第三代半导体?

第三代半导体?,第1张

第三代半导体行业产业链全景梳理: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。

第三代半导体产业链热力地区:河南省分布最集中

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。

第三代半导体行业代表性企业业务规模

目前,我国第三代半导体行业代表性企业产品类型不同,但从整体的生产能力来看,华润微电子有限公司、三安光电股份有限公司第三代半导体产品生产能力处于行业领先地位。

第三代半导体行业代表性企业最新投资动向

2020年以来,第三代半导体行业代表性企业的投资动向主要包括设立新公司拓展业务、通过对子公司增资的方式投资氮化镓项目。第三代半导体行业代表性企业最新投资动向如下:

—— 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》

半导体芯片产业是一个庞大、复杂的产业链条,产业的各个分支都有很多企业、无数员工不断研发、不断创新支撑着。半导体产业链从大的方向来说分为上游支撑、中游制造下游应用三个环节。上游支撑细分为半导体材料、半导体设备、EDA软件工具等。中游制造可以分为IC设计、晶圆制造、半导体封测三个环节。应用环节可以说渗透到了世界电子产品的方方面面,几乎所有的电子设备都需要用到芯片。

中美事件以来,国人对于芯片的概念已经有了初步的认识,几乎所有人认为中国应该摆脱芯片行业对外国的依赖,每个国人对于中国“缺芯”感到心痛,每个人都在问,中国何时能做到半导体芯片的完全国产化?但是很多人对于中国半导体芯片产业链各环节的国产化情况还不是很了解,现在就来给大家来梳理一下上游支撑环节的国产化情况。

首先介绍下上游支撑环节的国产情况。上游支撑环境可以说是半导体芯片领域最重要的环节,技术壁垒最高,研发复杂程度最大,西方垄断程度最大,也是真正掐我们脖子的地方。

首先是半导体设备这块。半导体设备可以分十一个大块。分别为:

1.去胶设备(国产率80%),这块国产化程度很高,而且已经做到了5nm工艺节点,几乎不用有任何担心。

2.刻蚀设备(国产率20%),这块国产化虽然不高,但是中微公司已经做出了5nm工艺技术,还给台积电供货,国产替代会马上起来,这块也不用担心。

3.热处理(国产率20%),由于国内最先进的制程就是14nm,这块技术已经足够满足中国的需求,但是还需要进一步研发,达到世界先进水平,这一块暂时不用担心。

4.清洗设备(国产率20%),这一块不是很担心,国产化率会起来的比较快。

5.PVD(国产率15%),这一块还得努力,国产化不高,技术水平也不是很好,好在北方华创这家公司比较靠谱,正在突破。

6.CMP(国产率15%),这一块已经有突破,国产化率会提得比较快。

7.CVD(国产率5%),这个技术难度比较大,差距大,国产率低,北方华创承担重任。

8.涂胶显影(国产率1%),技术难度高,国产率很低,差距比较大。

9.光刻机(0%),虽然说目前国产光刻机国产化几乎为0,但是上海微电子已经能量产90nm工艺,28nm的光刻机已经取得进展。但是光刻机是半导体产业链里技术最难的设备,而要达到7nm工艺制程,必须用到EUV光刻机,以目前中国的技术而言,未来几年能突破这一技术难点就很不错了。

10.ALD、离子注入(国产率0%),这一块往往是跟其他设备配套的,目前28nm其实已经够市面上大多数电子产品芯片的制备需求。

从这里可以看出,我们在半导体设备这块的国产化率还不是很高,但是在很多设备上其实已经达到目前主流电子产品芯片的制造要求。但是半导体设备领域里的光刻机是我们的痛点,没有先进的光刻机就不可能制造先进的芯片,关键先进的光刻机不是我们想买就能买到,荷兰为了遵守美国的命令,公然不交付中芯国际已经订下的EUV光刻机,我们对此毫无办法,是我们最应该大力攻破的点。

半导体材料可以细分为硅材料、光刻胶、湿电子化学品、电子特气、光掩模、抛光材料、靶材等。

1.硅材料(高端的国产化不足1%),硅材料是半导体材料里产值最大的一块。目前上海硅产业、中环股份已经能生产12英寸的硅材料,这种材料国产替代起来会很快,估计用不了多久这块的国产化率会显著提升。

2.光刻胶(国产率不足5%),这块是半导体材料里技术含量最高的一种。目前02专项已经重点布局了几个公司攻克,期待有好消息。

3.湿电子化学品(国产率23%),这块还好,稳步进行国产替代。

4.电子特气(国产率不足15%),这一块的产品线很多,不可能有国际所有的气体都是最先进,这种注定需要全球化,不是很担心。

5.光掩模(国产率20%),正在大力推进国产化。

6.抛光材料(国产率5.5%)目前安集 科技 已经突破了先进的抛光液的技术,准备量产,抛光垫由武汉的鼎龙股份突破,马上量产。这块先进的材料会起来,国产化会提升地很快。

7.靶材(产品线多),产品线多,不一而足。

材料这块最重要的是光刻胶的发展。

目前国产率只有0.6%。不过华大九天国产EDA公司将会形成数字全流程化,并且在芯片制造、封装测试系统中不断优化升级,虽然华大九天的技术很好,但是目前华大九天只是解决了产业流程的1/3的最终解决方案,所以完全国产化还任重而道远。

我国各个环节的国产率几乎都很低,但是很多环节技术已经足够,不用很担心。真正让人忧虑的是光刻机和EDA软件这两块,这是真正技术壁垒非常强,我们急需攻破的地方,希望中国芯片完全国产化的一天早日到来。

2019年华为实体名单事件以来,核心技术自主可控成为共识。从上游的半导体材料、设备,到中游设计、制造及封测领域,都成为政策和资本培养与扶持的对象。

2020年国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》指出,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而目前我国半导体自给率仅36%,任重而道远。

综合各家机构研报的分析,可梳理出国内半导体行业的各大龙头:

{1}沪硅产业:国内半导体硅片龙头

公司主营业务为半导体硅片的研发、生产和销售,是我国大陆地区规模最大和技术最先进的半导体硅片制造企业之一,也是我国大陆地区率先实现SOI硅片和300mm硅片规模化销售的企业。公司拥有众多国内外知名客户,包括台积电、台联电、格罗方德、意法半导体、Towerjazz 等国际芯片厂商以及中芯国际、华虹宏力、华力微电子、长江存储、武汉新芯、长鑫存储、华润微等国内所有主要芯片制造企业,客户遍布北美、欧洲、中国、亚洲其他国家或地区。

{2}南大光电:光刻胶国产替代龙头

半导体光刻胶目前国内自给率极低,供给端基本被日美企业垄断,行业前五市占率达87%。其中g线/i线光刻胶自给率约为20%,KrF光刻胶自给率不足5%,而ArF光刻胶完全依赖进口,对我国芯片制造形成“卡脖子”风险。公司继去年12月通过50nm闪存平台认证通过后,近日又再次获得55nm逻辑电路平台认证,成为国内通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶,打破了国内先进光刻胶受制于人的局面。公司目前已完成两条光刻胶生产线的建设,预计未来光刻胶年产能达25吨(干式5吨和浸没式20吨)。

{3}华特气体:国内特种气体龙头企业

公司作为国内特种气体龙头企业, 已实现了高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、高纯八氟环丁烷、高纯三氟甲烷、稀混光刻气等 20 多个产品的国产替代。公司在集成电路领域,对 8 寸芯片厂商的覆盖率达 80%以上, 2020 年年内也已基本覆盖了内资 12 寸芯片厂商,同时有多个产品实现了 14 纳米先进工艺的批量工艺, 其中高纯三氟甲烷产品已进入台积电 7 纳米工艺的供应链体系,部分氟碳类产品已进入目前最为先进的 5 nm 工艺产线中。

{4}安集科技:国内抛光液龙头企业

公司主要产品是化学机械抛光液和光刻胶去除剂,应用于集成电路制造,是国内抛光液龙头企业,主要客户包括中芯国际、长江存储,台积电、联电等。

{5}鼎龙股份:国内抛光垫产品和技术布局最完善的供应商

公司已通过 28nm 产品全制程验证并获得订单,市场布局方面已形成了北方(北京,天津) -武汉-合肥-上海(无锡) -重庆(成都) -广东-厦门的完整销售链体系,目前公司 CMP 抛光垫已全面进入国内主流晶圆厂的供应链体系,产品型号覆盖率接近 100%。受益于公司技术、市场布局等优势, 21 年抛光垫产品在多个客户开始稳步放量,市场份额不断扩大。

{6}江丰电子:国产溅射靶材龙头

公司是国内最大的半导体芯片用高纯溅射靶材生产商。公司主要产品为各种高纯溅射靶材,包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等,这些产品主要应用于超大规模集成电路芯片、液晶面板、薄膜太阳能电池制造的物理气相沉积(PVD)工艺,用于制备电子薄膜材料。目前,公司产品主要应用于半导体、平板显示器及太阳能电池等领域。在超大规模集成电路用高纯金属靶材领域,公司成功打破美国、日本跨国公司的垄断格局,填补了国内电子材料行业的空白。公司已经逐步建立了高品质、高纯度溅射靶材专业生产商的良好品牌形象。

{7}康强电子:国内半导体封装材料龙头

公司主营半导体封装材料行业。公司是我国规模最大引线框架生产企业,有32台高精度自动高速冲床、17条引线框架高速全自动选择性连续电镀生产线,连续多年在引线框架产量、销量和市场占有率等指标方面国内同行排名居前。

{8}北方华创:半导体国产设备龙头

公司多款产品如硅刻蚀机、金属刻蚀机、PVD/CVD/ALD、氧化扩散炉、清洗机均具备28nm国产替代的能力,主攻的刻蚀机和薄膜沉积设备(PVD、CVD)占半导体设备总体市场规模的近一半,具备较强的核心竞争力。近年公司多款产品不断导入多个晶圆厂的产线,市占率有望不断提升。

{9}中芯国际:大陆晶圆代工龙头

公司是中国大陆技术最先进、产能规模最大的晶圆代工厂商。在技术领域,公司在大陆率先实现14nmFinFET量产,代表集成电路国产替代的最先进制造水平,并拥有24nmNAND、40nmCIS等特色工艺。在产能方面,公司目前有3个8英寸晶圆和4个12英寸晶圆生产基地,合计产能超过50万片/月。

{10}长电科技:国产半导体封测龙头

公司可为客户提供从设计仿真到中后道封测、系统级封测的全流程技术解决方案,已成为中国第一大和全球第三大封测企业。

{11}兆易创新:存储&MCU双龙头

公司作为全球 NOR Flash 的龙头公司之一,市场占有率已跃居全球第三。 随着市场空间与市场份额的同步提升,公司的 NOR Flash销量未来仍有较大的提升空间。

公司作为国内 MCU 市场的龙头公司,2020 年销售接近 2 亿颗, 2021 年公司业绩将伴随着工控等领域的快速放量,迎来快速发展的时期。

{12}景嘉微:GPU国产化龙头

公司图显、雷达产品主要应用于军事装备,在国内机载图显领域占据大部分市场份额,GPU芯片产品正由军用向信创及民用市场拓展。

{13}圣邦股份:模拟电路芯片龙头

公司作为国内模拟 IC 领先企业,通过持续加大研发投入,获得持续快速发展。公司致力于高品质、高性能模拟芯片研发设计与销售,主营业务涵盖信号链和电源管理两大领域,迄今已拥有 25 大类、超过 1600 款在售产品,消费电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等多个领域。

{14}斯达半导:IGBT龙头

公司深耕IGBT模块的研发和销售,作为国内IGBT行业的领军企业,不仅具备先进的模块设计及制造工艺,亦拥有自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力。在IGBT模块供应商全球市场份额排名中,公司排名第7位,在中国企业中排名第1位,成为世界排名前十中唯一一家中国企业,市场优势地位显著。

[温馨提示]

本文所述观点整合梳理自各大研究报告,仅供参考,不承诺投资收益,不作任何投资依据,投资者应自主作出决策并自行承担投资风险。


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