1、半导体行业2023年发展现状与趋势研究报告第一章行业概况半导体，一种具备电子流动可控性的电子材料。其独特特性在于其禁带宽度内，仅有少数电子能被激发，从而呈现导电性。这使得半导体成为电子学及计算机科学领域至关重要的元素之一。半导体产业指的是那些从事半导体产品研发、制造和销售的企业和组织。这一产业兴起于20世纪中叶，伴随着计算机、通信和消费电子市场的崛起，已成为全球范围内的关键产业之一。半导体生态系统的上游主要包括半导体材料和设备，而中游则按制造技术可划分为分立器件和集成电路。半导体产业的主要成果涵盖集成电路、处理器、存储器、传感器及光电子设备等领域。这些产品在个人电脑、智能手机、平板电脑、汽车电
2、子、医疗设备、工业控制等领域广泛应用。亚洲是半导体产业的主要市场，拥有大量半导体制造工厂和研发机构，并在生产成本、技术创新和市场需求方面具备竞争优势。半导体产业发展面临多重挑战和机遇。随着人工智能、物联网和5G等新兴技术的迅速普及，对更高性能、低功耗半导体产品的需求不断增加。同时，产业也积极应对环保和可持续发展问题，致力于研发更环保、高效的生产技术与产品。图全球半导体发展趋势SamsungrT4NanOtneteIAkts SemiconductocDongbuHiTek Grace SemiconductotTSMC Globlfondrs Stiko Epson Frtfol* Infin
3、eon Sony TtNtf InfUuments Reneos (NEC) IBM Fujitsu ToshibaSTM 沁 ro0econics IntelSamSUng130NanOrnNRrSMC UMC YSMC GIot*xjMt*s inron SCInftfumtMf Rtn*fs (NECJ M FwUU Tosb4 STMkco*ecroccsSMC UMC TSMC GIobtMouMrits FU STMicfoHectrowcs Incd SOTSUng45M0NanometerSTrcroeecHorcsUMC TSMC GiobAlkMjMries STMcfoe
4、kctfonics22120 NanOrneter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InteI、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。图全球半导体销售额在半导体产业中，半导体材料作为支撑产业发挥着重要作用。半导体材料是介于金属和绝缘体之间的导电性材料，其电阻率介于ImQ-cm至IG-cm之间,在通常情况下,其电导率随温度升高而增加。半导体材料被广泛应用于晶体管、集成电路以及光电子器件的制造。根据化学组成的不同，半导体材料可分为元素半导体与化合物半导体两大类。硅和楮
5、等元素半导体被称为第一代半导体材料，而碑化三(GaAs),锦化锢(InSb)等化合物半导体则被归为第二代半导体。第三代半导体材料以碳化硅(SiC),氮化钱(GaN),氧化锌(ZnO).金刚石以及氮化铝(AIN)等宽禁带半导体材料为代表。Wn$1GaAeM三W%TF)1.114U3B(M7cM)1j011IUJ色0423(MZtm)04SDg”(cf0v4)IJSOSMOTOk手&电无O三Wtassnea*iH.杼V,ttttw(1.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。其它参数数值越高，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，
6、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线体单晶生长工艺。MUMMnsMtMrow*v这广.s.atra!多UIt机/r,期电子EL仪*专b*w三Bvemmv11.o三.4.*tesA?捌KaSd文的电m*Frtr4MiR./比修赖!瓯.rS宗什atMMUBMAWrttRtn”就隹mxRwHI*)t110n.三twmEltMrm*.B
7、AtBCAJIAtRMM(MtM0),永思修/，.mW#W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
8、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。第二章商业模式和技术发展2.1半导体产业链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。图半导体产业链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。目前中国大陆半导体
9、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。0r2产业转移中期13产业转移后期新一轮产业转移周期,川妹化O较嘉的利优势快速成K.个IW：，和份检秋利境。定空闰小射尺有场WHflM小*和，I小微器的比午通入祭丸和国外AJr的0争心力分立器产业半导体分立器件
10、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
11、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。_UiBeWM NISlui图国产芯片替代产业链芯)ftt手机芯片DRAMBMSA修Faa-SBHMCUtLM力”皿mbcAiUttOlSUM/mifMtlTQKlttHCMlf半导体厂商收入:BroedconX百万美元),半导体厂商收入:InteKS万美元)半导体厂高收入:MiCronTeChnOlOgyi百万美元),半导体厂商收入:QUakOmm(S万英元)半导体厂商收入QmsungEleCtrOniCS佰万美元).半导体厂商收入:SKHyniX(百万美元)半导体厂商收入STMiCrO
12、deCtrOnia(百万美元),半导体厂商收入:TeXMInWUmentS(S万美元)半导体厂*收入:ToShib“百万美元)半导体厂Ie收入:其他(百万昊元)2007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022半导体厂商收入份额Intel(%)半导体厂商收入份额SamSUngElectronic5%)半导体厂商收入份额：QUakomm(%)半导体厂商收入份翻:SKHynix(%)-半导体厂商收入份瓢MicronTehnology(%)-半身体厂商收入份J:T。Shiba(%)半号体T禽收入份颤TeXMlnStrUme
13、nt$(%)半导体厂漏收入份跟BroadCOm(%)-半号体厂Ie收入份覆5TMlCrOeIeCtronk6(%)半导体厂(收入份做:其他(%)(1)英特尔，作为美国一家主要从事CPU研制的企业，乃全球最巨大之个人计算机零部件和CPU制造商，始建于1968年，堂而皇之地享有52载产品革新与市场主导。方才是1971年，英特尔悠然问世全球率先之微处理器。而自此微处理器引发之计算机与互联网革新,已名正言顺地颠覆了整个寰宇格局。(2)三星电子，实为韩国之电子工业龙头，同时更是三星集团旗下最大之附属子公司。1938年3月，三星电子创立于韩国大邱，缔造者乃李秉吉吉。在那全球百大商标榜单之中，唯独三星电子一
14、家,身负韩国国族工业之象征。(3)Hynix,彳系韩国品牌之英文简写“HY”所来，而海力士即旧称现代内存，俾于2001年获改名为Hynixo此海力士半导体，则高居全球第三之DRAM制造商，并列半导体业第九之席位。它以卓绝之技术和接连不断之研究投资为根基，于每年皆在探索着进驻纳米级超微技术领域之全新市域。并且，海力士半导体不单声称为业界极致之投资效率，更在突显举足轻重之成长势能。第四章展望未来产业发展半导体行业于未来依旧延续着广大的发展舞台与机缘，以下为数种或许之趋势：人工智能和机器学习的广泛普及将为半导体需求带来推动。此类技术所需之更为高效、迅疾和稳定之半导体产物，如GPU、TPU等，皆将持续
15、受用。物联网之兴起将推动半导体需求之蓬勃增长。物联网所须之各式传感器、芯片、处理器和通讯设备等半导体产品，随着其在各领域应用愈趋广泛，其对半导体之渴求更将扩展。5G技术之广泛传播将引发新的需求与机遇。5G所需之高性能、低功耗、宽带之芯片和通讯设备,将使半导体行业面对新的成长契机。可穿戴设备和智能家居市场之扩张将推动半导体需求之蓬勃增加。此类设备所需之微小、低耗、高效半导体产物，如传感器、微控制器等，皆将因之受益。环保与可持续发展之要求将引导半导体行业朝着更为绿色、高效之方向前进。绿色半导体技术、新能源材料和可持续制造技术，将为未来半导体行业之重要方向。总之，半导体行业于未来仍然怀揣着广大的发展前景，技术创新、市场需求以及环保的可持续性，将共同成为其发展道路上的重要引擎。
