碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類(lèi)型和趨勢(shì)

碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類(lèi)型和趨勢(shì)碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類(lèi)型和趨勢(shì)碳化硅功率器件目前主要包括碳化硅二極管和碳化硅MOSFET兩類(lèi)，而硅基功率器件除功率二極管和MOSFET外，還主要包括晶閘管和IGBT等器件，產(chǎn)品類(lèi)型更為豐富。一般來(lái)說(shuō)，碳化硅功率器件替代硅基功率器件的領(lǐng)域主要為高溫、高壓和高頻等方面的產(chǎn)品，主要原因系碳化硅功率器件在高工作溫度、高工作電壓和高工作頻率下性能更加優(yōu)異，且在性?xún)r(jià)比上具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力。光刻膠供應(yīng)緊張，正當(dāng)時(shí)目前國(guó)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(yáng)、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(duì)較快，公司先后承擔(dān)國(guó)家02專(zhuān)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(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，也是第一家ArF光刻膠通過(guò)國(guó)內(nèi)客戶(hù)產(chǎn)品驗(yàn)證的公司，其他國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。細(xì)分領(lǐng)域（一）汽車(chē)電子汽車(chē)半導(dǎo)體按種類(lèi)可分為MCU、功率半導(dǎo)體（IGBT、MOSFET等）、傳感器及其他。隨著新能源車(chē)技術(shù)提升，相關(guān)半導(dǎo)體芯片需求逐漸提升。ICInsights預(yù)測(cè)，未來(lái)MCU出貨量將持續(xù)上升，車(chē)規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)將在2020年接近460億元，2025年將達(dá)700億元，單位出貨量將以11．1％復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。IHSMarkit預(yù)測(cè)，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的391億美元增長(zhǎng)至2021年的441億美元，年化增速為4．1%。據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2019年全球CIS市場(chǎng)規(guī)模170億美元，預(yù)計(jì)2024年全球CIS市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到240億美元，年化增速7%。（二）手機(jī)產(chǎn)業(yè)射頻芯片受下游5G手機(jī)創(chuàng)新量?jī)r(jià)齊升。根據(jù)Skyworks預(yù)測(cè)，到2020年5G應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實(shí)現(xiàn)翻番，新增50個(gè)以上通信頻段，某些高端手機(jī)濾波器的數(shù)量到2020年甚至可100只。Yole預(yù)測(cè)2017年射頻前端市場(chǎng)規(guī)模為147億美元，2023年射頻前端的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)341億美元，復(fù)合增速14%。日韓廠商高度壟斷，國(guó)內(nèi)廠商加速突破前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球前五大硅片制造商分別為日本信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、德國(guó)世創(chuàng)、SUMCO和韓國(guó)SKSiltron，共占據(jù)86．6%的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)在大尺寸硅片上對(duì)外資企業(yè)依然具有依賴(lài)性，主要進(jìn)口地區(qū)為日本、中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)。國(guó)產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實(shí)現(xiàn)。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會(huì)優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給國(guó)內(nèi)硅片廠帶來(lái)了加速替代的機(jī)遇。國(guó)內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平快速提升，國(guó)內(nèi)晶圓廠對(duì)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗(yàn)證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過(guò)驗(yàn)證。中國(guó)大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國(guó)際龍頭廠商。半導(dǎo)體板塊產(chǎn)業(yè)鏈半導(dǎo)體可以分為四類(lèi)產(chǎn)品，分別是集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器。其中規(guī)模最大的是集成電路，達(dá)到2753億美元，占半導(dǎo)體市場(chǎng)的81%。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品中大部分是集成電路。半導(dǎo)體是一類(lèi)材料的總稱(chēng)，集成電路是用半導(dǎo)體材料制成的電路的大型集合，芯片是由不同種類(lèi)型的集成電路或者單一類(lèi)型集成電路形成的產(chǎn)品。對(duì)應(yīng)成大家好理解的日常用品，半導(dǎo)體各種做紙的纖維，集成電路是一沓子紙，芯片是書(shū)或者本子。集成電路（integratedcircuit）是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母IC表示。芯片（chip）、或稱(chēng)微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）在電子學(xué)中是一種把電路（主要包括半導(dǎo)體設(shè)備，也包括被動(dòng)組件等）小型化的方式，并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。半導(dǎo)體處于整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，是各種電子終端產(chǎn)品得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。被廣泛的應(yīng)用于PC，手機(jī)及平板電腦，消費(fèi)電子，工業(yè)和汽車(chē)等終端市場(chǎng)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈從上至下大致可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)：IC設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測(cè)試，另外還有相關(guān)配套行業(yè)，設(shè)備和材料。根據(jù)電路功能和性能要求，正確的選擇系統(tǒng)配置、電路形式、器件結(jié)構(gòu)、工藝方案等。專(zhuān)業(yè)從事IC設(shè)計(jì)的公司也被稱(chēng)為DesignHouse，如Qualcomm（高通）、MTK（聯(lián)發(fā)科）、AMD等，它們沒(méi)有自己的晶圓廠。設(shè)計(jì)公司最終輸出的是電路版圖，交給制造廠商，通常把這類(lèi)公司稱(chēng)為Fabless。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(lái)說(shuō)，在芯片制造過(guò)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?cè)噭怀练e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?cè)噭?，刻蝕環(huán)節(jié)還會(huì)用到高純特氣；薄膜生長(zhǎng)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(guò)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。半導(dǎo)體材料景氣持續(xù)，市場(chǎng)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(wú)論從科技或經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010年以來(lái)，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(lèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車(chē)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(cè)，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(cè)試三個(gè)流程。其中硅片制造包