半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展,嵌入到從汽車等各類產(chǎn)品中,同時伴隨著人工智能、虛擬世界和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的出現(xiàn),半導(dǎo)體的市場需求不斷擴(kuò)大。
半導(dǎo)體,指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制,范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料。
半導(dǎo)體產(chǎn)品主要分類
半導(dǎo)體材料是指電導(dǎo)率介于金屬和絕緣體之間的材料,是制作晶體管、集成電路、光電子器件的重要材料。半導(dǎo)體材料主要應(yīng)用在晶圓制造和芯片封測階段。由于半導(dǎo)體材料領(lǐng)域高端產(chǎn)品技術(shù)壁壘高,而中國企業(yè)長期研發(fā)和累計不足,中國半導(dǎo)體材料在國際中處于中低端領(lǐng)域,大部分產(chǎn)品的自給率較低,主要是技術(shù)壁壘較低的封裝材料,而晶圓制造材料主要依靠進(jìn)口。目前,中國半導(dǎo)體材料企業(yè)集中在6英寸以下的生產(chǎn)線,少量企業(yè)開始打入8英寸、12英寸生產(chǎn)線。其分為四點:
①光電器件指利用半導(dǎo)體光生伏,特效應(yīng)工作的光電池和半導(dǎo)體發(fā)光器等。
②半導(dǎo)體傳感器指利用半導(dǎo)體材,料特性制成的傳感器。
③分立器件指具有單一功能的電路元器件。
④集成電路指把基本電路元器件,制作在晶片上然后封裝起來,形成具有一定功能的單元。
2018年全球半導(dǎo)體銷售額高達(dá)4688億美元,其中集成電路銷售額3933億美元,占比84%。集成電路是半導(dǎo)體最主要、技術(shù)難度最高的產(chǎn)品。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分解半導(dǎo)體生產(chǎn)主要分為設(shè)計、制造、封測三大流程,同時需要用到半導(dǎo)體材料和設(shè)備。
①設(shè)計即按照功能要求設(shè)計出,所需要的電路圖,最終的輸出結(jié)果是掩膜版圖。
②制造是將設(shè)計好的電路圖轉(zhuǎn)移到硅片等襯底材料上的環(huán)節(jié)。
③封測是半導(dǎo)體封裝指制造與檢測工作完成之后,產(chǎn)品將從硅片或其他襯底上分離出來并裝配到最終電路管殼中,引入接線端子,并通過絕緣介質(zhì)固定保護(hù),構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù)。
我國集成電路缺口巨大2017年我國集成電路供給量約為302億美元,需求量為1030億美元,自制率僅為29%,集成電路缺口巨大。從進(jìn)出口來看,2018年我國集成電路進(jìn)口3121億美元,出口846億美元,貿(mào)易逆差高達(dá)2275億美元。
近年來,我國集成電路進(jìn)口金額超過原油、汽車整車和汽車零部件。由于集成電路巨大的缺口以及貿(mào)易逆差,我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的需求非常迫切,半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來機(jī)遇。
全球半導(dǎo)體產(chǎn)能向大陸轉(zhuǎn)移
20世紀(jì)80年之前美國技術(shù)創(chuàng)新先發(fā)優(yōu)勢,一直霸占全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第一名的地位;20世紀(jì)80年代大型工業(yè)級電腦存儲器市場快速增長,日本憑借存儲器產(chǎn)業(yè)的成功,于1986年成為全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)國。隨后,開始走下坡路。
20世紀(jì)90年代個人電腦存儲器市場爆發(fā)增長,韓國在存儲器產(chǎn)業(yè)超越日本,中國***憑借開創(chuàng)了垂直分工模式,創(chuàng)新的代工廠模式躋身全球領(lǐng)先地;21世紀(jì)之后智能手機(jī)市場快速增長,受益于PC和智能手機(jī)的普及,大陸成為全球電子制造中心,大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始加速發(fā)展,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移的趨勢加強(qiáng)。
回顧歷史,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷過由美國向日本、向韓國和中國***地區(qū)幾輪轉(zhuǎn)移,未來幾年預(yù)計將大面積向大陸轉(zhuǎn)移。
根據(jù)SEM統(tǒng)計,大陸未來幾年將大陸成為全球建成26座晶圓廠,大陸集成電路電子制造中心,設(shè)備將迎來需求爆發(fā)增長期,國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)有機(jī)會把握本輪投資高峰期,提升市場影響力。
晶圓廠投資總金額中,設(shè)備投資占比70%-80%,基建和潔凈室投資占比20%-30%。我們統(tǒng)計了目前在建的8寸和12寸晶圓廠,總投資金額超過900億美元,按照70%的比例測算,累計的相關(guān)設(shè)備投資超過630億美元。
半導(dǎo)體發(fā)展核心要點
①我國半導(dǎo)體設(shè)備市場空間大,增長動力強(qiáng)勁。
半導(dǎo)體設(shè)備主要用于半導(dǎo)體制造和封測流程,分為晶圓加工設(shè)備(核心為光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備)、封裝設(shè)備和檢測設(shè)備。
2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場達(dá)到645.5億美元,其中大陸市場為131.1億美元,占比20%,是全球第二大市場。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)能向大陸轉(zhuǎn)移、制程和硅片尺寸升級、政策的大力支持,大陸半導(dǎo)體設(shè)備增長強(qiáng)勁。2018年大陸半導(dǎo)體設(shè)備增速為46%,遠(yuǎn)高于全球的14%,是全球市場增長的主要動力。
②全球競爭格局集中,國產(chǎn)替代加速。
全球半導(dǎo)體設(shè)備競爭格局高度集中(CR5占比75%)、龍頭企 業(yè)收入體量大(營收超過百億美元)、產(chǎn)品布局豐富。相比而言,國內(nèi)設(shè)備公司體量較小、產(chǎn)品 線相對單一。在“02專項”等政策的推動下,大陸晶圓廠設(shè)備自制率提升意愿強(qiáng)烈,國內(nèi)設(shè)備公 司迎來了國產(chǎn)替代的關(guān)鍵機(jī)遇。目前,在刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、清洗設(shè)備、檢測設(shè)備等領(lǐng)域, 國內(nèi)企業(yè)正奮力追趕并取得了一定的成績。
③技術(shù)突破由易到難,最終實現(xiàn)彎道超車。
清洗設(shè)備、后道檢測設(shè)備有望率先突破, 建議關(guān)注長川科技、至純科技、盛美半導(dǎo)體、華峰測控(科創(chuàng)板擬上市公司)等。
晶圓加工核 心設(shè)備技術(shù)難度高,但在國家大力支持與企業(yè)持續(xù)不斷的研發(fā)投入下,具備研發(fā)實力的公司一旦 突破核心技術(shù),有望享受到巨大的市場紅利,建議關(guān)注中微公司、北方華創(chuàng)、芯源微(科創(chuàng)板擬上市公司)等。
結(jié)尾:
目前,全球半導(dǎo)體行業(yè)主要由美國、韓國以及中國***領(lǐng)導(dǎo)。由于是后進(jìn)國家,我國每年在半導(dǎo)體行業(yè)投下大量資金,而且經(jīng)費不斷上升,但依舊扮演著新進(jìn)追趕者的角色,與國際領(lǐng)先技術(shù)依然存在代差。
雖然道阻且長,但產(chǎn)業(yè)升級,由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,半導(dǎo)體行業(yè)是必須跨過的坎。經(jīng)過多年發(fā)展,我國已經(jīng)在芯片設(shè)計、封測等領(lǐng)域取得一定成績。未來我國將持續(xù)投入,在國家大基金的護(hù)航下,國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)有望進(jìn)一步發(fā)展。
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半導(dǎo)體
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