杏彩体育app下载:2023年半导体行业研究报告

　　半导体是一种电子材料，可以控制电流的流动。半导体材料的特性是在它们的禁带宽度内，只有一部分电子能够被激发而具有导电性，这使得半导体成为电子学和计算机科学中最重要的材料之一。

　　半导体行业是指研发、生产和销售半导体产品的公司和组织。这个行业的发展始于20世纪中叶，随着计算机、通信和消费电子市场的发展，成为了一个重要的全球产业。上游为半导体支撑业，包括半导体材料和半导体设备。中游按照制造技术分为分立器件和集成电路。

　　半导体行业的主要产品包括集成电路、处理器、存储器、传感器和光电子设备等。这些产品在各个领域得到广泛应用，如个人电脑、智能手机、平板电脑、汽车电子、医疗器械、工业控制等。

　　半导体行业的主要市场是亚洲，这些地区拥有大量的半导体制造厂和研发机构，并且在生产成本、技术创新和市场需求等方面具有优势。

　　半导体行业的发展面临许多挑战和机遇。随着人工智能、物联网和5G等新兴技术的普及，对更高性能和更低功耗的半导体产品的需求正在增加。同时，半导体行业也在积极应对环保和可持续发展的问题，致力于开发更环保、高效的生产技术和产品。

　　制程越来越小，投资额越来越高。例如一条16nm先进制程的半导体代工厂投资额高达120-150亿美元，全球将只有Intel、台积电、三星这三家企业可以承担如此巨大的资本开支，其他企业已无力跟进，先进制造产能将快速集中。

　　在半导体行业当中，半导体材料是此行业的支撑业。半导体材料是指导电率介于金属和绝缘体之间材料。半导体材料的电阻率在1mΩ•cm～1GΩ•cm之间，一般情况下其电导率随温度的升高而增大。半导体材料是制作晶体管、集成电路、光电子器件的重要材料。

　　按照化学组成不同，半导体材料可以分为元素半导体和化合物半导体两大类。在半导体发展过程中，一般将硅、锗元素半导体材料称为第一代半导体材料；第二代半导体为砷化镓(GaAs)、锑化铟（InSb）等化合物半导体材料；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体(又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。

　　禁带宽度决定发射光的波长，禁带宽度越大发射光波长越短；禁带宽度越小发射光波长越长。参数数值越高，半导体性能越好。电子迁移速率决定半导体低压条件下的高频工作性能，饱和速率决定半导体高条件下的高频工作性能。从表中可以看出，以GaN为代表的宽禁代半导体在大功率、高温、高频、高速和光电子应用方面远比Si和GaAs等第一、二代半导体表现出色。与制造技术非常成熟和成本相对较低的硅材料相比。目前第三代半导体面临的主要挑战是发展适合GaN薄膜声场的低成本衬底材料和大尺寸的氮化镓体单晶生长工艺。

　　由于生产工艺成熟及生产成本低，硅仍然是半导体材料的主体。95%以上半导体的半导体器件和99%以上的集成电路是用硅材料制作的。以硅材料为主体，GaAs半导体材料及新一代宽禁带半导体材料共同发展将成为未来半导体材料业发展的主流。

　　分立器件产业是半导体行业的一个分支，但也极其重要。半导体分立器件是指具有固定单一特性和功能，并且其本身在功能上不能再细分的半导体器件，如晶体管、二极管、电阻、电容、电感等。

　　集成电路是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺，将电阻、电容、二极管、双极型三极管等电子元器件按照设计要求连接起来，制作在同一硅片上，成为具有特定功能的电路。它实现了材料、元器件、电路的三位一体，与分立器件组成的电路相比，具有体积小，功耗低、性能好、可靠性高及成本低等优点。

　　半导体行业受行业本身供需以及新产品周期的影响。历次的金融危机和泡沫破裂都会使得半导体行业在短期内下降，但是从长期来看，新产品的推出才是半导体行业持续发展繁荣的内在动力。半导体行业受行业本身供需以及新产品周期的影响。历次的金融危机和泡沫破裂都会使得半导体行业在短期内下降，但是从长期来看，新产品的推出才是半导体行业持续发展繁荣的内在动力。

　　半导体产业转移将经历从初期、中期、后期到新一轮产业转移后期4个阶段。目前中国半导体产业还处于转移的初期，一方面受益于工程师红利和技术的进步，成本优势显现，进口替代空间大。考虑到IC制造需要巨额资本投入，国内半导体产业将首先从轻资产的IC设计业开始。以国内IC金融卡芯片为例，目前基本由恩智浦等国际厂商垄断，全部靠进口。“棱镜门”事件后国家对于信息安全日益重视，加上国产芯片华虹、同方国芯等国内IC设计厂商在技术水平上的不断进步，预计未来将批量生产，对国外芯片形成进口替代。

　　半导体分立器件是指具有固定单一特性和功能，并且其本身在功能上不能再细分的半导体器件，如晶体管、二极管、电阻、电容、电感等。

　　半导体分立器件行业上游为分立器件芯片及铜材等，下游覆盖传统4C产业（通信、计算机、消费电子、汽车电子）以及智能电网、光伏、LED照明等新兴应用领域。其中，分立器件芯片是制造半导体分立器件产品的主要原材料，约占产品成本的50%左右。半导体分立器件的直接下游企业包括汽车电子、电源电器、仪器仪表等生产厂家，并通过该等直接客户与汽车、计算机、家用电器等众多最终消费品配套。下游应用市场的需求变动对半导体分立器件行业的发展具有较大的牵引及驱动作用。近年来，受益于国家经济刺激政策的实施以及新能源、新技术的应用，下游最终产品的市场需求保持着良好的增长态势，从而为半导体分立器件行业的发展提供了广阔的市场空间。

　　集成电路产业可以分为IC设计、IC制造和IC封装测试，其中IC设计指根据市场需求，确定IC产品的设计要求，并将抽象的产品设计要求转化成特定的元器件组合，最终在芯片上予以实现的过程；IC制造指根据设计要求制作芯片的过程；IC封装测试是将芯片装入特定的管壳或用材料将其包裹起来，保护芯片免受外界影响。

　　集成电路模式主要有两大类，一类是垂直一体化模式(IDM模式)。采用该模式厂商涵盖从IC设计、制造到封装测试等各业务环节，代表厂商有英特尔、三星等。另一类是专业代工模式，每个环节均由特定的厂商负责完成，包括无晶圆厂商(Fabless)，采用该模式的厂商仅进行芯片的设计、研发、应用和销售，而将制造、封装和测试外包，代表厂商如联发科；向IC设计公司提供生产制造专门服务的晶圆代工厂商(Foundry)，如台积电；专业从事IC封装测试的厂商，如日月光。

　　三维芯片：三维芯片是一种新型的芯片封装技术，它可以把芯片的各个部分组合起来，使得芯片更小、更快、更节能。未来，三维芯片技术有望进一步发展，应用范围也将更加广泛。

　　晶体管的不断缩小：随着晶体管尺寸的不断缩小，半导体的集成度也在不断提高，性能也在不断改善。未来，晶体管可能会进一步缩小到纳米级别，这将使得半导体产品更小、更快、更省电。

　　新型存储技术：新型存储技术如固态硬盘（SSD）和三维堆叠存储（3D NAND）已经开始普及，它们具有更高的速度、更大的容量和更低的功耗。未来，这些技术有望得到进一步的改进和应用。

　　光电子器件：光电子器件将光学和电子学相结合，可以实现更快的数据传输和处理速度。未来，光电子技术可能会在计算机、通信、医疗等领域得到更广泛的应用。

　　绿色半导体：绿色半导体技术致力于减少半导体生产过程中对环境的影响，包括减少化学物质的使用、提高能源效率和废弃物的回收利用等。未来，绿色半导体技术将会成为行业的重要趋势和方向。

　　半导体技术的不断创新和发展将推动半导体行业向更高性能、更节能、更环保的方向发展，为人类创造更多的便利和价值。

　　按照富士电机和三菱电机的标准，目前IGBT芯片经历了7代：衬底从PT穿通，NPT非穿通到FS场截止，栅极从平面到Trench沟槽，最后到微沟槽。芯片面积、工艺线宽、通态饱和压陈、关断时间、功率损耗等各项指标经历了不断的优化，断态电压也从600V提高到6500V以上。每一代工艺的提升都是对于材料更高效的利用。从1988年至今，每一代产品的升级需要5年以上时间才能占领50%左右的市场。

　　第一代(PT)：产品采用“辐照”手。