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文檔簡介
電壓調(diào)整電路行業(yè)發(fā)展基本情況半導(dǎo)體行業(yè)全球市場空間超50億美元,國內(nèi)增速更快受益于三大下游市場擴(kuò)容,濕電子化學(xué)品需求量有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增速。近年來,半導(dǎo)體、顯示面板、光伏三大板塊下游市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展,帶動(dòng)濕電子化學(xué)品市場規(guī)模平穩(wěn)增長。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2020年全球濕電子化學(xué)品市場規(guī)模為50.84億美元,受疫情影響略有下滑。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場規(guī)模于2020年達(dá)到100.6億元,同比增長9.2%。中低端領(lǐng)域國產(chǎn)轉(zhuǎn)化率較高,產(chǎn)業(yè)升級主要面向G4-G5級產(chǎn)品。國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織(SEMI)于1975年制定了國際統(tǒng)一的濕電子化學(xué)品雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)下,產(chǎn)品級別越高,所對應(yīng)的集成電路加工工藝精細(xì)度程度越高,制程越先進(jìn)。半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)耠娮踊瘜W(xué)品的純度要求較高,集中在G3、G4級水平,且晶圓尺寸越大對純度的要求越高,12英寸晶圓制造一般要求G4級以上水平。目前國外主流濕電子化學(xué)品企業(yè)已實(shí)現(xiàn)G5級標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的量產(chǎn)。國內(nèi)市場半導(dǎo)體領(lǐng)域的濕電子化學(xué)品,G2、G3級中低端產(chǎn)品進(jìn)口轉(zhuǎn)化率高,因?yàn)榇思夹g(shù)范圍內(nèi)國產(chǎn)產(chǎn)品本土化生產(chǎn)、性價(jià)比高、供應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)勢較為突出。G4、G5級高端產(chǎn)品仍有較大進(jìn)口替代空間,為未來主要升級方向。集成電路對超凈高純試劑純度的要求非常高。按照SEMI等級的分類,G1級屬于低檔產(chǎn)品,G2級屬于中低檔產(chǎn)品,G3級屬于中高檔產(chǎn)品,G4和G5級則屬于高檔產(chǎn)品。集成電路用超高純試劑的純度要求基本集中在G3、G4級水平,中國的研發(fā)水平與國際仍存在較大差距。濕電子化學(xué)品技術(shù)制造復(fù)雜,且品類眾多,每種產(chǎn)品的制備要求各不相同,無法設(shè)計(jì)加工通用設(shè)備。企業(yè)必須根據(jù)不同品種的特性來確定適合的工藝路徑,設(shè)計(jì)加工所需的設(shè)備,因此顯著提升了制造成本和供應(yīng)難度。研發(fā)能力及技術(shù)積累。濕電子化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗(yàn)技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等。以上技術(shù)都需要企業(yè)具備研發(fā)能力和一定的技術(shù)積累。同時(shí),下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和專用性需求不盡相同,這需要企業(yè)有較強(qiáng)的配套能力和一定的時(shí)間去掌握核心的配方工藝以滿足不同產(chǎn)品的需求。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場百舸爭流。由于進(jìn)入壁壘相對較低,我國濕電子化學(xué)品制造企業(yè)眾多,約有40余家。其中,以江化微和格林達(dá)為首的濕電子化學(xué)品專業(yè)制造商,主要產(chǎn)品集中在濕電子化學(xué)品,產(chǎn)品種類豐富且毛利率高;以晶瑞電材和飛凱材料為代表的綜合型微電子材料制造商,涉及領(lǐng)域更廣,客戶體量相對較大。此外還有例如巨化股份等大型化工企業(yè),濕電子化學(xué)品類產(chǎn)品營收占比較少,具有原材料方面的優(yōu)勢。目前國內(nèi)制造商產(chǎn)能主要集中在G3、G4級領(lǐng)域,多數(shù)已開始布局G5級產(chǎn)品產(chǎn)線,預(yù)計(jì)在2022年實(shí)現(xiàn)逐步放量。但目前相較于國際主流公司,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量較小。電子特種氣體又稱電子特氣,是電子氣體的一個(gè)分支,相較于傳統(tǒng)工業(yè)氣體,純度更高,其中一些具有特殊用途。電子特氣下游應(yīng)用廣泛,是集成電路、顯示面板、太陽能電池等行業(yè)不可或缺的支撐性材料。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,電子特氣的純度直接影響IC芯片的集成度、性能和良品率,在清洗、氣相沉積成膜(CVD)、光刻、刻蝕、離子注入等半導(dǎo)體工藝環(huán)節(jié)中都扮演著重要的角色。電子特氣可以根據(jù)其化學(xué)成分本身和用途的不同進(jìn)行分類。根據(jù)化學(xué)成分的不同,電子特氣可分為氟系、硅系、硼系、鍺系氧化物和氫化物等幾大類別。半導(dǎo)體市場發(fā)展迅速,為上游電子特氣市場打開成長空間。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),在晶圓材料328億美元的市場份額中,電子特氣占比達(dá)13%,43億美元,是僅次于硅片的第二大材料領(lǐng)域。近年來,伴隨下游晶圓廠的加速擴(kuò)張,特氣市場景氣度向好,需求量有望持續(xù)擴(kuò)容。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2020年全球晶圓制造電子氣體市場規(guī)模為43.7億美元。在全球產(chǎn)業(yè)鏈向國內(nèi)轉(zhuǎn)移的趨勢下,中國電子特氣市場規(guī)模在過去十年快速增長,2020年達(dá)到了173.6億元。特氣市場毛利率高、盈利能力強(qiáng)。在各半導(dǎo)體材料領(lǐng)域中,電子特氣公司的平均毛利率處于較高水平。對比半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈來看,晶圓廠的盈利能力最強(qiáng),例如世界最大晶圓代工廠臺(tái)積電的毛利率為51.6%,國內(nèi)晶圓廠龍頭中芯國際的毛利率約為30%。而對于特種氣體公司來說,電子特氣平均毛利率能達(dá)到近50%。世界第二的法國液化空氣集團(tuán),2010年-2019年的毛利率穩(wěn)定在60%-65%,而一般化工氣體或大宗氣體的毛利率僅在20-30%水平。國內(nèi)企業(yè)電子特氣毛利率相對較低,約為30%-40%,相較國際巨頭有一定差距,未來成長空間廣闊。伴隨技術(shù)研發(fā)的進(jìn)步和需求量的增長,電子特氣廠商盈利能力有望持續(xù)升級。特種氣體純度提升為核心技術(shù)瓶頸。集成電路對電子特氣的純度有著苛刻的要求,因?yàn)樵谛酒庸み^程中,極微量的雜質(zhì)也可能導(dǎo)致產(chǎn)品重大缺陷,特種氣體純度越高,產(chǎn)品的良率越高、性能越優(yōu)。伴隨IC芯片制程技術(shù)的不斷發(fā)展,產(chǎn)品的生產(chǎn)精度越來越高,用于集成電路制造的電子特氣亦提出了更高的純度要求。電子特氣的純度主要受三個(gè)因素影響:一是提純技術(shù)。電子特氣的分離和提純原理上可分為精餾分離、分子篩吸附分離以及膜分離三大類。在實(shí)際提純分離過程中,為提升效率和良品率,會(huì)利用多種方法進(jìn)行組合,配置工藝更為復(fù)雜,還需保證產(chǎn)品配比精度,因此抬高了研發(fā)壁壘。二是氣體檢測技術(shù)。隨著電子特氣的純度越來越高,對分析檢測方法和儀器提出了更高的要求。目前國外電子氣體的分析己經(jīng)經(jīng)歷了離線分析、在線分析、原位分析等幾個(gè)階段,對于高純度電子特氣的分析已開發(fā)出完整的測試體系。而由于我國電子特氣行業(yè)重生產(chǎn)而輕檢測,因此分析方法和儀器同國外廠商都有一定差距。三是氣體的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。高純電子特氣運(yùn)輸為一大難關(guān),在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲(chǔ)運(yùn)容器、以及相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口,以防止氣體二次污染。我國加工工藝整體落后以及不符合國際規(guī)范,大部分市場被國外公司占據(jù)。專業(yè)人才缺乏,技術(shù)人員培養(yǎng)目前面臨較大困局。電子氣體生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多、操作復(fù)雜,因此企業(yè)除了研發(fā)人才,還需要大量掌握生產(chǎn)技術(shù)、具有實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。據(jù)統(tǒng)計(jì),培養(yǎng)一名合格的生產(chǎn)技術(shù)工人至少需要2年時(shí)間,但目前國內(nèi)各大院?;疚丛O(shè)立工業(yè)氣體學(xué)科,因此企業(yè)需要花費(fèi)大量時(shí)間和資金成本對新進(jìn)人員進(jìn)行深度培養(yǎng),制約了我國企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平的提升速度。電子特氣市場正處于穩(wěn)定增長階段,從地理位置上看,亞太地區(qū)是電子特氣的最大消費(fèi)市場。國內(nèi)電子特氣相關(guān)需求一直依賴進(jìn)口,主要市場由空氣化工、德國林德集團(tuán)、液化空氣和太陽日酸等國外廠商占據(jù),CR4約88%,形成寡頭壟斷的局面。國際局勢疊加國內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,本土化優(yōu)勢顯著。新興終端市場加速成長,國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年技術(shù)積累有望迎來國產(chǎn)化全面開花。伴隨俄烏戰(zhàn)爭、經(jīng)濟(jì)制裁等事件的頻繁發(fā)生,國際局勢變得更加復(fù)雜動(dòng)蕩。在此背景下,進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴、運(yùn)輸不便,本土化產(chǎn)品供應(yīng)穩(wěn)定、性價(jià)比高等特點(diǎn)更為顯著,國內(nèi)下游企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向國產(chǎn)供應(yīng)。電子特氣國產(chǎn)化是必然趨勢,將在市場化因素主導(dǎo)下全面加速。截至2022年Q1,我國擁有眾多生產(chǎn)工業(yè)氣體的企業(yè),其中約一半位于華東地區(qū)。由于行業(yè)技術(shù)壁壘高且客戶粘性大,短期內(nèi)行業(yè)的馬太效應(yīng)將繼續(xù)延續(xù),但近些年國家推出的相關(guān)支持政策及法律法規(guī)有望在往來助力相關(guān)細(xì)分行業(yè)的內(nèi)資企業(yè)大力發(fā)展。靶材又稱為濺射靶材,是制作薄膜的主要材料。在濺射鍍膜工藝中,靶材是在高速荷能粒子轟擊的目標(biāo)材料,可通過不同的離子光束和靶材相互作用得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等),以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和阻擋的功能。靶材主要是由靶坯、背板等部分組成,工作原理是利用離子源產(chǎn)生的離子,在真空中聚集并提速,用形成的高速離子束流來轟擊靶材表面,發(fā)生動(dòng)能交換,讓靶材表面的原子沉積在基底。半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈概況半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試三大核心環(huán)節(jié),此外還有為晶圓制造與封裝測試環(huán)節(jié)提供所需材料及專業(yè)設(shè)備的支撐產(chǎn)業(yè)鏈。作為資金與技術(shù)高度密集行業(yè),半導(dǎo)體行業(yè)形成了專業(yè)分工深度細(xì)化、細(xì)分領(lǐng)域高度集中的特點(diǎn)。(一)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)概況根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)公開信息顯示,2020年度,國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)銷售規(guī)模達(dá)到3,778.4億元,同比增長23.34%,2015-2020年的復(fù)合增長率達(dá)到了23.32%。芯片設(shè)計(jì)未來的增長邏輯在于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,主要在國產(chǎn)化率提高、5G以及物聯(lián)網(wǎng)帶來的新一輪機(jī)遇。(二)晶圓制造行業(yè)概況晶圓制造的工藝非常復(fù)雜,在晶圓制造中,共有七大工藝步驟,分別為氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、薄膜生長、離子注入、清洗與拋光、金屬化,整個(gè)生產(chǎn)過程可能涉及上千道加工工序。1、晶圓制造行業(yè)產(chǎn)業(yè)集中趨勢明顯由于集成電路制造業(yè)務(wù)投入金額巨大產(chǎn)能爬坡周期較長、技術(shù)門檻要求較高等特征,整個(gè)集成電路制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度逐漸提高。從集成電路制造產(chǎn)能廠商分布來看,近年來集成電路制造廠商所擁有的產(chǎn)能份額也呈現(xiàn)出較為明顯的集中趨勢,其中,排名前五的集成電路廠商產(chǎn)能份額由2009年中的36%升至2020年末的54%,排名前十的集成電路廠商產(chǎn)能份額由2009年中的54%升至2020年末的70%。從晶圓制造產(chǎn)能地域分布來看,根據(jù)ICInsight統(tǒng)計(jì),截至2020年12月,中國臺(tái)灣和韓國集成電路制造產(chǎn)能占比最高,分別為約450萬片/月和410萬片/月(等效8英寸),占比分別約為21.63%和19.71%,中國大陸集成電路制造產(chǎn)能約為330萬片/月,占比約為15.87%。2、晶圓制造行業(yè)高端制程產(chǎn)能集中于中國臺(tái)灣和韓國,中國大陸仍存在較為明顯的差距從集成電路制造制程的地域分布來看,根據(jù)ICInsight統(tǒng)計(jì),截至2020年12月,小于10nm制程的產(chǎn)能均集中于中國臺(tái)灣和韓國地區(qū),中國大陸集成電路制造產(chǎn)能仍以20nm以上為主。3、受益于全球半導(dǎo)體需求,集成電路制造行業(yè)投資預(yù)計(jì)大幅增加根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)統(tǒng)計(jì),目前全球半導(dǎo)體需求正在高位,而集成電路產(chǎn)能不足和芯片短缺已經(jīng)波及多個(gè)行業(yè)。由于通常集成電路生產(chǎn)線的建設(shè)平均需要耗費(fèi)18-24個(gè)月,短期內(nèi)集成電路制造廠商充分利用現(xiàn)有產(chǎn)能。自2020年12月起,集成電路廠商的平均產(chǎn)能利用率甚至超過了95%。長期來看,自2021年開始,集成電路制造行業(yè)已經(jīng)展現(xiàn)出明顯的高投資趨勢。2021年全球半導(dǎo)體新建產(chǎn)線投資規(guī)模也將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1,480億美元,較2020年增長超過30%。并且預(yù)計(jì)2021年至2025年半導(dǎo)體制造行業(yè)投資規(guī)模平均為1,560億美元,較2016年至2020年的年均投資規(guī)模970億美元大幅增長61%。半導(dǎo)體材料景氣持續(xù),市場空間廣闊半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。無論從科技或經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看,半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010年以來,全球半導(dǎo)體行業(yè)從PC時(shí)代進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代,成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成,據(jù)WSTS世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織預(yù)測,到2022年全球集成電路占比84.22%,光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7.41%、5.10%和3.26%。半導(dǎo)體工藝復(fù)雜,技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測試三個(gè)流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延生長等工藝,芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工藝,封裝測試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測等工藝。整體而言,硅片制造和芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。硅提純:目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門子法進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅,通過精餾進(jìn)一步提純高純?nèi)葰涔?,后?100℃左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔瑁啥嗑Ч璩练e在硅芯上,進(jìn)而得到電子級多晶硅。拉單晶:目前8寸和12寸硅片大多通過直拉法制備,部分6寸和8寸硅片則通過區(qū)熔法制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi),通過外圍的石墨加熱器加熱至1400℃,隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn),將一顆籽晶浸入其中后,由控制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn),同時(shí)慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出,并在拉出后和冷卻后生長成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔化區(qū),移動(dòng)硅棒或線圈使熔化區(qū)超晶體生長方向不斷移動(dòng),向下拉出得到單晶硅棒。切片:單晶硅棒研磨成相同直徑,然后根據(jù)客戶要求的電阻率,多采用線切割將晶棒切成約1mm厚的晶圓薄片。倒角:用具備特定形狀的砂輪磨去硅片邊緣鋒利的崩邊、棱角和裂縫等,可防止晶圓邊緣碎裂,增加外延層和光刻膠層在晶圓邊緣的平坦度。磨削:在研磨機(jī)上用磨料將切片拋光到所需的厚度,同時(shí)提高表面平整度。其目的在于去除切片工序中硅片表面因切割產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力損傷層和各種金屬離子等雜質(zhì)污染。清洗:為了解決硅片表面的沾污問題,實(shí)現(xiàn)工藝潔凈表面,多采用強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和去離子水進(jìn)行清洗。薄膜沉積:即通過晶核形成、聚集成束、形成連續(xù)的膜沉積在硅片沉底上。薄膜沉積按照原理可分為物理工藝(PVD)和化學(xué)工藝(CVD)。集成電路制造中使用最廣泛的PVD技術(shù)是濺射鍍膜,其基本原理是在反應(yīng)腔高真空度背景下帶正電的氬離子在電場作用下,轟擊到靶材的表面,撞擊出靶材的原子或分子,沉積在硅片表面?;瘜W(xué)氣相沉積技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜。氧化:清潔完成后將晶圓置于800-1200℃的高溫環(huán)境下,通過氧氣或蒸氣在晶圓表面形成二氧化硅層,以保護(hù)晶圓不受化學(xué)雜質(zhì)影響、避免漏電流進(jìn)入電路、預(yù)防離子植入過程中的擴(kuò)散以及防止晶圓在刻蝕時(shí)滑落。光刻:光刻技術(shù)用于電路圖形生成和復(fù)制,是半導(dǎo)體制造最為關(guān)鍵的技術(shù),耗時(shí)占IC制造50%,成本占IC制造1/3。其主要流程包括清洗、涂膠、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等,在光刻過程中,需在硅片上涂一層光刻膠,經(jīng)紫外線曝光后,光刻膠發(fā)生變化,顯影后被曝光的光刻膠可以被去除,電路圖形由掩模版轉(zhuǎn)移到光刻膠上,在經(jīng)過刻蝕后電路圖形即由掩模版轉(zhuǎn)移到硅片上??涛g:是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵步驟,對于器件的電學(xué)性能十分重要。利用化學(xué)或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料,目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模版圖形。按照刻蝕工藝劃分,刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕,目前干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占比約90%,而干法刻蝕又可分為化學(xué)去除、物理去除及化學(xué)物理混合去除三種方式,性能各有優(yōu)劣。摻雜:在半導(dǎo)體晶圓制造中,由于純凈硅的導(dǎo)電性能很差,需要加入少量雜質(zhì)使其結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率發(fā)生變化,從而變成一種有用的半導(dǎo)體,即為摻雜。目前可通過高溫?zé)釘U(kuò)散法和離子注入法進(jìn)行摻雜,其中離子注入法具備精確控制能量和劑量、摻雜均勻性好、純度高、低溫?fù)诫s等優(yōu)點(diǎn),目前已成為0.25微米特征尺寸以下和大直徑硅片制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。CMP:是集成電路制造過程中實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化的關(guān)鍵工藝,其主要工作原理是在一定壓力及拋光液的存在下,被拋光的晶圓對拋光墊做相對運(yùn)動(dòng),借助納米磨料的機(jī)械研磨作用與各類化學(xué)試劑的化學(xué)作用之間的高度有機(jī)結(jié)合,使被拋光的晶圓表面達(dá)到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。金屬化:在制備好的元器件表面沉積金屬薄膜,并進(jìn)行微細(xì)加工,利用光刻和刻蝕工藝刻出金屬互連線,然后把硅片上的各個(gè)元器件連接起來形成一個(gè)完整的電路系統(tǒng),并提供與外電路連接點(diǎn)的工藝過程。半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)(一)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機(jī)遇1、國家大力支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè),在實(shí)現(xiàn)制造業(yè)升級、保障國家安全等方面發(fā)揮著重要的作用。但我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚,自給率偏低,長期依賴于進(jìn)口。在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和全球貿(mào)易爭端的背景下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了國家和社會(huì)各界越來越多的重視。近年來,國家為支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,出臺(tái)了一系列財(cái)稅減免、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)的政策法規(guī),具體包括《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃(2019-2022年)》《關(guān)于集成電路設(shè)計(jì)和軟件產(chǎn)業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》等,政策法規(guī)為業(yè)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展提供了充分的保障和支持,為行業(yè)發(fā)展注入了新動(dòng)能。2、半導(dǎo)體行業(yè)下游市場需求持續(xù)增長隨著數(shù)字化浪潮的到來,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生了大量對半導(dǎo)體產(chǎn)品的應(yīng)用需求,下游廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域穩(wěn)定支撐著半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、VR/AR等新一輪科技逐漸走向產(chǎn)業(yè)化,未來十年中國半導(dǎo)體行業(yè)有望迎來進(jìn)口替代與成長的黃金時(shí)期,逐步在全球半導(dǎo)體市場的結(jié)構(gòu)性調(diào)整中占據(jù)舉足輕重的地位。3、全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移半導(dǎo)體行業(yè)歷史上已經(jīng)歷了兩次空間上的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移:第一次為上世紀(jì)70代從美國向日本轉(zhuǎn)移,第二次為上世紀(jì)80年代向韓國與中國臺(tái)灣地區(qū)轉(zhuǎn)移。目前,半導(dǎo)體行業(yè)正在迎來第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,即向中國大陸轉(zhuǎn)移。下游市場需求、行業(yè)發(fā)展和政策支持等因素是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要因素。隨著第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的不斷深入,我國半導(dǎo)體行業(yè)將迎來一輪發(fā)展機(jī)遇期,不斷實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域產(chǎn)品的進(jìn)口替代。(二)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、半導(dǎo)體行業(yè)國際競爭力有待提升半導(dǎo)體行業(yè)國際巨頭經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程,在技術(shù)儲(chǔ)備、口碑積淀、管理經(jīng)驗(yàn)、市場占有率等方面具有先發(fā)優(yōu)勢。國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)提升國際競爭力,追趕國際巨頭需要付出更多的努力并經(jīng)歷一定的時(shí)間周期。2、半導(dǎo)體行業(yè)高端人才存在一定缺口半導(dǎo)體行業(yè)是典型的技術(shù)密集型行業(yè),且涉及的技術(shù)橫跨多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,對研發(fā)人員的專業(yè)水平、創(chuàng)新能力和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的要求較高。我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚,各領(lǐng)域的人才儲(chǔ)備嚴(yán)重不足,盡管隨著國家對半導(dǎo)體行業(yè)愈發(fā)重視,相關(guān)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)力度不斷加大,但較長的人才培養(yǎng)周期決定了我國在未來一段時(shí)間內(nèi)高端專業(yè)人才儲(chǔ)備缺口仍然較大,這在一定程度上制約了我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在高端領(lǐng)域的發(fā)展。半導(dǎo)體細(xì)分行業(yè)概況(一)分立器件行業(yè)概況分立器件是指具有單一功能的電路基本元件,如二極管、晶體管等,主要實(shí)現(xiàn)電能的處理與變換,是半導(dǎo)體市場重要的細(xì)分領(lǐng)域。受益于國家產(chǎn)業(yè)政策對新興產(chǎn)業(yè)的大力支持和對傳統(tǒng)行業(yè)的升級改造,我國半導(dǎo)體分立器件行業(yè)的市場規(guī)模穩(wěn)步增長。2018年度至2020年度,我國半導(dǎo)體分立器件市場銷售規(guī)模持續(xù)增長。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2020年度我國半導(dǎo)體分立器件銷售額達(dá)2,966.3億元,同比增長7.0%。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測,我國半導(dǎo)體分立器件市場銷售規(guī)模將在2021年至2023年度繼續(xù)保持增長,2021年度、2022年度和2023年度預(yù)測銷售額分別為3,371.5億元、3,879.6億元和4,427.7億元,分別較上年同期增加13.7%、15.1%和14.1%。(二)功率半導(dǎo)體行業(yè)概況能夠進(jìn)行功率處理的半導(dǎo)體器件為功率半導(dǎo)體器件,功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,典型的功率處理功能包括變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理等。功率半導(dǎo)體器件主要用于電力設(shè)備的電能變換和電路控制,是弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行間的橋梁。除保證設(shè)備正常運(yùn)行以外,功率半導(dǎo)體器件還起到有效的節(jié)能作用。功率半導(dǎo)體可以分為功率IC和功率分立器件兩大類,其中功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。根據(jù)MordorIntelligence統(tǒng)計(jì),2020年度,全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模為379.0億美元,并且預(yù)計(jì)到2026年度,全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到460.2億美元,2020年度至2026年度,全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模年華增長率為3.17%。MOSFET全稱金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管,是一種可以廣泛使用在模擬與數(shù)字電路的場效應(yīng)晶體管。MOSFET具有高頻、驅(qū)動(dòng)簡單、抗擊穿性好等特點(diǎn),應(yīng)用范圍涵蓋電源管理、計(jì)算機(jī)及外設(shè)設(shè)備、通信、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)YoleDeveloppement統(tǒng)計(jì),2020年度,全球MOSFET市場規(guī)模達(dá)到75億美元,并且預(yù)測2020年度至2026年,全球MOSFET市場將會(huì)達(dá)到年化3.8%的增長。2020年度,用于消費(fèi)品市場的MOSFET占據(jù)37%的市場份額,是目前占比最高的應(yīng)用領(lǐng)域,但汽車應(yīng)用市場,特別是電動(dòng)汽車應(yīng)用市場的爆發(fā)將會(huì)極大帶動(dòng)MOSFET的應(yīng)用,預(yù)計(jì)截至2026年,用于包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的汽車市場的MOSFET占比將達(dá)到32%。IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是由雙極型三極管BJT和MOSFET組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率器件。IGBT具有電導(dǎo)調(diào)制能力,相對于MOSFET和雙極晶體管具有較強(qiáng)的正向電流傳導(dǎo)密度和低通態(tài)壓降。IGBT的開關(guān)特性可以實(shí)現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化或者改變電流的頻率,有逆變和變頻的作用,可以應(yīng)用于逆變器、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。根據(jù)YoleDeveloppement統(tǒng)計(jì),2020年度,全球IGBT市場規(guī)模達(dá)到54億美元,并且預(yù)測2020年度至2026年,全球IGBT市場將會(huì)達(dá)到年化7.5%的增長。2020年度,IGBT最大的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)和家用領(lǐng)域。預(yù)計(jì)受益于碳減排等政府政策帶來的電動(dòng)汽車對內(nèi)燃機(jī)汽車的替代趨勢,應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域的IGBT市場規(guī)模在2020年度至2026年度的年化增幅將達(dá)到23%,截至2026年,用于電動(dòng)汽車的IGBT市場份額占比將超過2020年度市場規(guī)模占比的一倍占據(jù)37%的市場份額市場規(guī)模電動(dòng)汽車,占比在2026年將超過2020年度占比的一倍。(三)數(shù)字三極管行業(yè)概況與普通三極管相比,數(shù)字三極管是將三極管和一個(gè)或兩個(gè)偏置電阻R1和R2集成在同一款芯片上,類同于小規(guī)模集成電路。數(shù)字三極管的R1電阻主要用來穩(wěn)定三極管的工作狀態(tài),R2電阻主要用來吸收降低輸入端的漏電流和噪聲,電阻R1和R2有不同的阻值搭配,形成了豐富的產(chǎn)品組合。數(shù)字三極管以中小功率為主,當(dāng)前市場上主流數(shù)字三極管產(chǎn)品的最大輸出電流為500mA。數(shù)字三極管技術(shù)發(fā)展的趨勢是芯片尺寸向小型化方向發(fā)展,產(chǎn)品的輸出電流不斷增大,電阻要求更加精準(zhǔn),同時(shí)增加R1和R2的電阻組合,以滿足客戶使用時(shí)不同輸入電壓和電流的要求。數(shù)字三極管使用方便,同時(shí)可以節(jié)省外圍使用電路的空間,在手機(jī)等對內(nèi)部空間要求比較嚴(yán)格的電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。手機(jī)等移動(dòng)終端對空間要求較高,為了節(jié)省空間,在電路設(shè)計(jì)時(shí)將更多選擇將電阻集成在三極管內(nèi)部,因此,隨著手機(jī)等移動(dòng)終端的發(fā)展,數(shù)字三極管的市場需求將越來越大。據(jù)公開資料顯示,2019年全球包括三極管、MOSFET和IGBT在內(nèi)整個(gè)晶體管市場規(guī)模約為138.27億美元,2020年則為147.88億美元,同比增長6.95%。從競爭格局看,數(shù)字三極管國內(nèi)市場參與者主要包括燕東微、日本Phenitec、杭州友旺電子等,市場格局相對固定。(四)ECM前置放大器行業(yè)概況ECM(ElectretCondenserMicrophone,駐極體電容傳聲器)麥克風(fēng)是一種將聲音轉(zhuǎn)換為電信號的電子器件,因外圍電路結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、靈敏度高、指向性好和性價(jià)比高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各類智能終端上,如耳機(jī)、音箱、遙控器和電視機(jī)等。外界的聲波信號使駐極體薄膜發(fā)生振動(dòng),振動(dòng)使駐極體與另一極板的距離發(fā)生變化,進(jìn)而使由駐極體振膜和另一極板組成的電容器兩端的電壓放生變化,ECM前置放大器將這一電壓信號采集放大后輸出。ECM前置放大器具有工作電壓范圍廣、功耗低和外圍配置簡單等特點(diǎn),是ECM麥克風(fēng)的核心組成部分,其參數(shù)優(yōu)劣決定了ECM麥克風(fēng)的性能高低。目前麥克風(fēng)領(lǐng)域主要有兩條技術(shù)路線,分別為ECM麥克風(fēng)和MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))麥克風(fēng)。其中MEMS麥克風(fēng)為新興路線,其基于MEMS技術(shù)將電容器集成制造在硅芯片上,與ECM麥克風(fēng)相比,具有體積小、一致性好、抗干擾能力強(qiáng)和可使用回流焊技術(shù)進(jìn)行表面貼裝等優(yōu)點(diǎn),近年來在智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中得到越來越多的應(yīng)用。但由于二者各具特點(diǎn),將在較長時(shí)期內(nèi)共存。ECM麥克風(fēng)由于其指向性強(qiáng)、工作電壓范圍廣和性價(jià)比高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于專業(yè)音頻、語音聲控等領(lǐng)域。經(jīng)過長期發(fā)展,ECM前置放大器業(yè)內(nèi)已圍繞放大器外形尺寸和電流大小等參數(shù)開發(fā)出一系列產(chǎn)品。ECM前置放大器今后將向更高的增益、更高的信噪比和更高的參數(shù)一致性等方向發(fā)展,以獲得更高的拾音能力。同時(shí),ECM前置放大器在技術(shù)上還呈現(xiàn)小型化趨勢,以適應(yīng)更小更薄的封裝。根據(jù)YoleDeveloppement預(yù)測,ECM麥克風(fēng)、MEMS麥克風(fēng)、微型揚(yáng)聲器和音頻IC市場規(guī)模2017年-2022年復(fù)合年增長率將達(dá)到6%,到2022年市場規(guī)模將達(dá)到200億美元。新興的MEMS麥克風(fēng)和ECM麥克風(fēng)由于各具特點(diǎn),將在較長時(shí)期內(nèi)共存。由于ECM麥克風(fēng)在專業(yè)音頻和語音聲控等領(lǐng)域具有的獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢和性價(jià)比優(yōu)勢,以及TWS耳機(jī)、語音識別組件等下游市場發(fā)展帶來的麥克風(fēng)總體市場需求量的上升,根據(jù)取得的來自用戶端的反饋,近年來ECM麥克風(fēng)的需求量呈增長趨勢。此外,ECM前置放大器市場集中度較高,主要供應(yīng)商包括燕東微、韓國RFsemi等,隨著行業(yè)成熟度的提高,市場集中度可能進(jìn)一步提升,對于出貨量較大,已形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的廠商,將占據(jù)越來越大的市場份額。(五)浪涌保護(hù)器件行業(yè)概況浪涌保護(hù)器件,是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護(hù)的半導(dǎo)體器件。TVS是一種二極管形式的高效能浪涌保護(hù)器件。當(dāng)TVS的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),它能在極短的時(shí)間內(nèi)將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓鉗位于一個(gè)預(yù)定值,有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,使其免受各種浪涌脈沖的損壞。普通的TVS在20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn),由單個(gè)PN結(jié)構(gòu)成,結(jié)構(gòu)單一,工藝簡單。與大多數(shù)二極管正向?qū)ǖ奶匦圆煌?,其基于反向擊穿特性,通過對浪涌的快速泄放,可以起到對電子產(chǎn)品的保護(hù)作用,對初級浪涌防護(hù)效果較好。普通TVS主要采用臺(tái)面結(jié)構(gòu)技術(shù)。21世紀(jì)初期以來,普通的TVS因性能、精度、靈敏度等方面的限制已無法滿足集成電路芯片發(fā)展中不斷提高的防靜電和浪涌沖擊保護(hù)要求,于是兼具漏電小、鉗位電壓低、響應(yīng)時(shí)間快、抗靜電能力強(qiáng)且能夠防浪涌等特點(diǎn)的新型TVS在近十幾年開始出現(xiàn)并不斷創(chuàng)新與升級。新型TVS對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝要求更高,結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,一般設(shè)計(jì)成多路PN結(jié)集成結(jié)構(gòu),采用多次外延、雙面擴(kuò)結(jié)或溝槽設(shè)計(jì)。新型TVS能夠確保小型化的集成電路芯片得到有效保護(hù),代表著TVS小型化、更強(qiáng)的浪涌保護(hù)能力、更低的電容、多路集成的技術(shù)發(fā)展方向。隨著半導(dǎo)體芯片制程的發(fā)展,集成電路芯片呈現(xiàn)出小型化趨勢,線寬變窄,同時(shí)追求更高的集成度和更低的工作電壓,致使集成電路芯片變得更加敏感,極易受到靜電和浪涌沖擊,造成損壞。TVS通常具有響應(yīng)時(shí)間短、靜電防護(hù)和浪涌吸收能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可用于保護(hù)設(shè)備電路免受各類靜電及浪涌的損傷,順應(yīng)了集成電路芯片發(fā)展的趨勢和需要,廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、個(gè)人電腦、工業(yè)電子、汽車電子等。隨著下游市場需求的增長,TVS市場前景廣闊。根據(jù)OMDIA發(fā)布的研究報(bào)告《TVS-ESDComponentsMarketAnalysis2021》,2020年全球TVS市場規(guī)模約為16.21億美元,2021年全球TVS市場規(guī)模預(yù)計(jì)約為18.19億美
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