目前半导体产业受到终端市场影响,终端厂商及芯片供应商的库存水位持续升高,供应链已经提前开始库存去化,如果市况没有改善,2022 下半年半导体各产业将会面临不同程度的冲击。不过相较全球半导体成长放缓,中国台湾的半导体产业受到稳定的 IC 封测与 IC 制造营收支撑,整体成长将优于全球。
即便 2023 年全球半导体产业的成长可能大幅趋缓,但是先进封装的需求将持续上升,全球封测产业市场规模也将持续成长。其中,全球前十大半导体专业封测代工(OSAT)厂商中,有 6 家为中国台湾厂商、3 家为中国大陆厂商,反映出中国台湾与中国大陆在全球封测产业之地位。而除了 OSAT 厂商外,晶圆制造大厂如台积电(TSMC)、三星(Samsung)、英特尔(Intel)亦积极布局先进封装技术,加大先进封装资本支出。
半导体发展趋缓
全球半导体市场持续向上成长,但是预期 2023 年市场成长可能趋缓(图 1)。资策会 MIC 产业分析师杨可歆指出,2021 年半导体产业欣欣向荣,因为各应用领域的芯片需求大幅增加,供应链上游到下游都出现供货紧缺的现象。半导体供不应求的情况,带动出货量与价格成长,市场规模与厂商营收也都向上成长。因此,2021 年全球半导体市场的年复合成长率是 26.2%,产值达到 5559 亿美元。
2022 年初,半导体产业在高基期的基础上预测全年发展,预估 2022 年全球半导体市场将有 10% 以上的成长。但是随着 2022 年第一季度乌克兰问题爆发,以及三月开始中国因为新冠疫情封城,全球的消费性市场受到冲击。加上疫情红利逐渐退去,远程工作设备的需求消失,以及通货膨胀影响消费意愿等问题,连带影响 2022 年全球半导体市场的成长幅度。因此,2022 年的半导体市场 YoY 预估从 10% 下修到 8.9%。而年成长预期虽然下调,2022 年全球半导体市场因 2021 年的需求动能延续,且 2022 上半年各领域的需求有所支撑,仍维持正成长,预期 2022 年全球半导体的产值可达到 6056 亿美元。
针对 2023 年的半导体产业预估并不乐观,因为战争及通货膨胀等外部环境负面因素尚未排除,加上消费市场买气不佳,拉货力道疲软。尤其供应链从终端、系统厂到半导体芯片产销、供应等厂商,目前都面临库存水位过高的问题。在市况不明朗及库存水位过高的情况下,预期 2023 年半导体市场的成长会大幅趋缓,甚至可能与 2022 年持平。
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。
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、更高的导热率,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。
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年以来,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。
2021年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子两个领域实现总产值达127亿元,较2020年增长20.4%。
其中SiC、GaN电力电子产值规模达58亿元,同比增长29.6%。GaN微波射频产值达到69亿元,同比增长13.5%,较前两年稍有放缓。
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。
2021年,第三代半导体产能建设项目如火如荼开展,据CASA不完全统计,2021年大陆地区SiC衬底环节新增投产项目7项,披露新增投产年产能超过57万片。三安半导体、国宏中能、同光科技、中科钢研、合肥露笑科技等企业相继宣布进入投产阶段。此外,微芯长江、南砂晶圆、泽华电子三家宣布SiC项目工程封顶。
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以来进口。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超70亿元
2017-2021年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长。2021年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模达到71.1亿元,同比增长51.9%,第三代半导体在电力电子领域渗透率超过2.3%,较2020年提高了0.7个百分点。
目前,GaN电力电子器件主要应用在快充领域。SiC电力电子器件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领域的渗透快于整车市场,占比达57%PD快充占9%PV光伏占了7%。
2021年,我国GaN微波射频器件市场规模约为73.3亿元,同比增长11%。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。
全国各地5G基站建设在近几年达到高峰,2021年无线基础设施是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,占比约50%,其次为国防军事应用,市场占比约为43%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
据统计,2000 年至今是 Fabless(无晶圆)类公司快速发展时期,此前全球半导体行业主要遵循的是设计、制造一体化的 IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)发展模式。根据市场统计结果,去年全球半导体产值超过 3700 亿美元,其中 65%到 70%左右是由设计制造一体的 IDM 公司贡献的。主要贡献者 Intel、三星,这两家今年的产值将达到 1000 亿美元。 坚持三个技术方向作为一家中国本土 IDM 公司,士兰微拥有自己的生产线,主要用于生产特色工艺的产品。陈向东说:在特色工艺上,我们将沿着三个方向走。 第一个方向是 MEMS 传感器。士兰微的 MEMS 传感器项目得到了国家 02 科技重大专项的支持,给了很大的鼓励。其重点是开发三轴加速度传感器、三轴陀螺传感器、空气压力传感器。到目前为止,除了这几款产品,还推出了六轴的惯性单元,以及红外光感、三轴地磁传感器和硅麦克风等产品。目前,士兰微是国内唯一一家有能力为国内主要手机厂商提供除摄象头和指纹传感器外所有其他全部传感器产品的企业。 第二个方向是高压集成电路,这一业务支撑了士兰微的电源管理,包括高压半桥产品的发展。尽管士兰微在高压芯片方面属于国内进步很快的企业,但陈向东指出,有些工艺目前在士兰微现有的 6 英寸生产线上还较难做到最好的性价比。 第三个方向是半导体功率器件。IGBT 是现在市场上大热的产品,也是士兰微选择必须做出名堂的技术方向。现在士兰微的功率器件产量在国内也是名利前茅,IGBT 现有的 6 英寸生产线一个月投片已经达到 12000 甚至 15000 片。 近期抓好两个产品方向陈向东说,在确定 3 个技术方向后,近期士兰微将关注两个产品方向。 一个是 MEMS 传感器。现在,在智能手机、物联网及可穿戴设备上,MEMS 传感器有着广泛的应用,市场上的需求量会非常大。不过对于这种产品,只有设计制造一体的企业才有机会发展好,纯 Fabless 公司做 MEMS 传感器难度会非常大,未来的发展也会有瓶颈。 二是功率模块。最近三年,白电技术有了很大的进步,主要体现在变频技术上。如变频空调、 变频洗衣机已经非常普遍。另外,LED 照明、工业机器人、乘用车和电动汽车等都会大量使 用功率器件。现在全球的功率器件如 IGBT 产品主要被欧美公司和日本企业垄断,这类产品对技术开发要求比较高。士兰微现在正好赶上这班车,其功率模块的开发已经积累了六七年的经验,现在成长速度很快。士兰微的变频模块在国内几家主要白电厂家中已经有上百万颗以上的供应量,预估未来几年的供货量将倍增。 最重要的是,这些产品均由士兰微自己的研发团队研制,包括 MEMS、IGBT 等系列产品。 打下三个基础士兰微坚持按照 IDM 模式走到今天,除了三个技术方向、两个产品方向之外,还有哪些积累呢?陈向东表示:“我们还打下了三个基础。一是建立了完整的产业链。现在的士兰微已经具备芯片设计、制造、封装等全产业链生产能力。芯片制造现有 5 英寸和 6 英寸产线各一条,这两条芯片生产线建于 2001 年和 2005 年,到现在为止,产出为每月 21 万片。在 6 英寸及以下产线的产能上,士兰微排名全球第五位,这是相当不容易的。此外,特色封装还是士兰微在功率器件和 MEMS 传感器产品上取得突破的重要保证。”欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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