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半导体行业深度分析报告

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半导体行业深度分析报告

目录

一、技术进步推动“摩尔定律”持续向前

(一)下游需求推动半导体行业持续快速发展(二)半导体行业发展符合“摩尔定律”1、

制程工艺不断进步,领先水平已达到

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7nm ...........................................................................................................

345

2、晶圆尺寸的大小决定了生产效率,12英寸仍是主流路线................................................................................... 5(三)技术进步推升投资规模,FABLESS模式应运而生...................................................................................................... 61、2、3、

芯片制造可以分为芯片设计、晶圆制造、封装测试三个环节半导体行业发展过程是一个逐步专业化分工的过程投资规模增加催生

............................................................................ 6

........................................................................................... 7

Fabless模式应运而生 ............................................................................................................. 8

二、中国市场已成为半导体行业发展的主战场

(一)世界半导体市场仍由欧美日巨头主导1、2、3、1、

2017年全球半导体行业营收高达从供给端看,全球

............................................................................................................. 11

......................................................................................................................

11

4087亿美元 .................................................................................................. 11

............................................................ 11

................................................................................................. 13

IC行业高度集中,美、欧、日、韩企业占据主导

从消费端看,大陆地区是全球最大半导体市场IC行业初具规模,但自给率仍然较低2017年我国IC行业实现销售收入

(二)国内 ............................................................................................................ 14

.................................................................................. 15

.......................................................................................... 16

1618

5427亿 ........................................................................................................ 14

2、国内封测与设计环节发展较快,晶圆代工环节仍需努力(三)政策与市场双重推动,未来两年将迎来国内建厂高潮1、2、

政策+资金,助力国内

全球IC产业向中国转移的趋势明显

IC企业崛起.....................................................................................................................

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三、内资厂商与国内设备企业共攀先进制程高峰

(一)晶圆制造设备是半导体设备的核心(二)晶圆制造流程中需要使用大量专用设备(三)未来几年国内设备投资规模有望达到年均千亿

......................................................................................................... 20

2024

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...................................................................................................... 22

四、国内投资高峰带来设备厂商崛起的历史机遇......................................................................................................... 25

.............................................................................................. 25

.............................................................. 25

25

(一)集成电路专用设备市场外企为主,国产化突破可期1、2、3、

中国半导体专用设备市场以外企为主国内企业砥砺前行,携手实现

全球集成电路专用设备市场集中程度较高,以美、欧、日企业为主

.................................................................................................................

2025目标 ........................................................................................................... 26

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29

(二)内资企业投资高峰为国产设备创造成长机会(三)国内设备企业梳理

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插图目录 ............................................................................................................................................................................ 31表格目录 ............................................................................................................................................................................ 31

一、技术进步推动“摩尔定律”持续向前

(一)下游需求推动半导体行业持续快速发展

大规模集成电路(IC)是二十世纪人类最重大的发明之一,精密的产品之一。

也是人类社会大规模生产的最

1947年贝尔实验室的肖克利等三位科学家发明了第一个晶体管,推开了半

1957年第一块集成电路(

IC)在德州仪器(

TI)诞生,并在此后取得

导体行业发展的大门。

了长足的发展,目前先进制程的芯片上晶体管数量已可达到百亿级别。

图1:第一个晶体管(

1947)与第一块集成电路(

1957)

资料来源:新华社,德州仪器公司网站,民生证券研究院

下游需求始终是推动半导体产业进步的动力源泉。和平板产品消费的持续增长,十亿美元规模增长至

从1970年代以来,伴随着电脑、手机

全球半导体市场规模由最初的

AI

全球半导体行业实现了快速发展,

2017年的4,087亿美元。未来几年随着汽车电子、云计算、大数据、

据世界半导体贸易统计组织(4110亿美元。

1977-2024)

等行业的兴起,预计半导体行业规模仍将持续增长。计,到2024年全球半导体行业销售规模将达到

图2:PC、移动通信分别推动了半导体市场前两轮成长(

WSTS)预

资料来源:SEMI,民生证券研究院

集成电路是半导体产业的核心,通常将半导体和集成电路等价。根据产品类型的差异,

半导体元器件可分为集成电路、

分立器件、光电子器件和微型传感3402亿美元,占半导体市场的

83.33%,

器等。根据WSTS统计,2017年全球集成电路销售额高达其中存储器、逻辑器件、微芯片和模拟器件分别占

图3:半导体产业链上中下游涵盖广泛

30%、25%、15%和13%。

资料来源:民生证券研究院整理

图4:集成电路是半导体产业的核心,占比在80%以上(2017年)

资料来源:WSTS,民生证券研究院

(二)半导体行业发展符合“摩尔定律”

自大规模产业化生产开始以来,在市场需求与技术进步的双重作用下,了日新月异的变化。考究过去五十年间半导体产业的发展,基本符合“摩尔定律”:变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,倍。近年来随着芯片制程逐步逼近物理极限,仍使得这一规律大致有效。

约每隔18-24个月便会增加一倍,摩尔定律出现放缓的迹象,

IC芯片技术发生

当价格不

性能也将提升一

但新技术的不断推出

1、制程工艺不断进步,领先水平已达到7nm

线路越窄,则在相同尺寸的晶

制程工艺是指在生产集成电路过程中所采用的线路的宽度。

圆上可以容纳更多的电子元件,从而增加芯片的运算效率,并降低耗电量。芯片制造工艺从1970年代开始不断精进,从厂商均已实现

10微米(um)提升到当前的

10纳米(nm)。目前国际领先的

IC

10nm工艺的量产,代工巨头台积电(TSMC)更是领先一步,即将实现7纳米

量产。但随着物理极限的逼近,芯片制程提升的周期在拉长,同时成本也在指数级提升,经济性变差,这都为后来者的追赶创造了机会。

表1:台积电领先一步,率先实现厂商台积电三星英特尔格罗方德联电(UMC)

22nm 32nm 28nm

28nm

2011

2012 28nm

28nm

7nm量产2013

2014 20nm 20nm

2015 16nm 14nm

2016 10nm

10nm

10nm

14nm

10nm 14nm 2017

2024

2024 7nm

2024

2024 5nm 6nm

7nm

14nm 10nm+&10nm++ 7nm

未知

5nm

资料来源:IC Insights,Anandtech,民生证券研究院

2、晶圆尺寸的大小决定了生产效率,

为了降低芯片成本,

12英寸仍是主流路线

一方面是提高产品的良率,

另一方面是

需要不断的提高生产的效率,

改进工艺,不断变大的晶圆尺寸就是发展趋势之一。芯片(chip)生产过程第一步是在圆形晶

die),在切割的过程中废弃的比例越少,同时也

圆(Wafer)上制造出一个个集成电路,再切割成一个个长方形晶片(必须切掉边缘部分不完整的电路。因此晶片越大,容纳的电路越多,降低了成本,但其要求的材料技术和生产技术也更高。

图5:晶片的边缘无法使用,增大尺寸可以降低废弃比例

资料来源:中芯国际公司网站,民生证券研究院

半导体行业深度分析报告

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