功率半导体行业功率二极管市场规模.docx

功率半导体行业功率二极管市场规模一、 功率半导体行业功率二极管市场规模根据IHS报告统计和预测，2021年度功率二极管的全球市场规模为40．47亿美元，其中中国市场规模为13．44亿美元；2025年度，功率二极管的全球市场规模进一步增长至46．62亿美元，其中中国市场规模为15．54亿美元二、 市场规模快速增长，本土厂商进展顺利（一）半导体材料量价齐升，硅片为单一最大品类1、先进制程持续升级，半导体材料同步提升进入21世纪以来，5G、人工智能、自动驾驶等新应用的兴起，对芯片性能提出了更高的要求，同时也推动了半导体制造工艺和新材料不断创新，国内外晶圆厂加紧对于半导体新制程的研发，台积电已于2020年开启了5nm工艺的量产，并于2021年年底实现3nm制程的试产，预计2022年开启量产此外台积电表示已于2021年攻克2nm制程的技术节点的工艺技术难题，并预计于2023年开始风险试产，2024年逐步实现量产随着芯片工艺升级，晶圆厂商对半导体材料要求越来越高2、半导体景气度超预期，晶圆厂商积极扩产目前部分终端需求仍然强劲，晶圆代工厂产能利用率维持历史高位，预计全年来看结构性缺货状态依旧严峻据SEMI于2022年3月23日发布的最新一季全球晶圆厂预测报告，全球用于前道设施的晶圆厂设备支出预计将同比增长18%，并在2022年达到1070亿美元的历史新高。

由于半导体材料与下游晶圆厂具有伴生性特点，本土材料厂商将直接受益于中国大陆晶圆制造产能的大幅扩张成熟制程供需持续紧张，国内晶圆厂扩产规模维持高位受益于成熟制程旺盛需求及大陆地区稳定的供应链，大陆晶圆厂快速扩产根据SEMI报告，2022年全球有75个正在进行的晶圆厂建设项目，计划在2023年建设62个2022年有28个新的量产晶圆厂开始建设，其中包括23个12英寸晶圆厂和5个8英寸及以下晶圆厂分区域来看，中国晶圆产能增速全球最快，预计22年8寸及以下晶圆产能增加9%，12寸晶圆产能增加17%3、工艺升级+积极扩产，半导体材料市场规模快速增长随着下游电子设备硅含量增长，半导体需求快速增长在半导体工艺升级+积极扩产催化下，半导体材料市场快速增长据SEMI报告数据，2021年全球半导体材料市场收入达到643亿美元，超过了此前2020年555亿美元的市场规模最高点，同比增长15．9%晶圆制造材料和封装材料收入总额分别为404亿美元和239亿美元，同比增长15．5%和16．5%此外，受益于产业链转移趋势，2021年国内半导体材料销售额高达119．3亿美元，同比增长22%，增速远高于其他国家和地区4、半导体材料市场较为分散，硅片为单一最大品类半导体材料种类繁多，包括硅片、电子特气、掩模版、光刻胶、湿电子化学品、抛光液、抛光垫、靶材等。

据SEMI数据显示，硅片为半导体材料领域规模最大的品类之一，市场份额占比达32．9%，排名第一，其次为气体，占比约14．1%，光掩模排名第三，占比为12．6%此外，抛光液和抛光垫、光刻胶配套试剂、光刻胶、湿化学品、溅射靶材的占比分别为7．2%、6．9%、6．1%、4%和3%二）硅片：供需持续紧张，加速硅片是半导体上游产业链中最重要的基底材料之一硅片是以高纯结晶硅为材料所制成的圆片，一般可作为集成电路和半导体器件的载体与其他材料相比，结晶硅的分子结构较为稳定，导电性极低此外，硅大量存在于沙子、岩石、矿物中，更容易获取因此，硅具有稳定性高、易获取、产量大等特点，广泛应用于IC和光伏领域1、半导体硅片纯度极高，大尺寸为大势所趋硅片可以根据晶胞排列是否有序、尺寸、加工工序和掺杂程度的不同等方式进行分类根据晶胞排列方式的不同，硅片可分为单晶硅和多晶硅硅片是硅单质材料的片状结构，有单晶和多晶之分单晶是具有固定晶向的结晶体材料，一般用作集成电路的衬底材料和制作太阳能电池片多晶是没有固定晶向的晶体材料，一般用于光伏发电，或者用于拉制单晶硅的原材料单晶硅用作半导体材料有极高的纯度要求，IC级别的纯度要求达9N以上（99．9999999%），区熔单晶硅片纯度要求在11N（99．999999999%）以上。

根据尺寸大小的不同，硅片可分为50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）及300mm（12英寸）英寸为硅片的直径，目前8英寸和12英寸硅片为市场最主流的产品8英寸硅片主要应用在90nm-0．25μm制程中，多用于传感、安防领域和电动汽车的功率器件、模拟IC、指纹识别和显示驱动等12英寸硅片主要应用在90nm以下的制程中，主要用于逻辑芯片、储存器和自动驾驶领域大尺寸为硅片主流趋势硅片越大，单个产出的芯片数量越多，制造成本越低，因此硅片厂商不断向大尺寸硅片进发1980年4英寸占主流，1990年发展为6英寸，2000年开始8英寸被广泛应用根据SEMI数据，2008年以前，全球大尺寸硅片以8英寸为主，2008年后，12英寸硅片市场份额逐步提升，赶超8英寸硅片2020年，12英寸硅片市场份额已提升至68．1%，为目前半导体硅片市场最主流的产品后续18英寸硅片将成为市场下一阶段的目标，但设备研发难度大，生产成本较高，且下游需求量不足，18英寸硅片尚未成熟根据加工工序的不同，硅片可分为抛光片、外延片、SOI硅片等高端硅片其中抛光片应用范围最为广泛，是抛光环节的终产物。

抛光片是从单晶硅柱上直接切出厚度约1mm的原硅片，切出后对其进行抛光镜面加工，去除部分损伤层后得到的表面光洁平整的硅片抛光片可单独使用于电动汽车功率器件和储存芯片中，也可用作其他硅片的衬底，成为其他硅片加工的基础外延片是一种将抛光片在外延炉中加热后，通过气相沉淀的方式使其表面外延生长符合特定要求的多晶硅的硅片该技术可有效减少硅片中的单晶缺陷，使硅片具有更低的缺陷密度和氧含量，从而提升终端产品的可靠性，常用于制造CMOS芯片根据掺杂程度的不同，半导体硅片可分为轻掺和重掺重掺硅片的元素掺杂浓度高，电阻率低，一般应用于功率器件轻掺硅片掺杂浓度低，技术难度和产品质量要求更高，一般用于集成电路领域由于集成电路在全球半导体市场中占比超过80%，目前全球对轻掺硅片需求更大2、受益晶圆厂积极扩产，硅片市场快速增长含硅量提升驱动行业快速增长伴随5G、物联网、新能源汽车、人工智能等新兴领域的高速成长，汽车电子行业成为半导体硅片领域新的需求增长点据ICInsights数据，2021年全球汽车行业的芯片出货量同比增长了30%，达524亿颗但全球汽车缺芯情况在2020年短暂缓解后，于2022年再度加剧，带动下游硅片市场需求量上升。

据SEMI数据显示，2021年全球半导体硅片市场规模为126亿美元，同比增长12．5%3、半导体硅片要求高，多重因素构筑行业壁垒（1）技术壁垒半导体硅片行业是一个技术高度密集型行业，主要体现在：①硅片尺寸越大，拉单晶难度越高，对温度控制和旋转速度要求越高；②减少半导体硅片晶体缺陷、表面颗粒和杂质；③提高半导体硅片表面平整度、应力和机械强度等方面2）资金壁垒半导体硅片行业是一个资金密集型行业，要形成规模化、商业化生产，所需投资规模巨大，如一台关键设备价值达数千万元3）人才壁垒半导体硅片的研发和生产过程较为复杂，涉及固体物理、量子力学、热力学、化学等多学科领域交叉4）认证壁垒鉴于半导体芯片的高精密性和高技术性，芯片生产企业对应半导体硅片的质量要求极高，因此对于半导体硅片供应商的选择相当谨慎，并设有严格的认证标准和程序三、 半导体板块产业链半导体可以分为四类产品，分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器其中规模最大的是集成电路，达到2753亿美元，占半导体市场的81%由于半导体产品中大部分是集成电路半导体是一类材料的总称，集成电路是用半导体材料制成的电路的大型集合，芯片是由不同种类型的集成电路或者单一类型集成电路形成的产品。

对应成大家好理解的日常用品，半导体各种做纸的纤维，集成电路是一沓子纸，芯片是书或者本子集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步它在电路中用字母IC表示芯片（chip）、或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）在电子学中是一种把电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的方式，并通常制造在半导体晶圆表面上半导体处于整个电子信息产业链的顶端，是各种电子终端产品得以运行的基础被广泛的应用于PC，及平板电脑，消费电子，工业和汽车等终端市场半导体产业链从上至下大致可以分为三个环节：IC设计、晶圆制造和封装测试，另外还有相关配套行业，设备和材料根据电路功能和性能要求，正确的选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案等专业从事IC设计的公司也被称为DesignHouse，如Qualcomm（高通）、MTK（联发科）、AMD等，它们没有自己的晶圆厂。

设计公司最终输出的是电路版图，交给制造厂商，通常把这类公司称为Fabless四、 半导体材料为芯片之基，覆盖工艺全流程半导体材料包括晶圆制造材料和封装材料其中晶圆制造材料包括硅片、掩模版、电子气体、光刻胶、CMP抛光材料、湿电子化学品、靶材等，封装材料包括封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘结材料和其他封装材料具体来说，在芯片制造过程中，硅晶圆环节会用到硅片；清洗环节会用到高纯特气和高纯试剂；沉积环节会用到靶材；涂胶环节会用到光刻胶；曝光环节会用到掩模板；显影、刻蚀、去胶环节均会用到高纯试剂，刻蚀环节还会用到高纯特气；薄膜生长环节会用到前驱体和靶材；研磨抛光环节会用到抛光液和抛光垫在芯片封装过程中，贴片环节会用到封装基板和引线框架；引线键合环节会用到键合丝；模塑环节会用到硅微粉和塑封料；电镀环节会用到锡球五、 光刻胶：半导体工艺核心材料，道阻且长光刻胶是光刻工艺最重要的耗材光刻胶是一种通过特定光源照射下发生局部溶解度变化的光敏材料，主要作用于光刻环节，承担着将掩模上的图案转化到晶圆的重要功能进行光刻时，硅片上的金属层涂抹光刻胶，掩膜上印有预先设计好的电路图案，光线透过掩膜照射光刻胶。

如果曝光在紫外线下的光刻胶变为溶剂，清除后留下掩膜上的图案，此为正性胶，反之为负性胶一）先进制程推动产品迭代，半导体光刻胶壁垒最高光刻胶可以根据曝光光源波长、显示效果和化学结构三种方式进行分类根据曝光波长的不同，目前市场上应用较多的光刻胶可分为g线、i线、KrF、ArF和EUV5种类型光刻胶波长越短，加工分辨率越高，不同的集成电路工艺在光刻中对应使用不同波长的光源随着芯片制程的不断进步，每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶技术与之相匹配g/i线光刻胶诞生于20世纪80年代，当时主流制程工艺在0．8-1．2μm，适用于波长436nm的光刻光源到了90年代，制程进步到0．35-0．5μm，对应波长更短的365nm光源当制程发展到0．35μm以下时，g/i线光刻胶已经无法制程工艺的需求，于是出现了适用于248纳米波长光源的KrF光刻胶，和193纳米波长光源的ArF光刻胶，两者均是深紫外光刻胶EUV（极紫外光）是目前最先进的光刻胶技术，适用波长为13．5nm的紫外光，可用于10nm以下的先进制程，目前仅有ASML集团掌握EUV光刻胶所对应的光刻机技术根据显示效果的不同，光刻胶可分为正性和负性。

如果光刻胶是正性的，在特定光线照射下光。