中国半导体产业面临怎样的现状,半导体自主可控将如何展开?eimkt

2024-05-19 05:02

1. 中国半导体产业面临怎样的现状,半导体自主可控将如何展开?eimkt

半导体封装材料市场规模下滑
中国集成电路产业的发展中,封装测试行业虽不像设计和芯片制造业的高速发展那样抢眼,但也一直保持着稳定增长的势头。特别是近几年来随着国内本土封装测试企业的快速成长以及国外半导体公司向国内大举转移封装测试能力,中国的集成电路封装测试行业更是充满生机。
受行业整体不景气影响,去年全球半导体材料市场营收下滑显著,包括半导体封装材料。根据中国电子材料行业协会统计,2019年中国封装材料市场规模54.28亿美元,同比2018年的56.75亿美元下降4.35%。

塑料是主要封装材料
所谓“封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。目前,集成电路行业的常用封装主要包括BGA 封装、BQFP 封装、碰焊PGA封装等在内的40余种封装类型,其中只有极少数运用除塑料封装之外的陶瓷和金属封装,塑料封装占整个封装行业市场规模的90%以上,而陶瓷和金属封装合并占比在10%左右。

更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

中国半导体产业面临怎样的现状,半导体自主可控将如何展开?eimkt

2. 全球电子行业芯片短缺,半导体产业链怎么了?eimkt

全球电子行业芯片短缺,半导体产业链怎么了?eimkt进入2021年,芯片突然“一芯难求”。芯片紧缺已从汽车蔓延至手机、游戏等领域,在汽车领域,数据公司IHS Markit表示,芯片短缺可能导致第一季度全球减产近100万辆轻型车辆;在手机领域,苹果、高通、三星等行业领袖则纷纷发出警告,目前芯片已经难以满足市场需求。

中国台湾经济部门甚至收到了来自美国、德国、日本、欧盟增加芯片供给的请求,同时,美国半导体工业协会(SIA)也与英特尔、高通和AMD等大型芯片公司共同致信美国总统拜登,希望美国提供以百亿美元计的补贴发展美国芯片先进制程制造能力。然而在全球芯片代工老大台积电的芯片生产线已经满载的情况下,短时间内这场“缺芯”危机恐怕难以解决。

自2018年中兴、华为事件以来,半导体产业就一直是中国之痛。

而在资本市场上,芯片股成了当红炸子鸡,核心股票普遍涨幅都在10倍左右。

在冰冷的现实与火热的二级市场相交织的关键时刻,我们还有很多疑惑没有得到解答:为什么中国造得出原子弹,造不出光刻机?中国的半导体产业水平到底如何?中国如何面对和解决芯片卡脖子难题,能否赶上美国?目前芯片为何供不应求?如何看待半导体产业的投资机会……

日前,就上述问题,记者采访了基石资本合伙人、资深半导体专家杨胜君,以下为杨胜君先生的解读。

受访人介绍:杨胜君 基石资本合伙人

毕业于复旦大学和美国俄勒冈州立大学电子工程系,曾任职于锐迪科微电子,在半导体芯片行业有十多年产业经验。对科技领域有深刻的认知和丰富的投资经验。

杨胜君所在的基石资本拥有逾20年股权投资经验,累计资产管理规模逾500亿元。基石资本在半导体设计、制造、封装、测试等全产业链布局了大量头部公司,著名投资项目包括图像传感器芯片设计企业豪威科技(韦尔股份)和格科微、射频滤波器芯片厂商好达电子、芯片新兴封测公司甬矽电子等。


图片/基石资本合伙人杨胜君

Q1:为何目前芯片突然供不应求,如何看待现在芯片行业的景气度?半导体产业未来的发展空间在哪里?如何看待第三代半导体产业的发展?

杨胜君:中国新一代芯片企业的成长机遇可以概括为两个方面,一是举国体制,包括国产替代,以及科创板与注册制等,近两年已多有提及;二是产业升级和新兴产业应用的涌现,大幅扩大了芯片市场。

具体来说,首先是产业升级大幅提高了芯片使用量。以手机产业为例,手机是目前半导体产业最大的应用领域,过去15年,得益于手机产业的大发展,半导体产业规模由2300多亿美金提高到了约4500亿美金,近乎翻倍。一方面,全球手机出货量已达到10亿级;另一方面,手机性能与功能的提升大幅推高了对芯片数量、性能和面积的需求,并要求芯片实现功能、功耗、性能、成本的全方位优化。更快的运行速度、更好的拍摄效果,都依赖于更多、更好的芯片,同时,芯片还需做好电源控制与功率控制,以平衡手机性能与电池容量的矛盾。

其次,人工智能、5G、IoT、新能源汽车等新兴产业应用的涌现,开辟了新的芯片市场。新能源汽车是最受看好的应用。新能源车新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)是汽车发展大趋势,其智慧驾驶、动力传动、车身控制、安全系统和娱乐设备等功能,都需要大量高级芯片,充电桩也需要芯片。车的功能越丰富,智慧驾驶技术越进步,对芯片的要求就越高。相比手机,新能源车的体量可能低一个数量级,但单价高出不只一个数量级,因此如果对其增长预测能够如期兑现,它将为半导体产业撑起万亿规模。

综上,当前中国的芯片产能非常紧缺,供应商资源成为国内外厂商的核心诉求。半导体产业短期内看不到掉头的可能性,至少两年之内看不到周期。产业链中的龙头企业或相对领先的企业都实现了快速增长,比如基石资本投资的韦尔股份(豪威科技),其利润2019年才4个亿,2020年已升至30多亿。

再说第三代半导体产业。首先,半导体产业对所使用材料的纯度和复杂性有极致的要求,因此材料在半导体产业中扮演了举足轻重的角色,半导体材料的水平是衡量一个国家精细化工产业水平的重要标志。

半导体行业的材料主要分为两类,一类是主材,如硅或化合物晶圆材料,另一类是辅材,如光刻胶。从国内半导体材料领域的产业积累来说,不管是主材还是辅材,跟美日等国外领先企业都有不小差距,像光刻胶就是国内半导体产业链的痛点。

从半导体产业的主材料体系发展历程来看,锗、硅等属于第一代,砷化镓、磷化铟等属于第二代,碳化硅、氮化镓属于第三代。


图片来源:基石资本

第三代半导体具备耐高温、耐高压、高功率,抗辐射等特点,适合制造微波射频、光电子、电力电子等器件,适用于高电压和高功率场景,是目前光伏、特高压输电、新能源汽车芯片控制材料的不二之选。

3. 2020年我国集成电路行业开展趋势怎么?eimkt

8月4日,国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》。作为新一轮鼓励集成电路与软件产业发展的“一揽子”政策集合,与此前的国发〔2000〕18号、国发〔2011〕4号文件相比,新的文件首次将集成电路放到了首位和最重要的位置,在减免所得税、增值税、关税,鼓励境内外上市融资,鼓励进口,推动关键核心技术攻关,加强人才培养等方面出台了一系列措施,可谓“干货满满”。
据海关总署统计数据显示,2020年5月我国集成电路进口量为406.1亿个,同比增长14.3%,进口金额为26607.5百万美元,同比增长11.1%,2020年6月我国集成电路进口量为420.5亿个,同比增长20.5%,进口金额为28894.5百万美元,同比增长18.6%,2020年6月前我国集成电路进口量不断增长。


集成电路用电子化学品主要包括超净高纯试剂、光刻胶、特种电子气体和环氧模塑料四种关键产品,其中塑料封装(主要为环氧模塑料)占近半市场。
——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

2020年我国集成电路行业开展趋势怎么?eimkt

4. 半导体市场和环境趋势都在变化,谁该恐慌?eimkt

缺芯少屏”一直是我国制造业的软肋,去年发生的中兴事件直接为我们上了一节生动的半导体行业知识普及课。

  芯片属于半导体行业,在我们日常生活中扮演着重要的角色,从通讯到计算机,生活应用广泛。在全球制造业领域,半导体制造却由于高门槛而让大多数人望而却步。即使如制造业大国的我国,每年也都需要从国外大量进口,且金额不断增长。

  目前,全球半导体行业主要由美国、韩国以及中国台湾领导。由于是后进国家,我国每年在半导体行业投下大量资金,而且经费不断上升,但依旧扮演着新进追赶者的角色,与国际领先技术依然存在代差。

  虽然道阻且长,但产业升级,由制造业大国向制造业强国转变,半导体行业是必须跨过的坎。经过多年发展,我国已经在芯片设计、封测等领域取得一定成绩。未来我国将持续投入,在国家大基金的护航下,国内半导体行业有望进一步发展。



  预测2019年中国半导体行业市场规模将突破2万亿

  随着半导体行业的快速发展,应用场景不断扩展,嵌入到从汽车等各类产品中,同时伴随着人工智能、虚拟现实和物联网等新兴技术的出现,半导体的市场需求不断扩大。据前瞻产业研究院发布的《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》统计数据显示,2013年中国半导体行业市场规模已达10566亿元,同比增长7.5%。到了2016年中国半导体行业市场规模中国半导体行业市场规模突破1.5万亿元。截止至2017年中国半导体行业市场规模增长至16860亿元,同比增长11.4%。伴随着中国集成电路设计、制造、封装等产业在国家政策支持下持续增长,初步测算2018年中国半导体行业市场规模接近1.9万亿元左右。预测2019年中国半导体行业市场规模将突破2万亿元,达到了21225亿元,同比增长12.1%。

  对于国外领先的技术,我国的半导体行业相对优势有哪些?未来在哪些领域可以有所突破?

  @李泽铭-Alan(红蚁资本基金经理,拥有近10年专业投资经验,擅长在恶劣投资环境有效管理风险并逆市突围):

  半导体行业大致可分为上游的原材料采购加工、中游的集成电路设计、制造和封测,以及下游各种消费产品。其中的芯片制造是核心的环节,前端的芯片设计和后端的封装测试,中国已经具备世界领先的水平,华为和长电科技分别为该两个领域的代表企业。

  中国凭借早期的人口红利,包揽了世界大部分工业产品的代工。封装测试的技术门槛并不特别高,所拼的是成本,中国企业在这方面的技术累积深厚,也具有规模效应,临近下游(各电子消费品的生产都集中在中国),众多优势在将来也难以被其他区域所超越。

  唯独晶圆制造是中国较为逊色一项,中芯国际的集成电路制造工艺虽已堪称国内第一,但普遍认为与龙头台积电的技术差距10年以上。晶圆制造在众多环节里所要求的技术门槛最高,需长时期的人才和资金投入,难以短期内一蹴而就。台积电为保持世界领先的技术水平,每年投入的研发经费超过100亿美元。因此,晶圆制造是无止境的追赶战,但中国企业不能缺席,唯有以战养战,集中资源(合并优质企业),扩大市场份额,创造更多收入,支撑长期的研发投放。

5. 半导体原材料拥有哪些特点与发展前景?eimkt

半导体晶圆行业的产业链上游企业为中游制造厂商提供生产所需的一切原材料、设备以及线路设计,中游企业负责半导体晶圆的加工制造和封装测试,下游则涉及产品的最终应用。

晶圆是指制作硅半导体集成电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。硅材料占比约为整个半导体市场的 95%,其他材料主要是化合物半导体材料,以第二代半导体材料 GaAs 晶圆和第三代半导体材料 SiC,GaN 晶圆为主。其中,硅晶圆以逻辑芯片,存储芯片等等为主,是应用最广泛的半导体晶圆材料。GaAs 晶圆以射频芯片为主,主要应用场景是低压,高频率;第三代半导体材料以高功率,高频率芯片为主,主要应用场景是大频率,高功率。

——全球晶圆整体保持稳定
受终端半导体市场需求上行影响,半导体晶圆制造产能也随之提升,根据IC Insight数据,2018年全球晶圆产能为1945万片/月,预计到2022年全球晶圆产能将上升至2391万片/月,较2018年增长22.93%,年复合增长率为5.3%。
根据IC Insight统计数据,2018年中国晶圆产能243万片/月(等效于8寸晶圆),中国大陆晶圆产能占全球晶圆产能12.5%。根据IC Insight对未来产能扩张预测,随着半导体制造硅晶圆产能持续向中国转移,2022年中国大陆晶圆厂产能将达410万片/月,占全球产能17.15%。2018-2022年中国硅晶圆产能的年均复合增长率达14%,远高于全球产能年均复合增长率5.3%。
—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《半导体硅片、外延片行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》

半导体原材料拥有哪些特点与发展前景?eimkt

6. 5G创新,半导体在未来的发展趋势将会如何?EIMKT

从5G基站的角度来说,我国建成5G基站超25万个
5G发展,基站先行。5G基站的选址建设,是保证5G商用信号覆盖的基础,因此5G基站建设是5G产业布局的第一步。
根据工信部数据统计,截至2019年底我国共建成5G基站超13万个;截至2020年2月底,全国建设开通5G基站达到16.4万个。
在2020年6月6日,工信部新闻宣传中心举行的“5G发牌一周年”线上峰会上,工业和信息化部信息通信管理局副局长鲁春丛表示,在网络建设方面,基础电信企业建成5G基站超过25万个;中国工程院院士邬贺铨预计,到2020年年底,我国5G基站数可能达到65万,5G套餐用户可能达到2个亿,实现全国所有地级市室外的5G连续覆盖、县城及乡镇重点覆盖、重点场景室内覆盖。

而另一方面,半导体在未来的发展趋势,可以从半导体产业下游需求市场来看,半导体主要应用在通信行业、计算机领域,部分用在消费电子、汽车、工业领域。2019年全球半导体应用中,应用最为广泛的领域通信行业、计算机行业应用占比分别为33%和28.5%。AI、量子计算、5G、物联网和智慧城市等新兴应用将是全球半导体未来增长的驱动力。

全球半导体各应用市场中,通信、计算机、消费电子、汽车、工业和政府机构等六大领域,通信、计算机和消费电子营业收入分别为1360亿美元、1173亿美元和547亿美元,均实现下降。


—— 更多数据参考前瞻产业研究院。

7. 5G创新,半导体在未来的发展趋势将会如何?-EIMKT

5G商用推动半导体行业恢复增长
半导体行业隶属电子信息产业,属于硬件产业,以半导体为基础而发展起来的一个产业。随着全球主要市场推出5G商用服务,5G智能手机将迎来高速增长期,从而带动半导体行业恢复增长。
2020年3月疫情好转,半导体板块大幅高开
2020年3月2日,半导体板块大幅高开,截至3月2号上午收盘,慧伦晶体、瑞芯微、斯达半岛涨停,生益科技涨7个百分点以上,泰晶科技、深南电路涨5个百分点以上,胜宏科技、南大光大、华正新材等涨4个百分点以上。



中国半导体行业市场前景分析:多个机构看涨2020年半导体行业发展
5G时代的杀手级应用将促进新基础设施建设,以半导体为代表的硬核科技成为布局重点。多家券商机构认为,逆周期政策大概率会持续加码,在加码基建的同时,以5G网络为基础的“新基建”将成为重点,在需求端,信息化建设是提高生产效能的最强动力,在此次疫情爆发期间,信息化的需求和应用都得到广泛重视,届时半导体行业直接受益,市场前景较好。



——以上数据及分析请参考于前瞻产业研究院《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》。

5G创新,半导体在未来的发展趋势将会如何?-EIMKT

8. 功率半导体产业持续增长趋势明确,替代空间巨大?eimkt

功率半导体器件又称电力电子器件,主要用于电力设备的电能变换和电路控制,是进行电能(功率)处理的核心器件,弱电控制与强电运行间的桥梁。功率半导体有两大作用,一是电源开关,二是电源转换。
电源开关的原理是用小电流控制大电流,小电流部分PMIC和DriverIC为功率IC,而大电流部分开关为MOSFET、IGBT等功率分立器件或模块。
电源转换是指充电用电过程中交流电、直流电的相互转换。在小功率设备中,比如智能手机中的升压器、降压器、稳压器可集成在PMIC中,或做成单独功率IC;而在大功率设备中,比如电动汽车中的整流器、逆变器等一般则是由功率分立器件组成的功率模块。
功率半导体产品形态多种多样,几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。一般来说,功率半导体可分为分立器件和功率IC,功率IC相当于SOC,功率模块相当于SIP。


全球功率半导体行业现状
近年,来由于工业控制、家电产品、充电设备等终端应用不断追求更高能源效率,功率器件下游产品范围的稳步扩张、产量的大幅增长以及功率器件技术的快速更新,功率器件市场在全球范围尤其是中国地区都保持稳步增长。
据Yole数据显示,2017年,全球功率半导体市场规模超300亿美元,其中功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元,功率IC约为200亿美元。预计功率分立器件2016-2021复合年增长率为3.1%,功率IC2016-2021复合年增长率为3.4%,功率模块2016-2021复合年增长率为7.0%。
具体产品来看,2017年,全球功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元,其中二极管约占20%,MOSFET约占40%,IGBT及功率模块约占30%。

应用方面,功率半导体的应用范围已从传统的工业控制和4C产业(计算机、通信、消费类电子产品和汽车),扩展到新能源、轨道交通、智能电网等新领域。HIS数据显示,2017年,全球功率半导体市场中工业应用市场占比为34%,汽车应用市场占比23%,消费电子应用占比为20%,无线通讯应用占比为23%。

竞争格局方面,功率分立器件(模块)市场竞争格局总体上较为分散,英飞凌为全球龙头,2016年市场份额达到18.5%;其他企业市场份额均在10%以下。

—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国半导体分立器件制造行业发展前景与投资预测分析报告》。
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