半导体分立器件产业发展实施指南

半导体分立器件产业发展实施指南

十三五期间，在稳步推进新型城镇化和消费升级等因素的拉动下，石化化工产品市场需求仍将保持较快增长。2015年我国城镇化率约为56%，预计到2020年将超过60%，超过5000万人将从农村走向城市，新型城镇化和消费升级将极大地拉动基础设施和配套建设投资，促进能源、建材、家电、食品、服装、车辆及日用品的需求增加，进而拉动石化化工产品需求持续增长。同时，2020年我国将全面建成小康社会，居民人均收入将比2010年翻一番，社会整体消费能力将增长120%以上，居民消费习惯也将从温饱型向发展型转变，对绿色、安全、高性价比的高端石化化工产品的需求增速将超过传统产业。十二五时期，石化和化工行业对外开放水平不断提高。巴斯夫、沙特基础工业公司、杜邦等国际化工跨国公司积极拓展在华业务，建设研发中心和生产基地，发展高新技术产业，产品档次明显提升。国内石化化工企业开展了一系列有影响力的跨国并购，中国化工收购马克西姆-阿甘公司、倍耐力公司等取得较好成效，提高了国内行业全产业链竞争优势。轮胎行业在天然橡胶资源丰富的东南亚地区重点布局，投资建设多家工厂。氮肥行业已向孟加拉、巴西、越南、新西兰等国家输出合成氨、尿素生产技术。钾肥行业在海外10多个国家投资了20余个项目，弥补了国内钾肥供应不足。半导体分立器件行业发展趋势信息产业数字化、智能化、网络化的不断推进，新材料（如GaN、AlN、SiC、SiGe、锑化物、金刚石、有机材料等）和新技术（如微纳米、MEMS、碳纳米管等）的不断涌现，都将对半导体分立器件未来的发展产生深远的影响，将会从不同的侧面促进半导体分立器件向高频、宽带、高速、低噪声、大功率、大电流、高线性、大动态范围、高效率、高亮度、高灵敏度、低功耗、低成本、高可靠、微小型等方面快速发展。此外，随着智能移动终端、5G网络、物联网、新能源汽车、大数据、人工智能等新兴行业的发展，新型半导体分立器件也将不断涌现。当前半导体分立器件产业正在发生深刻的变革，其中新材料成为产业新的发展重心。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的新材料半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而受到行业关注，有望成为新型的半导体材料。SiC、GaN等半导体材料属于新兴领域，具有极强的应用战略性和前瞻性。目前美欧、日韩及中国台湾等地区已经实现SiC、GaN等新材料半导体功率器件的量产。新材料半导体的涌现将不断提升半导体器件的性能，使得产品能够满足更多应用领域的需求。对国内市场而言，功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化，而MOSFET、IGBT等分立器件产品，尤其是高功率器件，由于其技术及工艺的先进性，还较大程度上依赖进口，未来进口替代空间巨大。目前，国内行业内企业通过多年的技术和资本积累，依托国家产业政策的重点扶持，也已开始布局新型半导体材料领域，并取得了一定成效。未来伴随着移动智能终端、5G网络、物联网、新能源、AR/VR等新兴行业的发展，新型半导体分立器件将不断涌现，在替代原有市场应用的同时，将持续开拓新兴应用领域。同时，为了使现有半导体分立器件能适应市场需求的快速变化，需要采用新技术、开发新的应用材料、继续优化完善结构设计、制造工艺和封装技术等，提高器件的性能。此外，下游电子信息产品小型化、智能化发展趋势，必然要求内嵌其中的半导体分立器件等关键零部件尽可能小型化、微型化以及多功能化。为适应整机装配效率和提高整机性能可靠性、稳定性的要求，半导体分立器件将趋于体积小型化、组装模块化、功能系统化。半导体分立器件产业链主要包含器件及芯片设计、芯片制造、封装测试三大工艺环节，根据所涉及经营环节的不同，半导体分立器件制造业的经营模式分为纵向一体化（IDM）以及垂直分工两种。由于分立器件在投资规模方面采用IDM模式具备经济效益上的较强可行性，同时半导体分立器件的产品设计和生产工艺都对产品性能产生较大影响，对企业设计与工艺结合能力要求较高，业内领先企业一般沿着原有业务进行产业链延伸，逐步完善IDM模式发展。由于不同企业的发展历程及技术优势不同，分立器件行业发展IDM模式有两种典型路径：一类是以芯片技术为基础的企业，该类企业通常在特定品种的分立器件拥有较强的竞争优势，为客户提供自主芯片对应的分立器件，在发展过程中逐步补强封测技术和产能。另一类是以封测技术为基础的企业，该类企业具备多品种、多规格的产品系列，可以为客户提供一站式采购服务，在发展过程中不断发展芯片技术和产能。半导体分立器件行业发展概况半导体分立器件主要用于各类电子设备的整流、稳压、开关、混频、放大等，具有广泛的应用范围和不可替代性。大功率、大电流、高反压、高频、高速、高灵敏度、低噪声等半导体分立器件由于不易集成或集成成本较高，依然具有广阔的发展空间；即使容易集成的小信号晶体管，由于其具有使用方面的灵活性和通用性，因而也具有稳定的发展空间。目前半导体分立器件产业通常沿着功率、频率和微型化等方向发展，形成了新的器件理论和新的封装结构，各种新型半导体分立器件产品不断，促进着电子信息技术的快速发展。在全球范围内，依托电子信息产业的快速发展，半导体分立器件市场一直保持着较好的发展势头。虽然目前全球半导体分立器件市场也进入了调整发展期，但随着世界各国对节能减排的日益重视，半导体分立器件的应用已从传统的工业控制和4C（通信、计算机、消费电子、汽车）领域扩展到新能源、轨道交通、智能电网、变频家电、物联网、VR/AR、无线充电/快充等诸多产业，为行业提供了新的发展机遇。中国半导体分立器件产业在上世纪50年代初创，70年代逐渐成长，80年代的改革开放到90年代以后进入全面发展阶段，21世纪初中国加入WTO，为我国半导体分立器件产业带来了新的发展契机。受益于国际电子制造产业的转移、下游行业需求的拉动以及国家推出的支持政策，半导体分立器件行业已经进入快速发展通道。目前，我国已经成为全球重要的半导体分立器件制造基地和全球最大的半导体分立器件市场，根据中国半导体行业协会及前瞻产业研究院数据，预计2021年我国半导体分立器件市场规模将达到3，229亿元。就国内市场而言，二极管、三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化，而MOSFET、IGBT等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性，还较大程度上依赖进口，未来进口替代空间较大。从中长期看，国内功率半导体需求将持续快速增长。根据前瞻产业研究院预测，到2026年分立器件的市场需求将超过3，700亿元。近年来物联网、可穿戴设备、云计算、大数据、新能源、医疗电子、VR/AR、安防电子等新兴应用领域将成为国内半导体分立器件产业的持续增长点。促进传统行业转型升级严格控制尿素、磷铵、电石、烧碱、聚氯乙烯、纯碱、黄磷等过剩行业新增产能，对符合政策要求的先进工艺改造提升项目应实行等量或减量置换。探索建立落后产能法制化、市场化退出机制，引导企业开展并购重组，发挥市场优胜劣汰的竞争机制和倒逼机制，充分利用安全、环保、节能、价格等措施，推动落后和低效产能退出，为先进产能创造更大的市场空间。利用清洁生产等先进技术改造提升现有生产装置，降低消耗，减少排放，提高综合竞争能力和可持续发展能力。加强应用研发，开拓传统产品应用消费领域，扩大消费量。强化品牌意识，提高产品质量，健全品牌管理体系，打造一批知名度、美誉度较高的国际知名品牌。整合优化生产服务系统，重点发展科技服务、研发设计、工程承包、信息服务、节能环保服务、融资租赁等现代生产性服务业，为行业提供社会化、专业化服务。半导体分立器件应用领域情况（一）半导体分立器件家用电器领域情况半导体分立器件可以对驱动家用电器的电能进行控制和转换，是家用电器的关键零部件，直接影响到家用电器的性能和品质。在我国家用电器整体升级、市场扩展的大背景下，半导体分立器件将随着家电行业的发展而具有稳定的市场发展前景。我国是全球最大的家电生产国和出口国，近年来在宏观经济环境及住宅产业低迷、产业相对趋于成熟等综合因素的影响下，我国家电行业主要产品产销量增速放缓，部分产品略有下滑，但行业总体依旧处于增长态势。在主要家电产品中，根据国家统计局公布的数据，2021年，我国电冰箱、彩电、空调、洗衣机的产量合计达57，942．8万台。目前，中国家电消费升级态势保持良好，各家电企业把技术创新作为突破口，重视研发投入，产品结构持续优化，产业转型升级健康发展。中国家电业已经进入以更新消费为主的阶段。未来，各类科技的进一步发展、传统家电的智能化升级以及一带一路国际化战略带来的出口机遇将为我国家电行业发展注入持续动力，进而推动其上游半导体分立器件行业的发展。（二）半导体分立器件电源及充电器领域情况电源市场是半导体分立器件重要的应用领域，电源作为电子设备不可或缺的动力来源，广泛应用于各行各业。根据中国电源学会数据，我国电源行业市场规模由2016年的2，056亿元增长至2020年的3，288亿元，复合年均增长率达12．45%。相关研究机构预测，2022年我国电源行业市场规模将达3，700亿元。1、半导体分立器件充电器领域情况充电器是智能电子产品的重要配件之一，通过交流直流转换给智能电子产品充电，从而促使其便携易用。近年来，智能电子设备发展快速，尤其是在智能手机领域。根据国家统计局数据，2021年我国手机年产量已经达17．6亿部，较2020年小幅提升；2022年上半年行业景气度回落，累计产量7．4亿部并较2021年同期下滑2．7%，但整体市场容量仍然巨大。其中我国手机品牌华为、OPPO、VIVO、小米已经稳居全球前十大手机品牌。由于每个智能手机至少都会标配一个充电器，另外为满足不同充电场景的需要，部分手机用户可能会多配置一到两个手机充电器。由此可见，庞大的智能手机市场对充电器类核心配件形成规模巨大的市场需求。未来随着全球智能手机渗透率在新兴市场的不断提高，以及智能手机更新换代速度的不断加快，全球智能手机市场前景广阔。智能手机市场快速发展必将带动对充电器产品的需求，而半导体分立器件作为充电器产品主要元器件，未来仍有较大的市场发展空间。2、半导体分立器件电脑电源适配器情况近年来，电脑产品在全球的出货量保持相对稳定，但总体容量巨大，作为电脑标配产品的电源适配器也保持相对稳定。而半导体分立器件在电源适配器中有着广泛的应用，主要起到整流、稳压等作用，从而依托于电脑市场的发展而保持长期稳定发展。3、半导体分立器件工业类电源情况工业电源广泛应用于机械、电力、铁路、航空、石化和医疗等行业。近年来，为满足工业产品不断向个性化、多样化、复杂化发展，信息化和智能化制造成为工业领域的发展热点。为满足工业产品的发展要求，工业制造不断融合物联网、大数据、自动化、机电一体化以及嵌入式软件等新技术。新技术的引入需要将更多的机电控制设备应用于工业制造领域中，从而也需要相应的电源转化，而半导体分立器件是实现电源转化的核心元器件，促进了分立器件行业的发展。（三）半导体分立器件绿色照明领域情况在照明领域，半导体照明（简称LED）作为一种新型的绿色光源产品，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，并广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。目前，LED已经成为性价比较高的生态光源，全面进入照明替代市场，在全球淘汰白炽灯和限制荧光灯（含汞）使用的大趋势下，全球半导体照明市场呈现爆发式增长。近年来LED产品的市场渗透率快速增长，特别是在新增市场的渗透率有较快提升。2015年全球LED灯安装数量在整体照明产品在用量中的渗透率仅为6%，而预计到2022年将接近40%。随着LED市场应用渗透率的不断提高，将推动半导体照明市场的快速发展。我国是照明产业大国，近年来LED照明增长迅速。跟据前瞻产业研究院统计数据显示，2010年中国LED照明产业规模已达1，200亿元，到了2015、2016年中国LED照明产业规模分别突破4，000、5，000亿元。在政策的持续利好下，我国LED照明行业在经历了2015年的发展低谷与2016年的缓慢回升后，重新回归发展快车道。截止至2017年中国LED照明产业规模持续扩大，增长至6，538亿元，同比增长25．35%，增速较前两年显着回升。2018年我国LED照明产业规模达到7，374亿元左右，同比增长12．8%；2019年我国LED照明行业总产值达7，548亿元，微增2．4%。未来，国家政策鼓励、LED渗透率提升以及应用领域扩展，将推动我国半导体照明发展，进而推动对半导体分立器件产品需求的不断增长。此外，半导体照明在农业、医疗、通讯、安全等领域的应用市场也在不断拓展。下游应用领域的不断拓宽，将带动半导体分立器件产品的发展。（四）半导体分立器件网络与通信领域情况半导体分立器件在网络通信市场的应用主要为家庭端的路由器、调制解调器和机顶盒等产品，以及运营商端的通讯基站、金融机构端的POS机、ETC等设备。2019年，工信部正式发放5G商用牌照，标志着中国正式进入5G商用元年，运营商开始在一二线城市大规模部署5G基站，并带来了以智能手机为主的移动终端产品的更新。同时，由中国广电负责全国范围内有线电视网络有关业务，开展三网融合，创造了新一轮机顶盒置换需求。同年，WIFI6无线局域网标准发布，带来路由器的更新需求。另外，随着移动支付的普及，其覆盖范围扩大到生活的每一个环节，POS机以及ETC硬件设备市场快速扩容。以上终端需求的升级给半导体分立器件在网络通信领域的应用带来了快速增长的机会。（五）半导体分立器件汽车电子领域情况半导体分立器件作为内嵌于汽车电子产品中的基础元器件，存在着巨大的刚性需求空间。伴随着新能源汽车普及率的迅速提升和汽车电子朝向智能化、信息化、网络化方向发展，以及各种LED节能型灯具在汽车主灯、指示灯、照明灯、装饰灯等方面的普及，半导体分立器件在汽车电子产品中的应用有广阔的发展空间。汽车电子化程度的高低，已成为衡量汽车综合性能和现代化水平的重要标志，许多工业发达国家都已形成了独立的汽车电子产品。目前，随着全球各地政府持续推动、充电桩等配套设施加速布局、电动车续航问题逐步解决，新能源车正成为后疫情时代汽车行业复苏的强劲动力，汽车行业产业链价值构成也正发生剧变，与内燃机相关的系统和元器件正在缩减，而三电（电池、电驱、电控）的引入快速推升汽车硅含量。根据StrategyAnalytics数据，2019年纯电动车单车平均半导体价值达到了775美元，为燃油车的两倍有余。根据IHS数据，2020年全球汽车半导体市场规模为380亿美元，受益于汽车行业新能源变革与智能化、信息化、网络化趋势，预计到2026年将达到676亿美元。（六）半导体分立器件智能电表及仪器情况电表是居家必备之品，24小时无间断运转记录用户用电数据。一般情况下，智能电表的电路由电源电路和数据处理电路构成，需要用整流桥、二极管、三极管、稳压电路等器件来驱动电表完成数据处理和传输，因此智能电表市场的发展将带动半导体分立器件产品的市场需求。近年来随着智能电网的快速发展，作为智能电网的重要终端设备，智能电表的市场渗透率也在逐渐上升。到2024年全球智能电表市场规模将超110亿美元。2015年中国成为全球最大的智能电表产地，基本电表和智能电表出货量占全球总电表出货量的50%左右，预计到2020年我国将实现安装智能电表，060万只，市场发展空间广阔。随着智能电网在全球范围内快速发展以及相关技术的不断革新，世界各国已经逐步制订并开展智能电网的发展规划和战略部署。由此，作为智能电网建设的重要基础设备，智能电表行业在未来几年将表现出巨大的发展潜力，其市场空间也将随着各国智能电网的需求增加而变得更加广阔。（七）半导体分立器件物联网及VR/AR应用领域情况半导体分立器件是电子电路的基础元器件，物联网作为利用各种信息传感设备将所有物品与互联网相连接的媒介，其发展离不开半导体分立器件等基础元器件产品。物联网广阔的市场前景将带动对分立器件产品的市场需求。在VR/AR的世界中，计算机的操作方式变成了人们非常熟悉的手势和画面，并且还能为人们提供更大的视野，如同之前的PC和智能手机，VR/AR有潜力成为下一个重要的计算平台。目前VR/AR的市场存量小，发展空间大，随着技术改进、成本下降，以及相关应用的开发和推广，未来VR/AR市场将出现高增长、高弹性。根据市场调研机构IDC数据显示，全球VR/AR市场营收预计将在2021年达到2，150亿美元，而全球VR/AR市场2017年的营收约在114亿美元左右。这意味着全球VR/AR市场在2017-2021年期间的复合年增长率为113．2%。VR/AR市场的快速发展势必推动作为其基础元器件的分立器件产品需求的增长。强化危化品安全管理加强产业发展与城市建设的规划衔接，优化危险化学品规划与布局，推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造。加快淘汰高风险产品及工艺，提高危险工艺的自动化控制水平和企业安全管理水平。实施全球化学品统一分类和标签制度（GHS），建立全产业链的危险化学品安全监管综合信息平台，启动危险化学品全生命周期管理试点，提升危险化学品本质安全水平。半导体分立器件行业特点（一）半导体分立器件行业技术特点半导体分立器件的技术涵盖电气工程中的众多领域，不同领域知识的结合促进行业交叉边缘新技术的不断发展，并带来广阔的发展前景。随着终端产品的整体技术水平要求越来越高，功率半导体分立器件技术也在市场的推动下不断向前发展，CAD设计、离子注入、溅射、多层金属化、亚微米光刻等先进工艺技术已应用到分立器件生产中，行业内产品的技术含量日益提高、制造难度也相应增大。目前日本和美国等发达国家的功率器件领域，很多VDMOS（功率场效应管）、IGBT产品已采用VLSI（超大规模集成电路）的微细加工工艺进行制作，生产线已大量采用8英寸、0．18微米工艺技术，大大提高了功率半导体分立器件的性能。产品性能提高的同时，半导体分立器件的产品链也在不断延伸和拓宽。现代功率半导体分立器件向大功率、易驱动和高频化方向发展。晶闸管、MOSFET和IGBT在其各自领域实现技术和性能的不断突破，每类产品系列的规格、型号和种类愈加丰富。同时，新型产品如结合晶体管和晶闸管优点的集成门极换流晶闸管（IGCT）及碳化硅、氮化镓等宽禁带功率半导体分立器件陆续被研发面世，并开始产业化应用，应用领域也渗透到能源技术、激光技术等前沿领域。我国半导体分立器件行业的整体技术水平仍落后于日本、韩国、美国和欧洲，国内产品种类较为单一，以硅基二极管、三极管和晶闸管为主，MOSFET、IGBT等产品近年才有所发展。目前，我国半导体分立器件制造企业通过持续的引进消化吸收再创新以及自主创新，产品技术含量及性能水平已有大幅提高。部分优质企业在功率二极管及整流桥领域的技术工艺水平已经达到或接近国际先进水平，并凭借其成本、技术优势逐步实现进口替代。但在部分高端产品领域，目前国内生产技术与国外先进水平尚存在一定的差距。（二）半导体分立器件行业周期性，季节性，区域性特征1、半导体分立器件行业周期性半导体分立器件作为基础性的功能元器件，应用涵盖了消费电子、LED照明、智能电网、汽车电子、计算机及外设、网络通讯等众多下游领域。随着半导体分立器件行业新型技术特征的发展，其应用领域将不断扩大。由于半导体分立器件所服务的行业领域较为广泛，具体受下游单一行业周期性变化影响不显著，但与整体宏观经济景气度具有一定的关联性。2、半导体分立器件行业季节性由于半导体分立器件应用领域广泛，下游客户季节性需求呈现此消彼长的动态均衡，行业的季节性特征不明显，但是第一季度受到春节假期的影响，工厂开工时间较短，故第一季度销售较全年比重往往相对较小。3、半导体分立器件行业区域性国内半导体分立器件的生产及研发主要集中在经济较为发达、工业基础配套完善的区域。经过多年发展，我国已形成了三大电子信息产业集聚区，即以江浙沪为中心的长江三角洲地区，以广州、深圳为龙头的珠江三角洲地区以及以北京、天津为轴线的环渤海湾地区。半导体分立器件行业的竞争格局相较于国际半导体行业集中度较高、技术创新能力强等特点，我国半导体分立器件制造行业起步晚，并受制于国际半导体企业严密的技术封锁，只能依靠自主创新，逐步提升行业的国产化程度。国际大型半导体企业如意法半导体、威世半导体、新电元、达尔科技、安森美等在我国市场上处于优势地位，构成我国半导体分立器件市场竞争中的第一梯队。通过长期技术积累，少数国内半导体企业已经突破了部分半导体分立器件芯片技术的瓶颈，芯片的研发设计制造能力不断提高，品牌知名度和市场影响力日益凸显，盈利能力也明显增强，形成我国半导体分立器件市场竞争中的第二梯队。我国功率半导体分立器件制造行业的第三梯队主要由大量的器件封装企业组成，由于缺乏芯片设计制造能力，第三梯队在我国半导体分立器件市场上的利润空间低，竞争比较激烈。与国内半导体分立器件行业集中度较低的发展现状不同，以欧美为主的国外半导体分立器件行业经过近60多年发展已经进入集中度较高的发展阶段。从市场集中度来看，全球稳定市场份额下的前十名分立器件厂商市场集中度超过50%，而这些前十名厂商无论在技术及研发实力、人才储备、资金实力等各方面都形成了明显的竞争优势。中国作为全球最大的新兴市场，国际厂商十分重视中国市场带来的发展机遇，不断增加研发、技术、资本和人员投入，进行营销网络和市场布局，目前国际厂商仍占据中国分立器件市场的优势地位。国内行业领先企业通过持续自主创新和技术升级推动产品升级，与国际厂商展开竞争，并凭借销售渠道和成本竞争力在传统二极管、三极管、整流桥等产品领域及消费电子、指示灯/显示屏、照明等细分下游应用领域取得了一定的市场竞争优势，企业规模持续扩大。在这些细分领域进口的趋势已经逐步呈现，行业集中度也将进一步提升，国内龙头厂商市场份额将进一步扩大。影响半导体分立器件行业发展的机遇与挑战（一）半导体分立器件行业机遇1、半导体分立器件行业国家产业政策的支持半导体分立器件行业因其对国家建设现代信息社会具有举足轻重的作用，属于国家重点扶持的行业，为了推动行业的深度发展，国家有关部门相继出台了多项优惠政策，为我国半导体分立器件行业的发展营造了良好的市场环境。2016年，《十三五国家战略性新兴产业发展规划》提出要启动集成电路重大生产力布局规划工程，实施一批带动作用强的项目，推动产业能力实现快速跃升；同年，《国家信息化发展战略纲要》提出要以体系化思维弥补单点弱势，打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破；2017年，国家发展和改革委员会发布了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》，在电子核心产业中将集成电路、新型元器件列入战略性新兴产业重点产品目录；2018年，工业和信息化部、国家发展和改革委员会联合发布《扩大和升级信息消费三年行动计划（2018-2020）》，提出各地工业和信息化、发展改革主管部门要进一步落实鼓励软件和集成电路产业发展的若干政策，加大现有支持中小微企业税收政策落实力度；同年，《2018年政府工作报告》中指出要推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料