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》。
1.功率分立器件产量和产值持续上升功率半导体分立器件是指额定电流不小于1A或额定功率不小于1W的半导体分立器件。2015-2020年,我国功率半导体分立器件产量和产值呈持续上升趋势。2020年,我国功率半导体分立器件产量4885亿,较2019年增长8%。2020年,我国功率半导体分立器件产值达到165.6亿元,较2019年增长3%。2.MOSFET产品优势突出,需求量大功率半导体分立器件可以进一步分为三类:功率二极管、功率晶体管、功率晶闸管,其中比特、GTR、MOSFET、IGBT都属于功率晶体管范畴,而SCR、g to、IGCT属于功率晶闸管范畴。在功率晶体管中,MOSFET和IGBT属于全控分立器件。根据不同的应用特点,MOSFET还包括平面功率MOSFET、沟槽功率MOSFET、超结功率MOSFET和屏蔽栅功率MOSFET。MOSFET在分立功率半导体器件中排名第一,占2019年市场规模的36.3%,其次是二极管、其他三极管(包括IGBT)和晶闸管,市场份额分别为32.2%、26.0%和5.5%。MOSFET具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、所需驱动功率低、驱动电路简单、工作频率高、无二次击穿问题等优点。该功率二极管结构和原理简单,工作可靠。基于产品本身的特点和优势,功率分立器件市场中,MOSFET和二极管占据了近70%的市场规模。基于MOSFET下游应用的快速发展,MOSFET销售额的市场规模从2015年的37亿美元增长到2019年的53亿美元,年复合增长率约为9.2%。2022年的半导体市场正在走弱。驱动因素包括通胀上升、俄乌战争、疫情影响停工以及供应链问题。
排名前14位的半导体公司中有四家(英特尔,高通,英伟达和德州仪器)预计2022年第二季度的收入将低于2022年第一季度。其皆认为疫情导致的部分半导体企业短暂停工停产是影响半导体销售额增长的因素之一。
由于新冠疫情依然持续,在国内包括上海和北京等重要城市于5月上下都实施了比较重要的防护安全措施管控。6月1日的时候已经宣传解除,这些停工对中国的制造业产生了重大影响。
譬如,从上海复工复产的急迫和迅速,也可以看出上海对于中国的半导体产业链的重要性,据公开数据统计, 2021年上海集成电路产业销售收入约2500亿元,位居全国第一 ,约占全国总产值的四分之一,上海可以说是中国的“半导体第一城”。
如下表格所示,六家非内存公司预计,2022年第二季度的收入将从2022年第一季度增长3%至7%不等。其中三家公司( 英飞凌科技股份公司、意法半导体和恩智浦半导体公司 )拥有重要的汽车业务,为它们的增长做出了贡献。
AMD 2022年第1季度报告的收入比2021年第4季度增长了22%,这主要是由于其对Xilinx的收购在本季度中途完成。2022年第2季度的增长前景为10%,其中还包括Xilinx。除去Xilinx收购的影响,AMD的收入在2022年第一季度增长了10.4%,预计到2022年第二季度将增长约3%。
2022年第一季度10家最大的非内存公司的加权平均收入增长为4%,而2021年第四季度为4%。2022年第二季度的加权平均展望比2022年第一季度下降了1%。
内存公司比非内存公司的前景更光明。 美光6月初结束的财季指引较上一季度增长11.7%。三星,SK海力士和铠侠都报告对DRAM和闪存的需求保持稳定。
由于前面列出的因素,全球经济前景正在减弱。世界银行2022年6月的预测是,继2021年增长5.7%之后,2022年全球GDP仅增长2.9%。2022年1月,世界银行预计2022年全球GDP增长4.1%。在发达经济体中,预计美国和欧元区2022年的GDP增长率将达到2.5%,不到2021年的一半。
在新兴和发展中经济体中,中国2022年的GDP增长预计为4.3%,远低于2021年的8.1% ,这主要是由于与疫情相关的停工。由于对乌克兰的战争和由此产生的抵制,俄罗斯的GDP将在2022年下降8.9%。印度经济依然强劲,2022年GDP增长目标为7.5%,在主要经济体中最高。
关键半导体市场驱动因素的前景也在减弱。本月早些时候,IDC预计2022年智能手机和个人电脑的出货量将下降,预计2022年智能手机将下降3.5%,2023年增长6%。IDC预计智能手机将在2023年恢复到5%的增长。
PC在2020年和2021年蓬勃发展,由于疫情流行,在家工作和在家学习趋势的推动下实现了两位数的增长。IDC预测,到2022年,PC将下降8.2%。到2023年,PC应该会增长1%,这与疫情之前的趋势一致。
关键半导体市场驱动因素的前景也在减弱。 本月早些时候,IDC预计2022年智能手机和个人电脑的出货量都会下降。在2023年增长6%之后,智能手机预计将在2022年下降3.5%。IDC预计智能手机将在2023年恢复至5%的增长。
PC在2020年和2021年蓬勃发展,由于新冠疫情流行,在家工作和在家学习趋势的推动下实现了两位数的增长。IDC预测,到2022年,PC将下降8.2%。到2023年,PC应该会增长1%,这与疫情之前的趋势一致。
汽车行业是主要驱动力中唯一的亮点 。2022年5月,S&P Global Mobility预计轻型汽车产量在2021年增长3.5%之后,2022年将增长4.1%。但产量受到停工限制、供应链问题和乌克兰战争的影响。预计2023年汽车产量将增长9.4%。
随着全球经济疲软和关键驱动因素出货量下降,市场分析机构已将对2022年半导体市场的预测从2月份的15%下调至9%。2022年第二季度半导体市场可能会比2022年第一季度下降约1%至2%。2022年下半年应该会弱于典型趋势。
2022年实现高个位数增长的唯一原因是2021年季度环比强劲增长。 2022年第一季度半导体市场同比增长23%。到2022年第四季度,同比增长应该在低个位数或持平。对2022年半导体市场的其他预测。IC Insights预计全年半导体增长11%;WSTS预测是16.3%。
2022年半导体市场的疲软应该会持续到2023年。 预计2023年会实现3%的增长。Gartner对2023年的预测为3.6%,WSTS为5.1%。
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