一、半導體行業概況
國內半導體行業市場規模快速增長,但需求供給嚴重不平衡,高度依賴進口,國產核心芯片自給率不足10%。
2000年和2020年中國集成電路市場占全球份額
5G和AI技術
科創板提供了硬科技企業投資退出渠道,資本市場積極布局包括半導體在內的科創板熱點賽道
科創板行業分布
二、半導體行業產業鏈結構
半導體行業產業鏈
三、AI芯片行業
AI芯片主要包括GPU、FPGA、ASIC三種技術路線,分為云端訓練芯片、云端推理芯片和邊緣推理芯片
AI芯片下游應用
AI芯片在邊緣側主要包括物聯網、移動互聯網、智能安防、自動駕駛四大應用場景
AI芯片下游應用
四、5G芯片
手機射頻前端芯片市場規模受單機射頻芯片價值增長的驅動
在移動終端設備穩定出貨的背景下,隨著通信網絡向5G升級,射頻器件的數量和價值量都在增加,射頻前端芯片行業的市 場規模將持續快速增長,從2010年至2018年全球射頻前端市場規模以每年約13.10%的速度增長,到2020年接近190億美元
射頻前端各組件增速不同。濾波器作為射頻前端最大的細分市場,市場空間將從2018年的80億美元增長到2023年的225億美元,年增長率19%,這一增長主要來自高質量BAW濾波器的滲透;PA的市場空間將會從50億美金增長到70億美金,年增 長率7%,主要是高端和超高頻段PA市場的增長,將彌補2G/3G市場的萎縮
全球射頻前端芯片市場競爭格局
目前,射頻前端市場集中度高,國外廠商占據了絕大部分的市場份額,貿易戰帶來的國產化需求是國內射頻廠商最大 的機會
射頻前端的集成化使得未來收購、并購成為資本重要的退出手段,收購、并購也是芯片企業做大做強的途徑之一
五、物聯網芯片
物聯網高速發展,具有通用性以及與物聯網連接相關的上游產業最先受益
隨著相關的通信標準的落地、通信和云計算技術的發展,物聯網已從最初的導入期進入 現在的成長期
從產業鏈傳導的角度看,物聯網將從“快速聯網”到“規模聯網+應用服務”,具有通 用性以及與物聯網連接相關的上游產業鏈環節將最先受益,包括通信芯片、傳感器、無線模組等
物聯網產業結構
物聯網芯片產業圖譜
六、存儲芯片
2018年存儲器市場規模突破1600億美元,是半導體第一大領域,占30%,國際巨頭占據市場
存儲芯片行業圖譜
七、光芯片
高速率光芯片國產化率低,高功率激光芯片幾乎全部依賴進口
高端(高速率、高功率)光芯片行業進入壁壘高、投入大、周期長、難度大,尤其是芯片的材料生長、芯片設計、芯片工 藝制程、芯片封裝等是光芯片研發與制造的核心
光芯片產業圖譜
八、車用芯片
汽車網聯化、智能化和電動化發展趨勢推動車用芯片向高頻、單片集成、低功耗等方向發展
九、第三代半導體
第三代半導體材料具有高壓、高頻、高溫性能,廣泛應用于光電、射頻、功率領域
第三代半導體材料主要包括SiC、GaN、 金剛石等,因其禁帶寬度≥2.3電子伏 特(eV),又被稱為寬禁帶半導體材 料;第三代半導體材料具有高熱導率、 高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、 高鍵合能等優點,滿足現代電子技術 對高溫、高功率、高壓、高頻、抗輻 射等惡劣條件的新要求
5G基站建設推動GaN射頻市場高速增長
射頻器件是無線通信設備的基礎性零部件,在無線通信中負責電磁信號和數字信號的轉換和接收與發送,是無線連接的 核心
過去十年來,國防應用一直是推動GaN技術發展的主要驅動力,現在這些技術正在從軍用轉向商用 由于高頻性能優異,未來大部分Sub-6GHz以下宏基站都將采用GaN器件,2019年至2021年為5G基礎設施建設的關鍵期,也將是氮化鎵器件替換LDMOS的關鍵期
第三代半導體行業圖譜
十、MEMS芯片
MEMS芯片是新一代信息技術的感知
MEMS (Micro Electromechanical System)即微機電系統,是將微電子與精密機械結合發展起來的工程技術,尺寸在 1 微 米到 100 微米量級,采用了集成電路的先進制造工藝,和傳統產品相比,MEMS 具有微型化、產能高、可大批量生產、 成本低等優勢
MEMS技術廣泛應用于各種傳感器芯片,核心功能是把物理信號轉換為電子設備能夠識別的電信號,是人工智能、物聯 網、大數據等新一代信息技術的感知基礎和數據來源,MEMS在生物、光學、射頻、機械等領域也有重要的應用
美國、歐洲、日本三分MEMS天下,國內MEMS產業還處于起步階段
國內 MEMS 產業鏈布局完整,但總體而言產業還處于發展的起步階段
設計和代工環節有待加強,代工制造以6英寸和8英寸產線為主,封測環節具備一定的競爭力
產品在精度和敏感度等性能指標上與國外存在很大的差距,應用領域正從手機、汽車走向VR/AR、物聯網
2018年全球MEMS市場競爭格局
十一、半導體設備
晶圓制造是設備占比最大的環節,光刻、刻蝕、薄膜沉積占比最大,行業巨頭集中
十二、半導體材料
晶圓制造和封裝材料市場細分多,單一細分市場規模小,行業巨頭集中
半導體材料市場更細分,單一產品的市場空間很小,少有純粹的半導體材料公 司;半導體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業務,例如陶氏化學公 司,杜邦,三菱化學,住友化學等公司,半導體材料業務只是其電子材料事業 部下面的一個分支;盡管如此,由于半導體工藝對材料的嚴格要求,就單一半 導體化學品而言,僅有少數幾家供應商可以提供產品
硅片巨頭集中在日本、韓國、德國、 中國臺灣;中國大陸僅有少數幾家企 業具備8英寸半導體硅片的生產能 力,而12英寸半導體硅片主要依靠進口