半导体行业概况分析

半导体行业概况分析

半导体行业概况（一）半导体行业简介半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，是诸多电子产品的核心部件，常见的半导体包括硅、锗等元素半导体和碳化硅、砷化镓、氮化镓等化合物半导体。硅是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。半导体行业是支撑经济社会发展、保障国家安全的战略性、基础性、先导性产业，其下游包括移动通信、计算机、汽车电子、医疗电子、工业电子、人工智能、航空航天等行业。（二）半导体行业发展方向根据IRDS发布的国际半导体技术发展路线图，半导体行业的发展主要分为两大方向：一类是以制程线宽不断缩小为特征的深度摩尔定律方向（MoreMoore），另一类是以应用功能多样化为特征的超越摩尔定律方向（MorethanMoore）。深度摩尔定律方向主要包括CPU、逻辑芯片、存储芯片等细分市场，其核心是沿着摩尔定律的道路，通过特征尺寸不断缩小，在一个芯片上拥有更多的电路，目前12英寸硅片在这个领域占据主导地位。超越摩尔定律方向包括功器件、模拟芯片、传感器等细分市场，侧重于功能的多样化，是由应用需求驱动的，其核心是在一个芯片上拥有更多的功能，目前8英寸硅片在这个领域仍占据主要地位。超越摩尔定律不再单纯依靠缩小晶体管尺寸和硅片尺寸的放大，而是通过电路设计以及系统算法优化、先进封装技术集成更多数量的晶体管等方式综合以提升性能。同时，根据应用场景来实现芯片功能的多样化，满足互联网、物联网、生物医药、新能源等各新兴领域的发展应用需求，重点挖掘和研发模拟器件、功率半导体、传感器等市场规模巨大的芯片。（三）半导体行业发展现状全球半导体市场规模伴随着终端产品的需求而增长。近年来，5G手机、笔记本电脑、服务器、汽车、工业装备、智能家居、游戏设备、可穿戴设备等下游市场的发展推动了半导体市场增长。根据WSTS统计，2021年全球半导体市场规模达到了5，559亿美元，增长率达到26．23%。随着5G通信应用的落地、数字智能化生活的普及、智能网联汽车领域的强劲发展以及工业领域自动化的不断提高，半导体行业预计将持续增长，预计2025年市场规模将达到6，588亿美元。近年来，中国集成电路产业总体处于快速发展阶段，产业规模持续提升，中国已成为全球重要消费市场。根据中国半导体行业协会统计，2021年中国集成电路产业规模10，458亿元，同比增长18．20%。随着5G、消费电子、汽车电子等下游产业的进一步兴起，中国半导体市场规模整体保持稳步发展趋势。到2025年，中国集成电路产业规模预计将会达到14，729亿元。虽然中国半导体行业销售规模持续扩张，但中国半导体产业依然严重依赖进口。根据海关总署统计，2021年，中国集成电路进口金额达4，326亿美元，连续第7年超过原油进口金额，位列中国进口商品第一位，并且贸易逆差还在不断扩大。中国半导体产业国产化进程严重滞后于国内快速增长的市场需求，中国半导体企业进口替代空间巨大。当前，中国半导体产业正处于产业升级的关键阶段，实现核心技术的自主可控是中国半导体产业现阶段的重要目标。外延片行业上游概况多晶硅材料是制作半导体硅片的原材料。据中国光伏行业协会数据，2020年由于国内部分生产厂商停产，产能小幅下降，为42万吨/年，同比下滑7．08%，2021年国内多晶硅产能达到52万吨/年，同比增长23．81%。外延片行业发展现状全球外延片市场规模受下游半导体行业影响较大。数据显示，2016至2021年，全球半导体市场规模呈波动变化趋势，2021年全球外延片市场规模约为86亿美元，较2020年增加14亿美元。近年来国内外延片市场规模稳定增长，从2016年的64亿元增长至2021年的92亿元，期间年均复合增速为7．53%。中国作为全球重要的半导体产品终端市场，预计未来中国外延片市场的规模总体保持增长态势，至2025年将达到110亿元。外延片行业供给量和需求量过去几年，中国大陆硅片外延片供给长期存在缺口，2019年供给与需求的缺口高达67万片/月，对国外硅片进口依赖严重。尤其在12英寸硅片方面，国内企业尚未能实现量产，主要靠进口来满足国内需求。国内亟需技术突破来实现国产自给自足。GaAs衬底的主流尺寸为4英寸和6英寸。GaAs外延片技术难度较高，客户认证周期较长，进入壁垒高。2020年IQE、VPEC、住友化学在GaAs外延片方面的市占率较高，分别为53%、26%、8%，合计为87%。半导体硅片产业链半导体硅片产业链上游为多晶硅料，下游为集成电路和分立器件制造业。上游来看，制作多晶硅原料的主要成本为电力，国内半导体硅料的主要厂商为黄河水电，国际企业主要有德国瓦克。半导体硅片的下游为晶圆代工厂或IDM厂商，硅片的质量直接决定芯片的良率和质量，所以硅片厂商需要满足晶圆厂较长的质量验证期后才可形成稳定的合作关系，硅片加工成半导体器件后供应到终端应用领域。外延片行业市场规模稳步提升全球外延片市场规模受下游半导体行业影响呈波动变化趋势。2017-2018年保持高速增长，2019-2020年期间受中美贸易关系、下游消费电子市场疲软等影响，外延片市场规模有所下降；进入2021年，随着5G应用、人工智能发展、云计算数据量需求大幅增加，促进半导体需求反弹，进而使得2021年全球外延片市场规模回升至86亿美元。未来，随着5G技术、AI、物联网等下游市场不断成熟，全球外延片市场规模总体将持续保持增长，预计2025年将达到109亿美元。在国内市场，中国作为全球重要的半导体产品终端市场，外延片行业市场规模呈稳定上升趋势。根据数据显示，2018-2021年，我国外延片行业市场规模从74亿元上升至92亿元，年均复合增长率为7．53%，预计2025年的市场规模将达到110亿元。外延片行业空间广阔目前，我国外延片自主化程度水平仍然较低。根据数据，2021年我国8英寸外延片的需求量约71万片/月，供给量约49万片/月，12英寸外延片的需求量约35万片/月，供给量约3万片/月；预计到2025年，上述8英寸及12英寸外延片供给缺口将分别达到30万片/月和34万片/月。外延片行业发展趋势近年来，受益于下游功率器件、模拟芯片市场规模的高速增长，外延片的市场需求也持续扩张。未来，随着越来越多智能终端及可穿戴设备的推出，新能源汽车、5G通信、物联网等新应用的普及，IGBT、MOSFET等功率器件及CIS、PMIC等模拟芯片产品的使用需求和应用范围均将进一步扩大，预计外延片的市场需求将持续增长。在国家高度重视、大力扶持半导体行业发展的大背景下，我国半导体产业快速发展，产业链各环节的产能和技术水平都取得了长足的进步，但相对而言，以硅片为代表的半导体材料仍是我国半导体产业较为薄弱的环节，对于进口的依赖程度依然较高，空间广阔。超越摩尔定律方向包括功率器件、模拟芯片、传感器等细分市场，侧重于功能的多样化，是由应用需求驱动的，其核心是在一个芯片上拥有更多的功能，目前8英寸硅片在这个领域占据主要地位。另一方面，英飞凌、客户A等国际先进厂商在制造功率器件时已开始使用12英寸外延片，华虹宏力、中芯集成等国内厂商也已建成12英寸功率器件生产线，12英寸产品的优势越来越明显，所需的技术要求也相应大幅提高。中国半导体硅片和外延片行业市场规模及未来发展趋势半导体硅片和外延片是半导体行业的基础产业，中国目前是世界上最大的消费市场，其市场规模和发展趋势对世界半导体行业有着重要的影响。2019年，中国半导体硅片和外延片行业的总规模达到了1745亿元，比上一年增长了14．1%。其中，硅片行业的市场规模达到了1077亿元，较2018年增长了15．7%，外延片行业的市场规模达到了668亿元，较2018年增长了11．8%。随着中国半导体行业的发展，硅片和外延片行业也将得到进一步的发展。据业界预测，到2024年，中国半导体硅片和外延片行业的总规模将达到2800亿元，硅片行业的市场规模将达到1700亿元，外延片行业的市场规模将达到1100亿元。未来，中国半导体硅片和外延片行业将继续受到政策和技术的支持，随着5G和物联网的发展，行业市场规模将进一步扩大，市场发展前景也将更加广阔。外延是半导体工艺当中的一种。在bipolar工艺中，硅片最底层是P型衬底硅（有的加点埋层）;然后在衬底上生长一层单晶硅，这层单晶硅称为外延层;再后来在外延层上注入基区、发射区等等。最后基本形成纵向NPN管结构：外延层在其中是集电区，外延上面有基区和发射区。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。因有些厂只做外延之后的工艺生产，所以他们买别人做好外延工艺的外延片来接着做后续工艺。根据国内第三方工商注册服务机构企查查查询结果显示，截止2021年12月底，国内存续和在业的企业中业务包含光芯片或者外延片，并通过查找范围品牌/产品，筛选之后企业有19996家，同比2020年年底的11698家增长8298家。从光芯片外延片行业人员规模企业发布的人才需求来看，研发和销售是企业人员需求量最大的两个部分，对研发岗位的需求高达55%，其后是销售客户支持类岗位，占18%。2019年中国光芯片外延片市场规模为112亿元，2020年受新冠疫情影响，中国光芯片外延片市场规模有所下降，但随着相关领域投资建设规模的扩大，中国光芯片外延片市场需求将持续增长，2021年光芯片外延片行业市场规模达到125亿元，同比增长17．92%。在旺盛需求的推动下，国内严格的疫情防控措施为国内外光芯片外延片工厂提供复工生产、调升稼动率弥补库存的可能，因此产能扩张带来的刚需以及提前抢单共同推动了中国大陆地区光芯片外延片工业产值的