器件的基礎(chǔ)性原材料,。 極高純度的半導(dǎo)體經(jīng)過拉晶,、切片等工序制備成為晶圓，晶圓經(jīng)過一系列設(shè)備當(dāng)中,。 晶圓材料經(jīng)歷了 60 余年的技術(shù)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,，形成了當(dāng)今以硅為主,、新型半導(dǎo)體材料為補(bǔ)充的產(chǎn)業(yè)局面,。

  20 世紀(jì) 50 年代,，鍺（Ge）是最早采用的半導(dǎo)體材料，最先用于分立器件中,。集成電路的產(chǎn)生是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前邁進(jìn)的重要一步,， 1958 年 7 月，在德克薩斯州達(dá)拉斯市的德州儀器公司,，杰克·基爾比制造的第一塊集成電路是采用一片鍺半導(dǎo)體材料作為襯造的,。

  但是鍺器件的耐高溫和抗輻射性能存在短板,，到 60 年代后期逐漸被硅（Si） 器件取代,。 硅儲量極其豐富,，提純與結(jié)晶工藝成熟， 并且氧化形成的二氧化硅（SiO2）薄膜絕緣性能好,，使得器件的穩(wěn)定性與可靠性大為提高,， 因而硅慢慢的變成了應(yīng)用最廣的一種半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體器件產(chǎn)值來看,，全球 95%以上的半導(dǎo)體器件和 99%以上的集成電路采用硅作為襯底材料,。

  2017 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模約 4122 億美元，而化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模約 200億美元,，占比 5%以內(nèi),。 從晶圓襯底市場規(guī)模看,， 2017 年硅襯底年銷售額 87 億美元,， GaAs襯底年銷售額約 8 億美元。 GaN 襯底年銷售額約 1 億美元,， SiC 襯底年銷售額約 3 億美元,。硅襯底銷售額占比達(dá) 85%+。 在 21 世紀(jì),，它的主導(dǎo)和核心地位仍不會動搖,。但是 Si 材料的物理性質(zhì)限制了其在光電子和高頻、 高功率器件上的應(yīng)用,。

  20 世紀(jì) 90 年代以來,，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表的第二代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭腳,。 GaAs,、 InP 等材料適用于制作高速、高頻,、大功率以及發(fā)光電子器件,，是制作高性能微波、毫米波器件及發(fā)光器件的優(yōu)良材料,，大范圍的應(yīng)用于衛(wèi)星通訊,、移動通訊、光通信,、 GPS 導(dǎo)航等領(lǐng)域,。但是 GaAs、InP 材料資源稀缺,，價(jià)格昂貴,，并且還有毒性,，能污染自然環(huán)境， InP 甚至被認(rèn)為是可疑致癌物質(zhì),，這些缺點(diǎn)使得第二代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用具有很大的局限性,。

  第三代半導(dǎo)體材料最重要的包含 SiC、 GaN 等,，因其禁帶寬度（Eg）大于或等于 2.3 電子伏特（eV）,，又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。 和第一代,、第二代半導(dǎo)體材料相比,，第三代半導(dǎo)體材料具備高熱導(dǎo)率、高擊穿場強(qiáng),、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優(yōu)點(diǎn),，能夠完全滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對高溫、高功率,、高壓,、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求，是半導(dǎo)體材料領(lǐng)域最有前景的材料,，在國防,、航空、航天,、石油勘探,、光存儲等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景，在寬帶通訊,、太陽能,、汽車制造、半導(dǎo)體照明,、智能電網(wǎng)等眾多戰(zhàn)略行業(yè)能夠更好的降低 50%以上的能量損失,，最高可以使裝備體積減小 75%以上，對人類科技的發(fā)展具有里程碑的意義,。

  化合物半導(dǎo)體是指兩種或兩種以上元素形成的半導(dǎo)體材料,， 第二代、第三代半導(dǎo)體多屬于這一類,。 按照元素?cái)?shù)量可大致分為二元化合物,、三元化合物、四元化合物等等,，二元化合物半導(dǎo)體按照組成元素在化學(xué)元素周期表中的位置還可分為 III-V 族,、 IV-IV 族、 II-VI 族等,。 以砷化鎵（GaAs）,、氮化鎵（GaN）,、碳化硅（SiC）為代表的化合物半導(dǎo)體材料慢慢的變成了繼硅之后發(fā)展最快、應(yīng)用最廣,、產(chǎn)量最大的半導(dǎo)體材料,。 化合物半導(dǎo)體材料具備優(yōu)越的性能和能帶結(jié)構(gòu)：

  、功率器件等制造,，具有很大發(fā)展?jié)摿?；硅器件則多用于邏輯器件,、存儲器等,，相互之間具有無法替代性。

  ）是由半導(dǎo)體單晶材料制造而成的晶圓片,，襯底可以立即進(jìn)入晶圓制造環(huán)節(jié)生產(chǎn)半導(dǎo)體器件,，也能夠直接進(jìn)行外延工藝加工生產(chǎn)外延片。外延（epitaxy）是指在單晶襯底上生長一層新單晶的過程,，新單晶可以與襯底為同一材料,，也可以是不一樣的材料。 外延可以生產(chǎn)種類更多的材料,，使得器件設(shè)計(jì)有了更多選擇,。襯備的基本步驟如下：半導(dǎo)體多晶材料首先經(jīng)過提純、摻雜和拉制等工序制得單晶材料,，以硅為例,，硅砂首先提煉還原為純度約 98%的冶金級粗硅，再經(jīng)多次提純,，得到電子級高純度多晶硅（純度達(dá) 99.9999999%以上,， 9~11 個(gè) 9），經(jīng)過熔爐拉制得到單晶硅棒,。單晶材料經(jīng)過機(jī)械加工,、化學(xué)處理、 表面拋光和質(zhì)量

  ,，獲得符合一定標(biāo)準(zhǔn)（厚度,、晶向、平整度,、平行度和損傷層）的單晶拋光薄片,。 拋光目的是進(jìn)一步去除加工表面殘留的損傷層，拋光片可直接用于制作器件,，也可作為外延的襯底材料,。

  外延生長工藝目前業(yè)界最重要的包含 MOCVD（化學(xué)氣相沉淀）技術(shù)和 MBE（分子束外延）技術(shù)兩種。 例如,，全新光電采用 MOCVD,，英特磊采用 MBE 技術(shù),。

  相比之下， MOCVD技術(shù)生長速率更快,，更適合產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),，而 MBE 技術(shù)在部分情況如 PHEMT 結(jié)構(gòu)、Sb 化合物半導(dǎo)體的生產(chǎn)中更適合采用,。 HVPE（氫化物氣相外延）技術(shù)主要使用在于 GaN 襯底生產(chǎn),。 LPE（液相沉積）技術(shù)大多數(shù)都用在硅晶圓，目前已基本被氣相沉積技術(shù)所取代,。

  硅晶圓尺寸最大達(dá) 12 寸,， 化合物半導(dǎo)體晶圓尺寸最大為 6 英寸。 硅晶圓襯底主流尺寸為 12 英寸,，約占全球硅晶圓產(chǎn)能 65%,， 8 寸也是常用的成熟制程晶圓，全球產(chǎn)能占比 25%,。GaAs 襯底主流尺寸為 4 英寸及 6 英寸,； SiC 襯底主流供應(yīng)尺寸為 2 英寸及 4 英寸； GaN 自支撐襯底以 2 英寸為主,。

  SiC 襯底目前尺寸已達(dá) 6 英寸,， 8 英寸正在研發(fā)（II-VI 公司已制造出樣品） 。而實(shí)際上主流采用的仍為 4 英寸晶圓,。根本原因是（1）目前 6 英寸 SiC 晶圓大概是 4 英寸成本的 2.25倍,，到 2020 年大概為 2 倍，在成本縮減上并沒有大的進(jìn)步,，并且更換設(shè)備機(jī)臺需要額外的資本支出,， 6 英寸目前優(yōu)勢僅在生產(chǎn)效率上；（2） 6 英寸 SiC 晶圓相較于 4 英寸晶圓在品質(zhì)上偏低,，因而目前 6 英寸大多數(shù)都用在制造

  GaN 材料在自然界中缺少單晶材料,，因而長期在藍(lán)寶石、 SiC,、 Si 等異質(zhì)襯底上進(jìn)行外延,。 現(xiàn)今通過氫化物氣相外延(HVPE)、氨熱法可以生產(chǎn) 2 英寸,、 3 英寸,、 4 英寸的 GaN自支撐襯底。 目前商業(yè)應(yīng)用中仍以異質(zhì)襯底上的 GaN 外延為主,， GaN 自支撐襯底在激光器上具有最大應(yīng)用,，可獲得更高的發(fā)光效率及發(fā)光品質(zhì)。

  格局： 日廠把控， 寡頭格局穩(wěn)定,。日本廠商占據(jù)硅晶圓 50%以上市場占有率,。前五大廠商占據(jù)全球 90%以上份額。 其中,，日本信越化學(xué)占比 27%,、日本 SUMCO 占比 26%，兩家日本廠商份額合計(jì) 53%,，超過一半,，中國***環(huán)球晶圓于 2016 年 12 月晶圓產(chǎn)業(yè)低谷期間收購美國 SunEdison 半導(dǎo)體，由第六晉升第三名,，占比 17%,，德國 Siltron

  占比 13%，韓國 SK Siltron（原 LG Siltron,， 2017年被 SK 集團(tuán)收購） 占比 9%,，與前四大廠商不同， SK Siltron 僅供應(yīng)韓國客戶,。除此以外還有法國 Soitec、中國***臺勝科,、合晶,、嘉晶等企業(yè)，份額比較小,。各大廠商供應(yīng)晶圓類別與尺寸上不一樣,，整體看來前三大廠商產(chǎn)品較為多樣。 前三大廠商能夠供應(yīng) Si 退火片,、 SOI 晶片,，其中僅日本信越能夠供應(yīng) 12 英寸 SOI 晶片。德國Siltronic,、韓國 SK Siltron 不提供 SOI 晶片,， SK Siltron 不供應(yīng) Si 退火片。而 Si 拋光片與Si 外延片各家尺寸基本沒差別,。

  近 15 年來日本廠商始終占據(jù)硅晶圓 50%以上市場占有率,。硅晶圓產(chǎn)能未發(fā)生明顯區(qū)域性轉(zhuǎn)移。 根據(jù) Gartner,， 2007 年硅晶圓市占率第一日本信越（32.5%）,、第二日本 SUMCO（21.7%）、第三德國 Siltronic（14.8%） ,； 2002 年硅晶圓市占率第一日本信越（28.9%）,、第二日本 SUMCO（23.3%）、第三德國 Siltronic（15.4%） 。 近期市場比較大的變動是 2016年 12 月***環(huán)球晶圓收購美國 SunEdison,，從第六大晉升第三大廠商,。但日本廠商始終占據(jù) 50%+份額。

  日本在 fab 環(huán)節(jié)競爭力衰落而材料環(huán)節(jié)從始至終保持領(lǐng)頭羊,。 20 世紀(jì) 80 年代中旬,，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的世界份額曾經(jīng)超過了 50%。日本在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的優(yōu)勢從上世紀(jì)延續(xù)而來,，而晶圓制造競爭力明顯減弱,， 半導(dǎo)體 fab 環(huán)節(jié)出現(xiàn)了明顯的區(qū)域轉(zhuǎn)移。究其原因,， fab 環(huán)節(jié)離需求端較近,，市場變動大；但硅晶圓同質(zhì)化程度高,，新進(jìn)入玩家要在客戶有比較久的時(shí)間驗(yàn)證,；且晶圓在晶圓代工中成本占比 10%以下，晶圓代工廠不愿為較小的價(jià)格差別冒險(xiǎn)更換不成熟的產(chǎn)品,。

  博通聯(lián)發(fā)科,、蘋果等廠商實(shí)力最強(qiáng)，大陸廠商海思崛起,。 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)終端產(chǎn)品升級,，AI 芯片等創(chuàng)新應(yīng)用對 IC 產(chǎn)品需求逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到 2020 年 AI 芯片市場規(guī)模將從 2016 年約 6 億美元升至 26 億美元,， CAGR 達(dá) 43.9%,，目前國內(nèi)外 IC 設(shè)計(jì)廠商正積極布局 AI 芯片產(chǎn)業(yè)。英偉達(dá)是 AI 芯片市場領(lǐng)導(dǎo)者,，AMD特斯拉正聯(lián)合研發(fā)用于無人駕駛的 AI 芯片,。對于國內(nèi)廠商，華為海思于 2017 年 9 月率先推出麒麟 970 AI 芯片,，目前已成功搭載入 P20等機(jī)型,；比特大陸發(fā)布的全球首款張量加速計(jì)算芯片 BM1680 已成功運(yùn)用于

  礦機(jī)；寒武紀(jì)的 1A處理器,、地平線的征程和旭日處理器也已嶄露頭角,。IC 設(shè)計(jì)面向終端、面向市場成為必然,，國內(nèi)廠商優(yōu)勢顯著,。 IC 設(shè)計(jì)業(yè)以需求為導(dǎo)向，才可以更加好服務(wù)于下游客戶,。海思,、展銳等移動處理芯片、基帶芯片廠商依靠近些年中國智能手機(jī)市場爆發(fā)迅速崛起，躋身世界 IC 設(shè)計(jì)十強(qiáng),，海思芯片已全面應(yīng)用到華為當(dāng)中,，三星、小米等廠商亦采用了自研芯片,， 現(xiàn)今中國為全球最大的終端需求市場,，因而國內(nèi)IC 設(shè)計(jì)業(yè)有巨大發(fā)展優(yōu)勢。

  代工制造方面,，廠商 Capex 迅速增加,，三星、臺積電等巨頭領(lǐng)銜,。 從資本支出來看,，目前全球先進(jìn)制程芯片市場之間的競爭激烈，全球排名前三的

  ,、臺積電的Capex 均達(dá)到百億美元級別,， 2017 年分別為 440/120/108 億美元，預(yù)計(jì)三星未來三年總Capex 接近 1100 億美元,，英特爾和臺積電 2018 年 Capex 則預(yù)計(jì)分別達(dá)到 140 和 120 億美元,，均有較大幅度的增長，利于巨頭通過研發(fā)先進(jìn)制程技術(shù)和擴(kuò)張產(chǎn)線來占領(lǐng)市場,。從工藝制程來看,，臺積電走在行業(yè)前列，目前已大規(guī)模生產(chǎn) 10nm 制程芯片,， 7nm 制程將于 2018年量產(chǎn)；中國大陸最為領(lǐng)先的代工廠商中芯國際目前具備 28nm 制程量產(chǎn)能力,，而臺積電早于 2011 年已具備 28nm 量產(chǎn)能力,，相比之下大陸廠商仍有較大差距。

  封測方面,，未來高端制造+封測融合趨勢初顯,，大陸廠商與臺廠技術(shù)差距縮小。

  技術(shù)目前已發(fā)展四代,，在最高端技術(shù)上制造與封測已實(shí)現(xiàn)融合,，其中臺積電已建立起CoWoS 及 InFO 兩大高階封裝ECO，并計(jì)劃通過從龍?zhí)堆由熘林锌茖?InFO 產(chǎn)能擴(kuò)增一倍,，以滿足蘋果 A12 芯片的需求,。

  封測龍頭日月光則掌握頂尖封裝與微電子制造技術(shù)，率先量產(chǎn) TSV/2.5D/3D 相關(guān)這類的產(chǎn)品,，并于 2018 年 3 月與日廠TDK合資成立日月旸電子擴(kuò)大 SiP布局,。由于封裝技術(shù)門檻相比來說較低，目前大陸廠商正快速追趕，與全球領(lǐng)先廠商的技術(shù)差距正逐步縮小,，大陸廠商已基本掌握 SiP,、 WLCSP、 FOWLP 等先進(jìn)的技術(shù),，應(yīng)用方面 FC,、 SiP等封裝技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  新一輪區(qū)域轉(zhuǎn)移面向中國大陸,。 盡管目前 IC 設(shè)計(jì),、制造、封測的頂級廠商主要位于美國,、中國***,。整體看來，半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了美國——日本——韓臺的發(fā)展歷史： 1950s,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起源于美國,， 1947 年

  誕生， 1958 年集成電路誕生,。 1970s,，半導(dǎo)體制造由美國向日本轉(zhuǎn)移。

  是日韓產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要切入點(diǎn),， 80s 日本已在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于領(lǐng)頭羊,。 1990s，以 DRAM 為契機(jī),，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向韓國三星,、海力士等廠商；晶圓代工環(huán)節(jié)則轉(zhuǎn)向***,，臺積電,、聯(lián)電等廠商崛起。 2010s,，智能手機(jī),、移動互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)，物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù),、云計(jì)算人工智能等產(chǎn)業(yè)快速成長。人口紅利,，需求轉(zhuǎn)移或?qū)又圃燹D(zhuǎn)移,，能預(yù)見中國大陸已然成為新一輪區(qū)域轉(zhuǎn)移的目的地。

  晶圓尺寸與工藝制程并行發(fā)展,，每一制程階段與晶圓尺寸相對應(yīng),。 （1） 制程進(jìn)步→晶體管縮小→晶體管密度成倍增加→性能提升,。 （2） 晶圓尺寸增大→每片晶圓產(chǎn)出芯片數(shù)量更多→效率提升→成本降低。 目前 6 吋,、 8 吋硅晶圓生產(chǎn)設(shè)備普遍折舊完畢,，生產(chǎn)所帶來的成本更低，主要生產(chǎn) 90nm 以上的成熟制程,。 部分制程在相鄰尺寸的晶圓上都有產(chǎn)出,。 5nm 至 0.13μm則采用 12 英寸晶圓，其中 28nm 為分界區(qū)分了先進(jìn)制程與成熟制程,，根本原因是 28nm 以后引入 FinFET 等新設(shè)計(jì),、新工藝，晶圓制造難度大大提升,。

  晶圓需求總量來看,， 12 英寸 NAND 及 8 英寸市場為核心驅(qū)動力。 存儲用 12 寸硅晶圓占比達(dá) 35%為最大,， 8 寸及 12 英寸邏輯次之,。 以產(chǎn)品銷售額來看，全球集成電路產(chǎn)品中,，存儲器占比約 27.8%,，邏輯電路占比 33%，

  電路分別占 21.9%和 17.3%,。依照我們預(yù)測,，全球 2016 年下半年 12 寸硅晶圓需求約 510 萬片/月，其中用于邏輯芯片的需求 130 萬片/月,，用于 DRAM 需求 120 萬片/月,，用于 NAND 需求 160 萬片/月，包括 NORFlash,、 CIS 等其他需求 100 萬片/月,； 8 寸硅晶圓需求 480 萬片/月，按面積折算至 12 寸晶圓約 213 萬片/月,， 6 寸以下晶圓需求約當(dāng) 12 寸 62 萬片/月。

  由此估算,，包括 NAND,、 DRAM在內(nèi)用于存儲市場的 12 寸晶圓需求約占總需求 35%， 8 寸晶圓需求約占總需求 27%,，用于邏輯芯片的 12 寸晶圓需求約占 17%,。需求上看，目前存儲器貢獻(xiàn)晶圓需求最多,， 8 寸中低端應(yīng)用其次,。

  下游具體應(yīng)用來看,， 12 英寸 20nm 以下先進(jìn)制程性能強(qiáng)勁， 大多數(shù)都用在移動電子設(shè)備,、 高性能計(jì)算等領(lǐng)域,， 包括智能手機(jī)主芯片、計(jì)算機(jī)

  ,、高性能FPGAASIC等,。14nm-32nm 先進(jìn)制程應(yīng)用于包括 DRAM、 NAND Flash 存儲芯片,、中低端處理器芯片,、影像處理器、數(shù)字電視機(jī)頂盒等應(yīng)用,。12 英寸 45-90nm 的成熟制程大多數(shù)都用在性能需求略低,，對成本和生產(chǎn)效率要求高的領(lǐng)域，例如手機(jī)基帶,、 WiFi,、 GPS、藍(lán)牙

  化合物半導(dǎo)體晶圓供給廠商格局：日美德主導(dǎo),，寡占格局,。襯底市場： 高技術(shù)門檻導(dǎo)致化合物半導(dǎo)體襯底市場寡占，日本,、美國,、德國廠商主導(dǎo)。GaAs 襯底目前已日本住友

  ,、德國 Freiberg,、美國 AXT、日本住友化學(xué)四家占據(jù),，四家份額超 90%,。住友化學(xué)于 2011 年收購日立電纜（日立金屬）的化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，并于 2016年劃至子公司 Sciocs,。 GaN 自支撐襯底目前主要由日本三家企業(yè)住友電工,、三菱化學(xué)、住友化學(xué)壟斷,，占比合計(jì)超 85%,。 SiC 襯底龍頭為美國 Cree（Wolfspeed 部門），市場占比超三分之一,，其次為德國 SiCrystal,、美國 II-VI、美國 Dow Corning,，四家合計(jì)份額超 90%,。近幾年中國也出現(xiàn)了具備一定量產(chǎn)能力的 SiC 襯造商,，如北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司。

  外延生長市場中,，英國 IQE 市場占比超 60%為絕對龍頭,。 英國 IQE 及中國***全新光電兩家份額合計(jì)達(dá) 80%,。 外延生長最重要的包含 MOCVD（化學(xué)氣相沉淀）技術(shù)和 MBE（分子束外延）技術(shù)兩種,。例如,， IQE、 全新光電均采用 MOCVD,，英特磊采用 MBE 技術(shù),。 HVPE（氫化物氣相外延）技術(shù)主要使用在于 GaN 襯底的生產(chǎn)。

  化合物半導(dǎo)體晶圓代工領(lǐng)域穩(wěn)懋為第一大廠商,，占比 66%,，為絕對龍頭。 第二,、第三為宏捷科技 AWSC,、 環(huán)宇科技 GCS，占比分別為 12%,、 9%,。國內(nèi)設(shè)計(jì)推動代工， 大陸化合物半導(dǎo)體代工龍頭呼之欲出,。 目前國內(nèi) PA 設(shè)計(jì)已經(jīng)涌現(xiàn)了銳迪科 RDA,、 唯捷創(chuàng)芯 vanchip、漢天下,、 飛驤科技等公司,。

  市場中的低端應(yīng)用。 三安光電目前以LED應(yīng)用為主,，有望在化合物半導(dǎo)體代工填補(bǔ)國內(nèi)空白,，其募投產(chǎn)線 片/月產(chǎn)能，成為大陸第一家規(guī)模量產(chǎn) GaAs/GaN 化合物晶圓代工企業(yè),?；衔锇雽?dǎo)體晶圓下游應(yīng)用拆分：性能獨(dú)特，自成體系化合物半導(dǎo)體下游具體應(yīng)用主要可分為兩大類：

  器件和電子設(shè)備,。 光學(xué)器件包括LED 發(fā)光二極管,、 LD 激光二極管、 PD 光接收器等,。 電子器件包括 PA

  、 LNA低噪聲放大器,、射頻開關(guān),、數(shù)模轉(zhuǎn)換,、微波單片 IC、功率半導(dǎo)體器件,、霍爾元件等,。 對于GaAs 材料而言， SC GaAs（單晶砷化鎵） 主要使用在于光學(xué)器件,， SI GaAs（半絕緣砷化鎵）主要使用在于電子器件,。

  光學(xué)器件中， LED 為占比最大一項(xiàng),， LD/PD,、 VCSEL 成長空間大。 Cree 大約 70%收入來自 LED,，其余來自功率,、射頻、 SiC 晶圓,。 SiC 襯底 80%的市場來自二極管,，在所有寬禁帶半導(dǎo)體襯底中， SiC 材料是最為成熟的,。不同化合物半導(dǎo)體材料制造的 LED 對應(yīng)不同波長光線： GaAs LED 發(fā)紅光,、綠光， GaP 發(fā)綠光,， SiC 發(fā)黃光,， GaN 發(fā)藍(lán)光，應(yīng)用 GaN藍(lán)光 LED 激發(fā)黃色熒光材料可以制造白光 LED,。此外 GaAs 可制造

  光 LED,，常見的應(yīng)用于遙控器紅外發(fā)射， GaN 則可以制造紫外光 LED,。 GaAs,、 GaN 分別制造的紅光、藍(lán)光激光發(fā)射器能應(yīng)用于 CD,、 DVD,、藍(lán)光光盤的讀取。

  電子器件中,，主要為射頻和功率應(yīng)用,。 GaN on SiC、 GaN 自支撐襯底,、 GaAs 襯底,、GaAs on Si 主要使用在于射頻半導(dǎo)體（射頻前端 PA 等）； 而 GaN on Si 以及 SiC 襯底主要使用在于功率半導(dǎo)體（

  GaN 由于功率密度高,，在基站大功率器件領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢,。 相對于硅襯底來說,， SiC襯底具有更加好的熱傳導(dǎo)特性，目前業(yè)界超過 95%的 GaN 射頻器件采用 SiC 襯底,，如 Qorvo采用的正是基于 SiC 襯底的工藝,，而硅基 GaN 器件可在 8 英寸晶圓制造，更具成本優(yōu)勢,。在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域,， SiC 襯底與 GaN on Silicon 只在很小一部分領(lǐng)域有競爭。 GaN 市場大多是低壓領(lǐng)域,，而 SiC 在高壓領(lǐng)域應(yīng)用,。 它們的邊界大約是 600V。

  智能手機(jī)核心芯片涉及先進(jìn)制程及化合物半導(dǎo)體材料,， 國產(chǎn)率低,。 以目前國產(chǎn)化芯片已采用較多的華為手機(jī)為例可大致看出國產(chǎn)芯片的“上限” 。

  CPU 目前華為海思可以獨(dú)立設(shè)計(jì),，此外還包括小米松果等 fabless 設(shè)計(jì)公司,， 但由于采用 12 英寸最先進(jìn)制程，制造主要依賴中國***企業(yè),； DRAM,、 NAND 閃存國內(nèi)尚無相關(guān)公司量產(chǎn)；前端 LTE 模塊,、 WiFi 藍(lán)牙模塊采用了 GaAs 材料,， 產(chǎn)能集中于 Skyworks、 Qorvo 等美國 IDM 企業(yè)和穩(wěn)懋等中國***代工廠,，中國大陸尚無砷化鎵代工廠商,；射頻收發(fā)模塊、

  IC 可做到海思設(shè)計(jì)+foundry 代工,，而充電控制 IC,、 NFC 控制 IC 和氣壓、陀螺儀等傳感器主要由歐美 IDM廠商提供,。整體看來智能手機(jī)核心芯片國產(chǎn)率仍低,，部分芯片如 DRAM、 NAND,、射頻模塊等國產(chǎn)化幾乎為零,。以主流旗艦手機(jī)iPhoneX 為例可以大致看出中國大陸芯片廠商在全球供應(yīng)鏈中的地位。 CPU 采用蘋果自主設(shè)計(jì)+臺積電先進(jìn)制程代工,， DRAM,、 NAND 來自韓國/日本/美國 IDM廠商；基帶來自高通設(shè)計(jì)+臺積電先進(jìn)制程代工；射頻模塊采用砷化鎵材料,，來自 Skyworks,、Qorvo 等 IDM 廠商或博通+穩(wěn)懋代工；模擬芯片,、音頻 IC、 NFC 芯片,、觸控 IC,、影像傳感器等均來自中國大陸以外企業(yè)，中國大陸芯片在蘋果供應(yīng)鏈中占比為零,。而除芯片,、屏幕以外的零部件大多有中國大陸供應(yīng)商打入，甚至部分由大陸廠商獨(dú)占,。由此可見中國大陸芯片企業(yè)在全世界內(nèi)競爭力仍低,。

  通信基站對國外芯片依賴程度極高，且以美國芯片企業(yè)為主,。 目前基站系統(tǒng)主要由基帶處理單元（BBU）及射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）兩部分所組成,， 通常一臺 BBU 對應(yīng)多臺 RRU 設(shè)備。 相比之下,， RRU 芯片的國產(chǎn)化程度更低,，對于國外依賴程度高。

  這其中主要難點(diǎn)體現(xiàn)在 RRU 芯片器件涉及大功率射頻場景,，一般會用砷化鎵或氮化鎵材料,，而中國大陸缺乏相應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈。

  美國廠商壟斷大功率射頻器件,。 具體來看,， 目前 RRU 設(shè)備中的 PA、 LNA,、 DSA,、 VGA等芯片主要是采用砷化鎵或氮化鎵工藝，來自 Qorvo,、 Skyworks 等公司,，其中氮化鎵器件通常為碳化硅襯底，即 GaN on SiC,。 RF

  采用硅基及砷化鎵工藝,，主要廠商包括TIADIIDT等公司。以上廠商均為美國公司,，因而通信基站芯片對美國廠商依賴性極高,。

  汽車電子對于半導(dǎo)體器件需求以 MCU、NOR Flash、IGBT 等為主,。 傳統(tǒng)汽車內(nèi)部主要以 MCU 需求較高,，包括動力控制、安全控制,、發(fā)動機(jī)控制,、底盤控制、車載電器等多方面,。

  汽車還包括電子控制單元 ECU,、功率控制單元 PCU、電動汽車整車控制單元 VCU,、混合動力汽車整車

  HCU,、電池管理系統(tǒng) BMS 以及逆變器核心部件 IGBT 元件。傳統(tǒng)汽車內(nèi)部芯片

  此外在以上相關(guān)系統(tǒng)和緊急剎車系統(tǒng),、胎壓檢測器,、安全氣囊系統(tǒng)等還需應(yīng)用 NOR Flash 作為代碼存儲。 MCU 一般會用 8 英寸或 12 英寸 45nm~0.15μm 成熟制程,， NOR Flash 一般會用 45nm~0.13μm 成熟制程,，國內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  智能駕駛所采用半導(dǎo)體器件包括高性能計(jì)算芯片及 ADAS 系統(tǒng),。 高性能計(jì)算芯片目前采用 12 英寸先進(jìn)制程,，而 ADAS 系統(tǒng)中的

  （4）AI 與礦機(jī)芯片： 成長新動力，國內(nèi)設(shè)計(jì)廠商實(shí)現(xiàn)突破AI 芯片與礦機(jī)芯片屬于高性能計(jì)算,，對于先進(jìn)制程要求比較高,。 在 AI 及

  場景下，傳統(tǒng) CPU 算力不足,，新架構(gòu)芯片成為發(fā)展的新趨勢,。當(dāng)前主要有延續(xù)傳統(tǒng)架構(gòu)的 GPU、 FPGA,、ASIC（TPU,、 NPU 等）芯片路徑， 以及徹底顛覆傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu),，采用模擬人腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)來提升計(jì)算能力的芯片路徑,。 云端領(lǐng)域 GPU 生態(tài)領(lǐng)先，而終端場景專用化是未來趨勢,。

  根據(jù) NVIDIA 與 AMD 公布的技術(shù)路線 年 GPU 將進(jìn)入 12nm/7nm 制程,。 而目前 AI、礦機(jī)相關(guān)的 FPGA 及 ASIC 芯片也均采用了 10~28nm 的先進(jìn)制程,。國內(nèi)廠商涌現(xiàn)了寒武紀(jì),、深鑒科技,、地平線、比特大陸等優(yōu)秀的 IC 設(shè)計(jì)廠商率先實(shí)現(xiàn)突破,，而制造則主要是依靠臺積電等先進(jìn)制程代工廠商,。

  現(xiàn)階段國產(chǎn)化程度低， 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)際依靠全球合作,。 盡管我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)目前正處于快速發(fā)展階段,，但整體看來存在總體產(chǎn)能較低， 全球市場競爭力弱,，核心芯片領(lǐng)域國產(chǎn)化程度低,， 對國外依賴程度較高等現(xiàn)狀。 我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在材料,、設(shè)備、制造,、設(shè)計(jì)等多個(gè)高端領(lǐng)域?qū)飧叨纫蕾?，?shí)現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主替代需經(jīng)歷較漫長道路。

  根據(jù) IC Insight 多個(gè)方面數(shù)據(jù)顯示,， 2015 年我國集成電路企業(yè)在全球市場占有率僅有 3%,，而美國、韓國,、日本分別高達(dá)54%/20%/8%,。 事實(shí)上，即便是美國,、 韓國,、 日本也無法達(dá)到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈 100%自產(chǎn)。例如在先進(jìn)制程制造的核心設(shè)備

  方面依然依賴荷蘭 ASML 一家企業(yè),。更多參與全球分工,，在此過程中逐漸提升國產(chǎn)化占比，是一條切實(shí)可行的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展道路,。

  中國大陸芯片下游需求端終端市場全備,，供給端有望向中國大陸傾斜。 （1） 需求端：下游終端應(yīng)用市場全備,，規(guī)模條件逐步成熟,。隨著全球終端產(chǎn)品產(chǎn)能向中國轉(zhuǎn)移，中國慢慢的變成了全球終端產(chǎn)品制造基地,， 2017 年中國汽車,、智能手機(jī)出貨量占全球比重分別達(dá) 29.8%、33.6%,。芯片需求全面涵蓋硅基,、化合物半導(dǎo)體市場，芯片市場空間巨大。（2）供給端：當(dāng)前中國大陸產(chǎn)值規(guī)模居前的 IC 設(shè)計(jì),、晶圓代工,、存儲廠商寥寥數(shù)計(jì)，技術(shù)水平尚未達(dá)到領(lǐng)先水平,，中高端芯片制造,、化合物半導(dǎo)體芯片嚴(yán)重依賴進(jìn)口。隨著近些年終端需求隨智能手機(jī)等產(chǎn)業(yè)鏈而逐漸轉(zhuǎn)移至中國大陸,，需求轉(zhuǎn)移或拉動制造轉(zhuǎn)移,，下游芯片供給端隨之開始轉(zhuǎn)移至大陸。

  國內(nèi)政策加速半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展,。 近年來我國集成電路扶持政策密集頒布,， 融資、稅收,、補(bǔ)貼等政策環(huán)境一直在優(yōu)化,。尤其是 2014 年 6 月出臺的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)綱要》，定調(diào)“設(shè)計(jì)為龍頭,、制造為基礎(chǔ),、裝備和材料為支撐”，以 2015,、2020,、2030 為成長周期全力推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：目標(biāo)到 2015 年，集成電路產(chǎn)業(yè)出售的收益超過 3500 億元,；到 2020 年,，集成電路產(chǎn)業(yè)出售的收益年均增速超過 20%； 到 2030 年,，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,，一批企業(yè)進(jìn)入國際第一梯隊(duì)，實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展,。

  的轉(zhuǎn)移遵循一條價(jià)值規(guī)律,，向賺錢越多的地方轉(zhuǎn)移。全球存儲器會走超級大廠特大

  圓道路,，一定會優(yōu)先采用最先進(jìn)的工藝技術(shù),。如全球存儲器中，由于12英寸的性價(jià)比已超越8英寸,，因此全球43個(gè)8

  圓（晶片）的直徑為4到10英寸（10.16到25.4厘米）的圓盤,，在制作的完整過程中可承載非本征

  發(fā)展趨勢，服務(wù)于十幾個(gè)新興行業(yè)應(yīng)用,。展出面積5.5萬平方米,，將匯聚800多家展商集中展示集成電路,、電子元器件、第三代

  制造工藝形成極微小的電路結(jié)構(gòu),，再經(jīng)切割,、封裝、測試成為芯片,，大范圍的應(yīng)用到各類電子設(shè)備當(dāng)中,。

  的全面解析 /

  企業(yè)集中的邳州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)采訪時(shí)看到， 9家國內(nèi)有突出貢獻(xiàn)的公司,，正在緊鑼密鼓地生產(chǎn),，確保國內(nèi)

  的市場格局 /

  /PCB 覆銅板 11月覆銅板廠商開啟了又一次“漲價(jià)函攻擊”，漲幅大約在10%左右,，主因在于其原

  產(chǎn)品按照功能區(qū)分可大致分為集成電路,、光電子器件、分立器件和傳感器等四大類,。其中集成電路是

  解析 /

  分類狀況 /

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