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今天给各位分享半导体产业链的知识,其中也会对半导体产业链中的EDA软件进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
半导体产品几乎都是全球布局,所谓美国半导体产业链布局也是全球性的布局才能称为完整,单以美国本土是无法完整提供全部半导体的供应链。
半导体由美国主导的四个关键面向如下:
1.全面设计平台工具EDA 。
2.基础设备和材料研发。
3.半导体高阶运筹管理。
4. 高科技业资金资产融资管理。
其馀方面美国并无太大优势。
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。
美国并未刻意进行半导体产业链布局,而是有领导厂商包括各大自主IDM品牌, 经过六十多年以来,应用商业模式的推动全球伙伴合作,才能处於主导地位。
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。
本文核心数据:第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模
行业概况
1、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、更高的导热频,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。
第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO),其中,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”,是第三代半导体材料的典型代表。
2、产业链剖析: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。
行业发展历程:兴起的时间较短
中国第三代半导体兴起的时间较短,2013年,科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。
2016年,为第三代半导体发展元年,国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点,国内企业扩大第三半导体研发项目投资,行业进入快速发展期。
2018年1月,中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线;2018年,泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线;2019年9月,三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月,华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。
2020年9月,第三代半导体写入“十四五”规划,行业被推向风口。
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。
2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元,较2019年同比增长69.5%。
其中,SiC、GaN电子电力产值规模达44.7亿元,同比增长54%;GaN微波射频产值达到60.8亿元,同比增长80.3%。
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。
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依赖进口。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接近50亿元
2017-2020年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长,2020年,SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元,同比增长90%。
2020年,我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元,SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。
目前,GaN主要应用在射频及快充领域。SiC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充电桩领域的渗透快于整车市场,占比达38%;消费类电源(PFC)占22%;光伏逆变器占了15%;工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。
2020年,我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元,同比增长57.2%。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。
国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%;其次是无线基础设施,下游市场占比为36%。
行业竞争格局
1、区域竞争格局:江苏省第三代半导体代表性企业分布最多
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。
2、企业竞争格局:主流企业加速扩张布局
经过初期的发展,第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用,市场规模增长迅速。同时,行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求,抢占市场地位,国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局,扩充第三代半导体的产能。其中,代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。
行业发展前景及趋势预测
1、2025年行业规模有望超过500亿元
第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下,预计到2021-2025年,我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元;GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。
2、国产化进程将加速
未来,在市场竞争趋势方面,我国第三代半导体行业国产化率将会加深;在细分产品发展趋势方面,SiC需求将会增长;在技术发展趋势方面,大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。
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》。
因为这个地震给工厂带来了相当大的损坏,所以自然就会给这个产业造成的影响。这个地震其实是2011年以来比较大的一个地震,给这个半导体行业造成了巨大冲击,这一次的地震发生地其实在日本福岛东部海域,造成了两个地区,特别是这个群马县、山形县、茨城县 ,工厂的附近以及相应的基础设施,公用设施,都受到了比较严重的损坏。官方也发布了相应的信息分布在这些地区的工厂,特别是全球4大半导体公司,并没有导致人员伤亡,但是对于建筑物的损坏以及相应设施的损坏,都需要时间去进行修复。
地震给基础设施造成了巨大影响,而且也导致了很多基础设施被损坏,电路通信都已经导致中断,那么在这种情况下肯定要进行抢修,抢修还需要一定的时间,所以就会导致半导体行业出现停产。抢修一般来说都需要几天的时间,毕竟道路设施受损基础设施受损,通电,通讯设施受损,需要在第一时间安排相应的人力物力进行抢修和维护。当抢修维护得以正常运行以及恢复电力以后,才有可能给设备再一次启动,才有可能进入下一步的生产。
但是对于该工厂谨慎操作,为了安全起见,还要将生产线暂时暂停。地震发生以后,该工厂担心的是会有余震的一个发生,或者说还有相应的设施以及设备在地震当中受到影响,没有及时的发现相应问题,需要进行全部的检查、检修等等。因为当遭遇了地震,有的相应机器产生了震动,有可能会导致机器内部有些元器件,或者说有的部件产生了松动,如果再一次进行启动有可能会引发设备损坏,甚至会造成更严重的后果,所以对于半导体行业,他们将生产线进行暂停检查,相应的线路。
基础设施还有相应的公章都是建在陆地上,所以陆地一旦受到了破坏,道路一旦受到了损坏,那么就容易导致很严重的损坏后果。常见的由陆地损坏,那么会导致通行缓慢,受到地震损坏,那么就需要进行修理和重建,这些都需要时间,所以只能停产进行基础设施的维护,以及工厂的修复才有可能进一步的投入生产和使用。当然有一个好消息是半导体行业,只是需要一周的时间就有可能会再一次进行复工复产了,所以我们也不用过多的担心。
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