本文是《半导体行业发展前景》,希望对各位股民有所帮助,小编要提醒各位投资者,想要准确的判断股票的好坏,不应该是选择一或两个指标,而是要先建立一套属于自己的操作指标体系,也就是说我们在运用指标来炒股也是一样的。
半导体材料的就业前景挺不错的。
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。现在大部分电子产品中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
主要是从事于本科毕业,可在多晶硅(化工能源公司)、半导体(电子类公司)、物理、材料类、无损检测(探伤、压力容器厂家)等行业就业。研究生毕业,可在材料研究所或高校就业。
主要材料:
元素半导体:锗和硅是最常用的元素半导体。
化合物半导体:包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。
行业主要上市企业:目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)、三安光电(600703)、士兰微(600460)、闻泰科技(600745)、新洁能(605111)、露笑科技(002617)、斯达半导(603290)等。
本文核心数据:第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模
行业概况
1、定义
以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料,被称为第三代半导体材料,目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。
与传统材料相比,第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件,因此,其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热频,以及更强的抗辐射能力等诸多优势,在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。
第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO),其中,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”,是第三代半导体材料的典型代表。
2、产业链剖析:产业链涉及多个环节
第三代半导体产业链分为上游原材料供应,中游第三代半导体制造和下游第三代半导体器件环节。上游原材料包括衬底和外延片;中游包括第三代版奥体设计、晶圆制造和封装测试;下游为第三代半导体器件应用,包括微波射频器件、电力电子器件和光电子器件等。中国第三代半导体行业产业链如下:
第三代产业链各个环节国内均有企业涉足。从事衬底片的国内厂商主要用露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳、维微科技、科恒晶体、镓铝光电等等;从事外延片生产的厂商主要有瀚天天成、东莞天域、晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等;从事第三代半导体器件的厂商较多,包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。
行业发展历程:兴起的时间较短
中国第三代半导体兴起的时间较短,2013年,科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。
2016年,为第三代半导体发展元年,国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点,国内企业扩大第三半导体研发项目投资,行业进入快速发展期。
2018年1月,中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线;2018年,泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线;2019年9月,三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月,华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。
2020年9月,第三代半导体写入“十四五”规划,行业被推向风口。
行业发展现状
1、产值规模逆势增长
随着5G、新能源汽车等市场发展,第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时,中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年在国内大半导体产业增长乏力的大背景下,我国第三代半导体产业实现逆势增长。
2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元,较2019年同比增长69.5%。
其中,SiC、GaN电子电力产值规模达44.7亿元,同比增长54%;GaN微波射频产值达到60.8亿元,同比增长80.3%。
2、产能大幅增长但仍供应不足
根据CASA数据显示截至2020年底,我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年,SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年,SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。
GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年,GaN-on-Si器件/模块折算 6 英寸产能约为22万片/年。
但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展,我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求,目前有超过八成产品依赖进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。
3、电力电子器件市场规模接近50亿元
2017-2020年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长,2020年,SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元,同比增长90%。
2020年,我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元,SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。
目前,GaN主要应用在射频及快充领域。SiC重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场,第三代半导体器件在新能源汽车充电桩领域的渗透快于整车市场,占比达38%;消费类电源(PFC)占22%;光伏逆变器占了15%;工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。
2020年,我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元,同比增长57.2%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元,成为GaN射频主要拉动因素。
国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%;其次是无线基础设施,下游市场占比为36%。
行业竞争格局
1、区域竞争格局:江苏省第三代半导体代表性企业分布最多
当前,我国第三代半导体初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。
从我国第三代半导体行业产业链企业区域分布来看,第三代半导体行业产业链企业在全国绝大多数省份均有分布。其中河南省第三代半导体企业数量分布最多,同时山东、江苏和甘肃等省份企业数量也相对集中。
从代表性企业分布情况来看,江苏省第三代半导体代表性企业分布最多,如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等。同时广东、山东代表性企业也有较多代表性企业分布。
2、企业竞争格局:主流企业加速扩张布局
经过初期的发展,第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用,市场规模增长迅速。同时,行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求,抢占市场地位,国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局,扩充第三代半导体的产能。其中,代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。
行业发展前景及趋势预测
1、2025年行业规模有望超过500亿元
第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下,预计到2021-2025年,我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元;GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。
2、国产化进程将加速
未来,在市场竞争趋势方面,我国第三代半导体行业国产化率将会加深;在细分产品发展趋势方面,SiC需求将会增长;在技术发展趋势方面,大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
美国是最重要的半导体出口国
凭借出色的技术实力,美国半导体产业在全球保持着较强的竞争优势,2021年美国半导体公司在全球各个主要市场的份额均超过35%,其中在中国和欧洲市场达到了50%,在最低的美洲市场也有38.7%的市场份额。
值得一提的是,随着全球其他国家半导体产业的不断升级,目前美国半导体产业的竞争力有减弱趋势,拿美国本土市场来说,2013-2021年,美国半导体市场中本土公司的市场占有率从56.7%下降至43.2%,降幅超过10个百分点。
2021年,美国半导体产品出口额达到了620亿美元,是美国第五大类出口商品,仅次于精炼油、航空产品、原油和天然气;而在电子产品领域,半导体则是出口金额最大的商品种类,远高于无线通讯、电脑等设备。
高研发投入助力产业腾飞
美国在半导体行业出色的竞争力,很大程度上得益于美国企业大规模的研发投入。2021年美国半导体行业研发经费占销售收入的比重为18%,在美国的主要行业中仅次于药物和生物科技行业;在世界范围内则排在第一位,高于排在第二的欧洲地区约3个百分点,而中国半导体行业这一比重仅为7.6%。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
全球半导体产业已步入成熟期。未来10年半导体产业年均增长率放缓。手机和消费类电子产品将是推动未来半导体产业增长的主动力。未来半导体产业将是独立半导体产业的天下。未来半导体产业的整合、兼并将越演越烈。未来半导体产业技术会越来越受到关注。例如:半导体产业的基础是硅材料工业,因为硅片表面的污染物会严重影响器件的性能、可靠性、和成品率。随着微电子技术的飞速发展以及人们对原料要求的提高,污染物对器件的影响也愈加突出,清洗技术在半导体行业越来越重要。
以前传统的浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗,这些清洗方法都很容易破坏半导体表面,而且半导体制程中重复次数最多的工序,清洗效果的好坏较大程度的影响芯片制程及积体电路特性等质量问题。在所有的清洗方式中超声波清洗机对半导体的清洗效率最高、效果最好的一种,之所以超声波清洗能够达到如此的效果是与它独特的工作原理和清洗方法密切相关的。我们知道,半导体外形比较复杂,孔内小,利用超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击疚,所以很容易将带有复杂外形,内腔和细空清洗干净,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍,甚至几十倍,清洁度也能达到高标准,提高了对半导体的生产效率,更突出显示了用其他处理方法难以达到或不可取代的结果。
半导体分立器件制造行业主要上市公司:目前国内半导体分立器件制造行业的上市公司主要有华润微(688396)、士兰微(600460)、扬杰科技(300373)、华微电子(600360)、新洁能(605111)、苏州固锝(002079)、银河微电(688689)、立昂微(605358)、捷捷微电(300623)、台基股份(300046)等。
本文核心数据:半导体分立器件出货量、市场规模、区域分布
1、英飞凌推动全球分立器件性能提升
全球半导体分立器件诞生于上世纪中期。20世纪50年代,功率二极管、功率三极管的面世并应用于工业和电力系统;20世纪60-70年代,晶闸管等分立器件快速发展;20世纪70年代末,平面型功率MOSFET发展起来;20世纪80年代后期,沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世,分立器件正式进入了电子应用时代;20世纪90年代,超结MOSFET逐步出现,打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求;2008年,英飞凌(Infineon)率先推出屏蔽栅功率MOSFET,分立器件的性能得到进一步提升。
2、全球分立器件供需受疫情影响明显
——全球供给受疫情影响增长乏力
COVID-19疫情对全球经济产生了巨大影响,包括半导体分立器件在内的众多行业均受到负面影响。据Statista预测数据,2020年全球半导体分立器件出货量约达到4630亿个。
随着病毒在世界范围内传播,全球供应链中断,隔离期仍存在不确定性。为了遏制新冠病毒的传播,世界各地的许多制造工厂均采取停工管制措施。例如,安森美半导体的大部分制造设施因马来西亚、中国和菲律宾等国家的政府命令而关闭,这影响了其向客户供应产品的能力。
注:不包括光电器件和传感器件。
——2020年全球市场规模有所下降
根据WSTS的统计数据,2017-2020年,全球半导体分立器件市场规模呈现波动变化。2020年,市场规模为238.04亿美元,较2019年下降0.32个百分点。据WSTS预测,2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反弹,预计达到261.89亿美元,增长超过10%。
注:不包括光电器件和传感器件。
3、全球分立器件供需区域分布错配
——欧洲为全球第一大供给区域
从全球市场供给区域分布情况来看,根据半导体行业协会(SIA)的数据,2020年,欧洲半导体分立器件厂商市场销售额占比最大,达到42%;日本位于第二,占比25%;其次是美国,占比23%;中国和韩国的半导体分立器件厂商市场销售额占比均为5%。
注:不包括光电器件和传感器件。
——亚太地区需求增长潜力最大
从市场需求区域分布情况来看,根据Statista的预测数据,2020年中国分立半导体在全球的市场份额预计超过36%,而2016年这一数值为33.5%,中国市场份额逐渐提升。与此同时,北美也是半导体分立器件的主要市场之一,因为该地区的大型汽车和其他行业对分立半导体的消费需求较大。On Semiconductor Corporation、Diodes Incorporated 和D3 Semiconductor LLC等供应商的总部均设在该地区。
注:不包括光电器件和传感器件。
根据Modor Intelligence的预测,2020-2025年亚太地区的半导体分立器件制造行业的市场规模增长将呈现快速增长趋势;而西方地区像是北美地区、欧洲地区则呈现相对缓慢的增长趋势;南美及非洲地区的市场规模增长率将是最低。
4、2026年全球市场规模有望超320亿美元
半导体分立器件的市场驱动力是对跨电子产品和小型化的电源管理的需求日益增长。据WSTS预测,2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反弹,预计达到261.89亿美元,增长超过10%。与此同时,根据Mordor Intelligence的预测数据,全球分立半导体市场规模2021-2026年复合年增长率约为4.2%。初步测算,2026年,全球半导体分立器件制造行业市场规模将超过320亿美元。
注:不包括光电子器件和传感器。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体分立器件制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。现在大部分电子产品中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
一、2019年全球半导体材料市场销售额达521.2亿美元
SEMI报告指出,2019年全球半导体材料市场销售额为521.2亿美元,小幅下降-1.1%。分区域来看,中国台湾、韩国、中国大陆、日本、北美、欧洲半导体销售额分别为113.4亿美元、88.3亿美元、86.9亿美元、77.0亿美元、56.2亿美元、38.9亿美元,分别占全球半导体材料市场份额的22%、17%、17%、15%、11%、17%。中国大陆是2019年各地区中唯一增长的半导体材料市场,销售规模位居第三。
二、2019年封装材料销售额下滑增速超过晶圆制造材料
分产品来看,2019年全球晶圆制造材料销售额328亿美元,略微下降0.4%;其中工艺化学品、溅射靶材和CMP同比下降超过2%。2019年封装材料销售额192亿美元,同比下滑2.3%。
三、2019年一半以上半导体上市公司净利增长
国内上市公司中,也有不少半导体行业上市公司,不过从规模来看比较小,但是在新一轮产能扩展期,将带来新的发展机会。截至2020年1月21日,共有22家半导体企业公布2019年业绩预告,有15家企业净利润出现增长的情况,其中上海新阳、闻泰科技、北京君正、安泰科技、天龙光电、硅宝科技6家企业净利润同比增长超过100%(数据对比以下线为止,下同),占比27.27%;净利同比下降的企业有7家,分别为强力新材、航锦科技、三安光电、士兰微、鼎龙股份、台基股份、大唐电信,占比为31.82%。
四、核心芯片国产自主化迫在眉睫
未来,中国半导体的发展趋势主要表现在:第一,政策引导推动集成电路成为战略性产业。第二,新兴技术将成为集成电路产业的未来核心产品。第三,核心技术及人才资源成为集成电路产业的可持续发展力。特别需要注意,中国国内的半导体自给率水平非常低,特别是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零,国产产品的自主化迫在眉睫。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《半导体硅片、外延片行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》
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