半导体硅片市场持续扩张：12英寸硅片贡献全球总出货面积的75%以上，AI芯片、高性能计算需求旺盛，拉动11N级高纯多晶硅需求

• 刻蚀用硅部件需求强劲：根据QYResearch数据，2024年全球刻蚀用硅部件市场规模为17.27亿美元，预计2031年达27.71亿美元，2025-2031年复合增长率7.27%，作为核心原材料的电子级多晶硅需求同步增长

• 功率半导体需求激增：新能源汽车、光伏逆变器、储能系统快速发展，带动200毫米晶圆用电子级多晶硅需求

驱动因素三：技术与工艺持续突破，高端产品商业化提速

国内企业在提纯工艺、杂质控制等核心技术领域取得突破，改良西门子法技术已达国际先进水平。纯度从9N向11N、12N迈进，部分高端产品（13N级超高纯多晶硅、区熔用多晶硅）已通过客户验证并实现小批量出货，为AI芯片、先进制程集成电路提供关键基材支撑。全球电子级多晶硅市场预计长期保持增长趋势。

驱动因素四：绿色制造升级，能耗标准倒逼产业优化

2025年国家标准委发布《硅多晶和锗单位产品能源消耗限额》征求意见稿，将多晶硅综合能耗从10.5kgce/kg收紧至6.4kgce/kg（3级），推动行业淘汰落后产能。企业加大清洁能源使用比例，推动四氯化硅等副产物资源化利用，绿色制造能力成为行业竞争新门槛。

7. 小结

电子级多晶硅作为半导体产业的“粮食”，其战略重要性在逆全球化背景下愈发凸显。当前全球市场仍由美、德、日少数企业主导，但以鑫华半导体为代表的中国企业已在11N级别产品上实现规模化突破，国内市场占有率超过50%，并成功进入12英寸硅片供应链。展望“十五五”，在国内晶圆产能持续扩张、国产替代政策加持、AI及新能源汽车需求拉动下，中国电子级多晶硅市场将保持高于全球的增速。然而，国际贸易摩擦、技术封锁、产能过剩风险等挑战不容忽视。唯有持续技术攻坚、优化成本、拓展多元客户，国内企业才能在全球竞争中占据更有利位置，真正实现半导体关键材料的自主可控。

附：鑫华科技企业档案

参考资料

1. QYResearch. *2026-2032全球及中国电子用多晶硅行业研究及十五五规划分析报告*. 2026-01-04.  

2. 格隆汇. 行业调研：北美是全球最大的电子级多晶硅市场，约占28%的市场份额. 2025-08-27. 

3. 格隆汇. 电子级多晶硅市场占有率报告：主要企业及行业数据分析排名. 2025-12-30. 

4. 中商情报网. 2025年中国多晶硅产业链图谱及投资布局分析. 2025-07-01. 

5. 百度百科. 电子级多晶硅. 

6. 江苏鑫华半导体科技股份有限公司. 招股说明书（申报稿）. 2025.

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