功率二極管市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景

功率二極管市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展情況半導(dǎo)體行業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐，主要分為集成電路、分立器件、傳感器和光電子器件等四大類，廣泛應(yīng)用于5G通信、計(jì)算機(jī)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等下游終端應(yīng)用市場，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。自半導(dǎo)體核心元器件晶體管誕生以來，半導(dǎo)體行業(yè)遵循著摩爾定律快速發(fā)展。2013年到2018年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模從3，056億美元迅速提升至4，688億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)到8．93%。2019年，受國際貿(mào)易環(huán)境惡化導(dǎo)致市場信心不足等因素影響，全球半導(dǎo)體市場出現(xiàn)下跌。2020年，受益于疫情催生遠(yuǎn)程辦公設(shè)備銷量提振以及全球汽車產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇所推動(dòng)的需求強(qiáng)勁反彈，全球半導(dǎo)體市場規(guī)?；謴?fù)增長態(tài)勢。2021年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模進(jìn)一步增長至4，743億美元，發(fā)展態(tài)勢良好。半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學(xué)品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其他封裝材料。具體來說，在芯片制造過程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會(huì)用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會(huì)用到高純特氣和高純試劑；沉積環(huán)節(jié)會(huì)用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會(huì)用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會(huì)用到掩模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會(huì)用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會(huì)用到高純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會(huì)用到前驅(qū)體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會(huì)用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會(huì)用到封裝基板和引線框架；引線鍵合環(huán)節(jié)會(huì)用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會(huì)用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán)節(jié)會(huì)用到錫球。光刻膠供應(yīng)緊張，正當(dāng)時(shí)目前國內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽、北京科華等。主要以i/g線光刻膠生產(chǎn)為主，應(yīng)用集成電路制程350nm以上。KrF光刻膠方面，北京科華、徐州博康已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。南大光電ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對較快，公司先后承擔(dān)國家02專項(xiàng)高分辨率光刻膠與先進(jìn)封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目和ArF光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，也是第一家ArF光刻膠通過國內(nèi)客戶產(chǎn)品驗(yàn)證的公司，其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。功率半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模（一）功率半導(dǎo)體行業(yè)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模近年來，功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已從工業(yè)控制和消費(fèi)電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2020年全球功率半導(dǎo)體的市場規(guī)模為452億美元，預(yù)計(jì)2021年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到459億美元，2024年將增長至522億美元，2019-2024年間的CAGR（年均復(fù)合增長率）為2．4%。目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善，技術(shù)也正在取得突破。同時(shí)，中國也是全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國，2020年市場需求規(guī)模將達(dá)到172億美元，占全球需求比例約為38%。伴隨國內(nèi)功率半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)口替代的發(fā)展趨勢，未來中國功率半導(dǎo)體行業(yè)將繼續(xù)保持增長，預(yù)計(jì)2021年中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模達(dá)到183億美元，2024年市場規(guī)模有望達(dá)到206億美元，2019-2024年CAGR為3．1%。（二）功率半導(dǎo)體行業(yè)晶閘管市場規(guī)模晶閘管作為一種技術(shù)相對成熟的產(chǎn)品，其市場成長性趨于穩(wěn)定。根據(jù)IHSMarkit報(bào)告的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測，2021年晶閘管全球市場規(guī)模約4．88億美元，其中中國市場規(guī)模約2．02億美元；到2024年晶閘管全球市場規(guī)模約4．76億美元，其中中國市場規(guī)模約1．91億美元。（三）功率半導(dǎo)體行業(yè)功率二極管市場規(guī)模根據(jù)IHS報(bào)告統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，2021年度功率二極管的全球市場規(guī)模為40．47億美元，其中中國市場規(guī)模為13．44億美元；2025年度，功率二極管的全球市場規(guī)模進(jìn)一步增長至46．62億美元，其中中國市場規(guī)模為15．54億美元。（四）功率半導(dǎo)體行業(yè)碳化硅二極管市場規(guī)模根據(jù)IHSMarkit的市場統(tǒng)計(jì)與預(yù)測，2020年碳化硅功率器件全球市場規(guī)模約7．03億美元，市場滲透率約為4．2%~4．5%，較2019年提升一個(gè)百分點(diǎn)；受益于新能源汽車市場龐大的需求驅(qū)動(dòng)，以及新能源光伏、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、功率因素校正（PFC）等領(lǐng)域的帶動(dòng)，預(yù)計(jì)2025年碳化硅功率器件的市場規(guī)模將快速上升并達(dá)到30億美元，2020年至2025年復(fù)合增長率達(dá)到30%。當(dāng)前碳化硅二極管仍是碳化硅功率器件的主要組成部分，市場占比超過80%。功率分立器件行業(yè)概況根據(jù)《功率半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》，功率半導(dǎo)體按器件集成度可以分為功率分立器件和功率IC兩大類，其中功率分立器件主要包括晶閘管、功率二極管、晶體管等產(chǎn)品。我國半導(dǎo)體分立器件主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥ㄓ?、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)電子等。近年來受益于新能源汽車及充電樁、智能裝備制造、物聯(lián)網(wǎng)、光伏新能源等新興應(yīng)用的發(fā)展，國內(nèi)半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)中國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年度我國半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到2，966．30億元，預(yù)計(jì)2023年我國半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到4，427．70億元，年增長率約為14．10%，市場需求有望達(dá)到4，393．20億元。從中長期看，國內(nèi)的半導(dǎo)體市場需求仍將呈現(xiàn)增長勢頭。光刻膠：半導(dǎo)體工藝核心材料，道阻且長光刻膠是光刻工藝最重要的耗材。光刻膠是一種通過特定光源照射下發(fā)生局部溶解度變化的光敏材料，主要作用于光刻環(huán)節(jié)，承擔(dān)著將掩模上的圖案轉(zhuǎn)化到晶圓的重要功能。進(jìn)行光刻時(shí)，硅片上的金屬層涂抹光刻膠，掩膜上印有預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案，光線透過掩膜照射光刻膠。如果曝光在紫外線下的光刻膠變?yōu)槿軇?，清除后留下掩膜上的圖案，此為正性膠，反之為負(fù)性膠。（一）先進(jìn)制程推動(dòng)產(chǎn)品迭代，半導(dǎo)體光刻膠壁壘最高光刻膠可以根據(jù)曝光光源波長、顯示效果和化學(xué)結(jié)構(gòu)三種方式進(jìn)行分類。根據(jù)曝光波長的不同，目前市場上應(yīng)用較多的光刻膠可分為g線、i線、KrF、ArF和EUV5種類型。光刻膠波長越短，加工分辨率越高，不同的集成電路工藝在光刻中對應(yīng)使用不同波長的光源。隨著芯片制程的不斷進(jìn)步，每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)與之相匹配。g/i線光刻膠誕生于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)主流制程工藝在0．8-1．2μm，適用于波長436nm的光刻光源。到了90年代，制程進(jìn)步到0．35-0．5μm，對應(yīng)波長更短的365nm光源。當(dāng)制程發(fā)展到0．35μm以下時(shí)，g/i線光刻膠已經(jīng)無法制程工藝的需求，于是出現(xiàn)了適用于248納米波長光源的KrF光刻膠，和193納米波長光源的ArF光刻膠，兩者均是深紫外光刻膠。EUV（極紫外光）是目前最先進(jìn)的光刻膠技術(shù)，適用波長為13．5nm的紫外光，可用于10nm以下的先進(jìn)制程，目前僅有ASML集團(tuán)掌握EUV光刻膠所對應(yīng)的光刻機(jī)技術(shù)。根據(jù)顯示效果的不同，光刻膠可分為正性和負(fù)性。如果光刻膠是正性的，在特定光線照射下光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)并變成溶劑，曝光部分的光刻膠可以被清除。如果為負(fù)性光刻膠，曝光的光刻膠反應(yīng)不再是溶劑，未曝光的光刻膠被清除。光分解型光刻膠采用含有重氮醌類化合物材料作為感光劑，光線照射后發(fā)生光分解反應(yīng)，由油性變?yōu)樗匀軇?，可制造正性光刻膠。光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯作為光敏材料，光線照射后形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶物，可起到抗蝕作用，適用于制成負(fù)性光刻膠?；瘜W(xué)放大型光刻膠使用光致酸劑作為光引發(fā)劑，光線照射后，曝光區(qū)域的光致酸劑會(huì)產(chǎn)生一種酸，并在后熱烘培工序期間作為催化劑移除樹脂的保護(hù)基團(tuán)，使樹脂變得可溶?；瘜W(xué)放大光刻膠對深紫外光源具有良好的光敏性，具有高對比度、分辨率等優(yōu)點(diǎn)。（二）光刻膠市場穩(wěn)定增長，ArFi占比最高半導(dǎo)體光刻膠市場增速穩(wěn)定。伴隨芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加。根據(jù)TECHECT數(shù)據(jù)，2021年全球光刻膠市場規(guī)模約為19億美元，同比增長11%，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到21．34億美元，同比增長12．32%。具體來看，在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場主流，占比高達(dá)36．8%，KrF和g/i光刻膠分別占比為35．8%和14．7%。（三）多重因素構(gòu)筑壁壘，日企壟斷高端市場1、工藝壁壘光刻膠多用于微米和納米級別的圖形加工，因此產(chǎn)品品質(zhì)要求極高，微粒子及金屬離子含量極低，制造工藝復(fù)雜，研發(fā)和生產(chǎn)都有較高的技術(shù)壁壘。此外，因?yàn)閼?yīng)用需求眾多，光刻膠品類也很多，因此需要通過調(diào)整光刻膠的配方以滿足對應(yīng)的需求。2、配套光刻機(jī)光刻膠需要通過相應(yīng)的光刻機(jī)進(jìn)行測試和調(diào)整，目前僅有荷蘭ASML集團(tuán)有能力制造光刻機(jī)，但對我國實(shí)施技術(shù)封鎖。國內(nèi)僅有一家企業(yè)可制造光刻機(jī)，且技術(shù)水準(zhǔn)與ASML集團(tuán)仍有較大差距。3、原材料壁壘光刻膠是主要由光引發(fā)劑、光刻膠樹脂、單體、溶劑及其他助劑形成的溶液。其中樹脂和光引發(fā)劑是光刻膠最核心的部分，樹脂決定光刻膠的硬度、柔韌性、附著力等基本屬性，光引發(fā)劑則決定了光刻膠的感光度、分辨率。目前上游原材料主要被陶氏杜邦、富士膠片等日韓美企業(yè)壟斷。4、客戶認(rèn)證壁壘由于光刻膠的品質(zhì)會(huì)直接影響芯片性能、良率等，試錯(cuò)成本高，客戶驗(yàn)證需要經(jīng)過PRS（基礎(chǔ)工